水電工程管理與實(shí)務(wù)：土石壩施工

　　土石壩施工：

　　1.根據(jù)施工方法的不同，土石壩分為分層干填碾壓（碾壓式）、水中填土、水力沖填（包括水墜壩）和定向爆破修筑等類型。其中，碾壓式土石壩最為普遍。

　　2.壓實(shí)機(jī)械：壓實(shí)機(jī)械分為靜壓碾壓、振動(dòng)碾壓、夯擊三種基本類型。其中靜壓碾壓設(shè)備有羊腳碾、氣胎碾等；夯擊設(shè)備有夯板等。

　　（1）靜壓碾壓的作用力是靜壓力，其大小不隨作用時(shí)間而變化。

　?。?）夯擊的作用力為瞬時(shí)動(dòng)力，有瞬時(shí)脈沖作用，其大小隨時(shí)間和落高而變化。

　?。?）振動(dòng)的作用力為周期性的重復(fù)動(dòng)力，其大小隨時(shí)間呈周期性變化，振動(dòng)周期的長(zhǎng)短，隨振動(dòng)頻率的大小而變化。與靜壓碾壓相比，具有重量輕，體積小，碾壓遍數(shù)少，深度大，效率高的優(yōu)點(diǎn)。

　　3.土料填筑標(biāo)準(zhǔn)：

　?。?）黏性土的填筑標(biāo)準(zhǔn)：以壓實(shí)度和最優(yōu)含水率作為設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。設(shè)計(jì)最大干密度應(yīng)以擊實(shí)最大干密度乘以壓實(shí)度求得。1級(jí)、2級(jí)壩和高壩的壓實(shí)度應(yīng)為98％～100％，3級(jí)中低壩及3級(jí)以下的中壩壓實(shí)度應(yīng)為9 6％～98％。設(shè)計(jì)地震烈度為8度、9度的地區(qū)，宜取上述規(guī)定的大值。

　?。?）非黏性土的填筑標(biāo)準(zhǔn)：砂礫石和砂的填筑標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以相對(duì)密度為設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。砂礫石的相對(duì)密度不應(yīng)低于0．75，砂的相對(duì)密度不應(yīng)低于0．7，反濾料宜為0．7。

　　4.壓實(shí)參數(shù)的確定：

　?。?）主要包括碾壓機(jī)具的重量、含水量、碾壓遍數(shù)及鋪土厚度等，對(duì)于振動(dòng)碾還應(yīng)包括振動(dòng)頻率及行走速率等。

　　（2）黏性土料壓實(shí)含水量可取ω1＝ωp＋2％；ω2＝ωp；ω3＝ωp－2％三種進(jìn)行試驗(yàn)。ωp為土料塑限。

　?。?）分別計(jì)算單位壓實(shí)遍數(shù)的壓實(shí)厚度進(jìn)行比較，以單位壓實(shí)遍數(shù)的壓實(shí)厚度最大者為最經(jīng)濟(jì)、合理。

　?。?）對(duì)非黏性土料的試驗(yàn)，不考慮含水量，只需作鋪土厚度、壓實(shí)遍數(shù)和干密度r，d的關(guān)系曲線。

　　5.碾壓土石壩的施工作業(yè)，包括準(zhǔn)備作業(yè)、基本作業(yè)、輔助作業(yè)和附加作業(yè)。準(zhǔn)備作業(yè)：包括“四通一平”通車、通水、通電、通信、平整場(chǎng)地）、修建生產(chǎn)、生活福利、行政辦公用房以及排水清基等項(xiàng)工作。

　　基本作業(yè)：包括料場(chǎng)土石料開采，挖、裝、運(yùn)、卸以及壩面作業(yè)等。

　　輔助作業(yè)：輔助作業(yè)是保證準(zhǔn)備及基本作業(yè)順利進(jìn)行，創(chuàng)造良好工作條件的作業(yè)，包括清除施工場(chǎng)地及料場(chǎng)的覆蓋，從上壩土料中剔除超徑石塊、雜物，壩面排水、層間刨毛和加水等。

　　附加作業(yè)：附加作業(yè)是保證壩體長(zhǎng)期安全運(yùn)行的防護(hù)及修整工作，包括壩坡修整，鋪砌護(hù)面塊石及鋪植草皮等。

　　6.壩體填筑中的街接頭處理：

   （1）在壩體填筑中，層與層之間分段接頭應(yīng)錯(cuò)開一定距離，同時(shí)分段條帶應(yīng)與壩軸線平行布置，各分段之間不應(yīng)形成過大的高差。接坡坡比一般緩于l：3。

