摘要：近年来，为满足国民经济发展需求，逐渐加强对筑坝水利工程的建设力度，水利事业得到蓬勃发展。而土石坝施工技术作为当下筑坝工程建设中应用最为广泛和发展最快的一种筑坝技术，技术应用情况与筑坝工程施工质量息息相关，具有极为重要的现实意义。因此，为建设优质筑坝工程，本文对土石坝筑坝工程工艺特性与主要施工工艺开展简要分析，为同类工程提供施工参考。
关键词：土石坝；筑坝工程；施工技术
乌拉根锌矿现有尾矿库建于2010年，分布于矿区西北侧硝尔布拉克沟中上游位置，初期坝采用戈壁料筑坝，坝顶标高2174m，坝高24m，尾矿库堆积坝采用上游法堆坝，利用坝前粗粒尾矿堆筑子坝，堆积坝平均坡比1：6，堆积高度30m，最终堆积标高2204m，尾矿坝总坝高54m，总库容3613.75m3，为三等库。目前尾矿剩余总库容约为1713.75×104 m3，难以满足矿山生产需要，因此对现有尾矿库进行改扩建。
一、土石坝筑坝工程工艺特性分析
1.仿真技术的运用
目前来看，部分筑坝工程施工场地及周边区域的地质地貌结构较为复杂，存在诸多变量因素。在工程设计、施工准备阶段中，如若没有全面掌握工程施工场地周边环境情况，将会对施工方案、管理计划的可行性造成影响，并以此为诱因引发各类施工问题的出现。
在乌拉根锌矿现有尾矿库工程中，施工场地周边环境的地貌以侵蚀断块山地为主，谷底第四系冲洪积物堆积厚度较厚、冲洪积物呈条带状分布、总体分布范围较大。同时，库区地层岩性较为复杂，由中生界上白垩统、新生界下第三系及和第四系构成。场区附近构造主要表现为褶皱和断裂。如若没有对工程地质地貌结构与水文条件进行深入分析、针对性制定土石坝筑坝施工方案，极有可能在后续施工中出现各类质量问题。因此，在土石坝筑坝工程中，需运用仿真技术，在工程地质勘察报告、已知工程信息基础上，构建仿真模型与可视化环境模型，辅助工程设计、施工与管理工作的开展，有效解决的盲目施工问题。同时，对环境仿真模型的构建，也将为施工选址工作的开展提供科学依据。在乌拉根锌矿现有尾矿库工程中，所确定施工场地内不存在滑坡、采空区、地面沉陷以及活动性断裂等不良地质作用，场区第四系覆盖层为液化土层、液化等级为轻微~中等，场地属于季节性冻土区、冻土深度在1.5m左右，在后续土石坝施工中，并不会受到环境因素的过度影响干扰，工程施工安全得到有效保障。
2.降低施工成本
在传统筑坝工程中，建筑材料采购及运输成本往往占据到工程总体造价成本的50%-70%。与其它坝型相比，土石坝的工程造价成本较为低廉，主要筑坝材料为工程施工场地周边区域中所分布土石料，节省了大量的木材、钢材、水泥等建筑材料。在乌拉根锌矿现有尾矿库工程中，所规划筑坝材料料场与坝址区间隔2km、位于康苏镇-膘尔托阔依乡公路西侧区域，料场为天然戈壁滩，表层无植被覆盖、地层岩性为卵砾石，地下水位埋深大、料场可开采面积大、地层结构较为稳定，已探明储量完全满足土石坝筑坝材料用量需求。
3.缩短施工工期
土石坝筑坝技术的工艺流程较为简单、工序环节少、便于开展组合机械施工，实现了对筑坝工程施工效率的进一步提升，并大幅缩短工程施工工期。同时，在土石坝筑坝工程施工中，将保持为相对平稳的施工状态，并不会产生过多的变量因素，降低了各类常见施工问题及质量通病的出现率，这对工程施工效率的提升起到了一定程度的推动作用。例如在传统筑坝工程施工模式下，需要消耗大量时间成本用于开展材料运输、现场加工等作业，如现场配制混凝土材料、混凝土养护、钢筋绑扎等等。而在土石坝筑坝工程施工中，实现了对大量繁琐工序的有效简化。
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二、土石坝筑坝工程的主要施工工艺研究
1.料场使用空间规划技术
在乌拉根锌矿现有尾矿库工程中，为提高施工效率，选择将开采的土石料进行集中处理、堆积，便于筑坝材料运输等施工活动的开展。但与此同时，对料场空间规划质量提出了更高的要求。如若料场空间规划结构不合理，不但会对土石料开采、运输作业的开展造成限制影响，同时，也将造成程度不一的环境污染问题。因此，需应用料场使用空间规划技术，在料场地质勘察报告基础上，合理规划料场使用空间，在充分满足土石坝图纸设计要求、筑坝材料用量的同时，为土石料开采作业的开展提供适当大小的作业面，并缩减筑坝材料运输距离、上坝运行距离。同时，受到风力与气流冲刷因素影响，土石料在开采、运输以及堆积过程中，细小土粒以及较大土块相分离，受到风力裹挟形成风沙流。料场所处区域的气候较为干燥、蒸发量大，且土体质地主要为粉土及粗/细砂，料场地表受到风力扰动，极易出现风蚀现象，并引发水土流失问题的出现。针对于此，在料场空间规划方案中，规划特定区域，用于堆放所产生的弃土，在山坡与尾矿坝边坡连接处修建截水沟，在堆积坝坡面设置坝面排水沟、并采取坡面护坡措施。
2.岸坡与坝基处理技术
在土石坝筑坝工程施工中，坝基与岸坡处往往分布着大量的树木、乱石等障碍物，如若没有在筑坝施工前对所分布各类障碍物进行清理，将会对筑坝质量、坝体结构性能与施工安全造成影响干扰。因此，需提前开展场地清理工作，去除岸坡与坝基处所分布障碍物。随后，开展组合机械施工作业，采用分层回填方式对坝基进行回填压实处理，直至土石坝的坝基压实度、结构承载性能满足堆坝施工要求后，再组织开展后续施工活动。
3.坝体填筑技术
在乌拉根锌矿现有尾矿库工程中，根据尾矿性质，针对性开展粗尾矿堆坝量以及库内堆存量平衡计算工作，明确制定不同坝体填筑阶段的粗砂产率，确保成品粗砂产率满足不同堆坝阶段的最大粗砂产率需求。随后，对相关施工因素进行综合分析，最终选择采用中线法筑坝，旋流器一次分级，溢流尾矿进入尾矿库，底流尾矿进行筑坝。在堆积坝施工中，选择采用支架法开展筑坝作业，组合使用PC220-6型挖掘机设备与TSY220型推土机设备，将堆积坝堆积边坡坡度控制在1：5，每20m高差设置一级马道。最终，堆积坝平均堆积边坡为1：5.23。
此外，在堆积坝堆积标高外坡角处修建一座滤水拦砂坝，坝型为透水碾压土石坝，坝顶宽度为3m、高度为11.63m、上下游坡度为1：2.5、坝顶标高为2120m。所修建滤水拦砂坝的筑坝材料主要为卵砾石，材料不均匀系数为Cu＞5、曲率系数为Cc=1～3。在滤水拦砂坝填筑环节中，提前将坝基第四系覆盖层加以清除处理、开展坝基回填作业，直至回填层抵达原地面标高。随后，于滤水拦砂坝的上游坡区域，使用卵石等材料设置反滤层。
4.土石料压实技术
如若所使用筑坝土石料的含水量过高或过低，都将对坝体结构性能造成程度不一的影响干扰。例如在土石料含水量过高时，在后续土石坝筑坝施工、使用过程中，有较高可能出现坝体滑塌等安全事故。因此，需采用土石料压实技术，对土石料开展压实作业，将土石料的含水量、粘结性控制在最优值。
结语
综上所述，为顺利开展土石坝筑坝工程建设活动、充分发挥土石坝筑坝技术的应用优势及效能，企业需全面掌握土石坝筑坝技术的工艺特性与具体施工工艺，严格控制各施工环节质量。唯有如此，才能保证土石坝筑坝工程施工质量，推动土石坝筑坝施工技术的规范化、标准化发展。
参考文献：
[1]黄诚.土石坝筑坝工程施工技术分析研究[J].珠江水运，2018（21）.
[2]张桂玉.浅谈土石坝料场规划的重要性[J].农家参谋，2019（15）.
[3]龚昱文.试论水利水电施工中土石坝筑坝工程的主要工艺[J].江西建材，2017（04）.
论文作者:陈江豪
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30
标签：土石论文; 尾矿论文; 料场论文; 工程论文; 乌拉论文; 坝基论文; 作业论文; 《基层建设》2020年第2期论文;