　 （2）壩體填筑中，為了保護(hù)黏土心墻或黏土斜墻不致長(zhǎng)時(shí)間暴露在大氣中遭受影響，一般都采用土、砂平起的施工方法。土、砂平起填筑，采用兩種施工方法：一種是先土后砂法，即先填土料后填砂礫反濾料；另一種是先砂后土法，即先填砂礫反濾料后填土料。

　 （3）對(duì)于壩身與混凝土結(jié)構(gòu)物（如涵管、刺墻等）的連接，靠近混凝土結(jié)構(gòu)物部位不能采用大型機(jī)械壓實(shí)時(shí)，可采用小型機(jī)械夯或人工夯實(shí)。填土碾壓時(shí)，要注意混凝土結(jié)構(gòu)物兩側(cè)均衡填料壓實(shí)，以免對(duì)其產(chǎn)生過大的側(cè)向壓力，影響其安全。相關(guān)土石類與混凝土的鏈接均采用類似的方法和思路。

　　7.土石壩的施工質(zhì)量控制：包括料場(chǎng)的質(zhì)量檢查和控制、壩面的質(zhì)量檢查和控制。

　?。?）料場(chǎng)的質(zhì)量檢查和控制：

　　a.對(duì)所取土質(zhì)情況、土塊大小、雜質(zhì)含量和含水量等。其中含水量的檢查和控制尤為重要。簡(jiǎn)單辦法是“手檢”，即手握土料能成團(tuán)，手指搓可成碎塊，則含水量合適?；蛴糜煤繙y(cè)定儀測(cè)定，即插即讀。

　　b.若土料的含水量偏高，則應(yīng)改善料場(chǎng)的排水條件和采取防雨措施，翻曬處理，輪換掌子面或者機(jī)械烘干法進(jìn)行處理。

　　c.當(dāng)含水量偏低時(shí)，對(duì)于黏性土料應(yīng)考慮在料場(chǎng)加水。方法：分塊筑畦埂，灌水浸漬，輪換取土和噴灌機(jī)噴灑，但都應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)。對(duì)非黏性土料可用灑水車在壩面噴灑加水，避免運(yùn)輸時(shí)從料場(chǎng)至壩上的水量損失。

　　d.含水量不均勻時(shí)，堆筑“土牛”（大土堆）。

　　e.經(jīng)常檢查石質(zhì)、風(fēng)化程度、石料級(jí)配大小及形狀等是否滿足上壩要求。

　?。?）壩面的質(zhì)量檢查和控制：

　　a.對(duì)鋪土厚度、土塊大小、含水量、壓實(shí)后的干密度等進(jìn)行檢查，并提出質(zhì)量控制措施。對(duì)黏性土，含水量的檢測(cè)是關(guān)鍵。干密度的測(cè)定，黏性土一般可用體積為200～500cm 3的環(huán)刀取樣測(cè)定；砂可用體積為500cm 3的環(huán)刀取樣測(cè)定；礫質(zhì)土、砂礫料、反濾料用灌水法或灌砂法測(cè)定；堆石因其空隙大，一般用灌水法測(cè)定。當(dāng)砂礫料因缺乏細(xì)料而架空時(shí)，也用灌水法測(cè)定。

　　b.選定固定取樣斷面，沿壩高5～10m，取代表性試樣（總數(shù)不宜少于30個(gè)）進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)性能試驗(yàn)，作為核對(duì)設(shè)計(jì)及工程管理之根據(jù)。

　　c.非黏性土的填筑，主要應(yīng)控制壓實(shí)參數(shù)：25m×25m，1～2個(gè)；50m，不得少于4個(gè)。

　　挖運(yùn)的方案選擇（技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析比較）：挖掘機(jī)的產(chǎn)出量÷汽車運(yùn)載量=斗數(shù)（取2~5為宜）

　　方案設(shè)計(jì)（施工強(qiáng)度計(jì)算、施工機(jī)械數(shù)量計(jì)算、主導(dǎo)機(jī)械數(shù)量驗(yàn)算）：配置中，由于挖掘機(jī)為主導(dǎo)機(jī)械且臺(tái)班費(fèi)高于汽車，所以應(yīng)出現(xiàn)車等機(jī)而避免出現(xiàn)機(jī)等車的現(xiàn)象。則車的運(yùn)載能力要略大于機(jī)得生產(chǎn)能力。結(jié)合實(shí)際案例和相關(guān)知識(shí)掌握。

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