水电工程管理与实务：土石坝施工

　　土石坝施工：

　　1.根据施工方法的不同，土石坝分为分层干填碾压（碾压式）、水中填土、水力冲填（包括水坠坝）和定向爆破修筑等类型。其中，碾压式土石坝最为普遍。

　　2.压实机械：压实机械分为静压碾压、振动碾压、夯击三种基本类型。其中静压碾压设备有羊脚碾、气胎碾等；夯击设备有夯板等。

　　（1）静压碾压的作用力是静压力，其大小不随作用时间而变化。

　　（2）夯击的作用力为瞬时动力，有瞬时脉冲作用，其大小随时间和落高而变化。

　　（3）振动的作用力为周期性的重复动力，其大小随时间呈周期性变化，振动周期的长短，随振动频率的大小而变化。与静压碾压相比，具有重量轻，体积小，碾压遍数少，深度大，效率高的优点。

　　3.土料填筑标准：

　　（1）黏性土的填筑标准：以压实度和最优含水率作为设计控制指标。设计最大干密度应以击实最大干密度乘以压实度求得。1级、2级坝和高坝的压实度应为98％～100％，3级中低坝及3级以下的中坝压实度应为9 6％～98％。设计地震烈度为8度、9度的地区，宜取上述规定的大值。

　　（2）非黏性土的填筑标准：砂砾石和砂的填筑标准应以相对密度为设计控制指标。砂砾石的相对密度不应低于0．75，砂的相对密度不应低于0．7，反滤料宜为0．7。

　　4.压实参数的确定：

　　（1）主要包括碾压机具的重量、含水量、碾压遍数及铺土厚度等，对于振动碾还应包括振动频率及行走速率等。

　　（2）黏性土料压实含水量可取ω1＝ωp＋2％；ω2＝ωp；ω3＝ωp－2％三种进行试验。ωp为土料塑限。

　　（3）分别计算单位压实遍数的压实厚度进行比较，以单位压实遍数的压实厚度最大者为最经济、合理。

　　（4）对非黏性土料的试验，不考虑含水量，只需作铺土厚度、压实遍数和干密度r，d的关系曲线。

　　5.碾压土石坝的施工作业，包括准备作业、基本作业、辅助作业和附加作业。准备作业：包括“四通一平”通车、通水、通电、通信、平整场地）、修建生产、生活福利、行政办公用房以及排水清基等项工作。

　　基本作业：包括料场土石料开采，挖、装、运、卸以及坝面作业等。

　　辅助作业：辅助作业是保证准备及基本作业顺利进行，创造良好工作条件的作业，包括清除施工场地及料场的覆盖，从上坝土料中剔除超径石块、杂物，坝面排水、层间刨毛和加水等。

　　附加作业：附加作业是保证坝体长期安全运行的防护及修整工作，包括坝坡修整，铺砌护面块石及铺植草皮等。

　　6.坝体填筑中的街接头处理：

   （1）在坝体填筑中，层与层之间分段接头应错开一定距离，同时分段条带应与坝轴线平行布置，各分段之间不应形成过大的高差。接坡坡比一般缓于l：3。

　 （2）坝体填筑中，为了保护黏土心墙或黏土斜墙不致长时间暴露在大气中遭受影响，一般都采用土、砂平起的施工方法。土、砂平起填筑，采用两种施工方法：一种是先土后砂法，即先填土料后填砂砾反滤料；另一种是先砂后土法，即先填砂砾反滤料后填土料。

　 （3）对于坝身与混凝土结构物（如涵管、刺墙等）的连接，靠近混凝土结构物部位不能采用大型机械压实时，可采用小型机械夯或人工夯实。填土碾压时，要注意混凝土结构物两侧均衡填料压实，以免对其产生过大的侧向压力，影响其安全。相关土石类与混凝土的链接均采用类似的方法和思路。

　　7.土石坝的施工质量控制：包括料场的质量检查和控制、坝面的质量检查和控制。

　　（1）料场的质量检查和控制：

　　a.对所取土质情况、土块大小、杂质含量和含水量等。其中含水量的检查和控制尤为重要。简单办法是“手检”，即手握土料能成团，手指搓可成碎块，则含水量合适。或用用含水量测定仪测定，即插即读。

　　b.若土料的含水量偏高，则应改善料场的排水条件和采取防雨措施，翻晒处理，轮换掌子面或者机械烘干法进行处理。

　　c.当含水量偏低时，对于黏性土料应考虑在料场加水。方法：分块筑畦埂，灌水浸渍，轮换取土和喷灌机喷洒，但都应进行现场检验。对非黏性土料可用洒水车在坝面喷洒加水，避免运输时从料场至坝上的水量损失。

　　d.含水量不均匀时，堆筑“土牛”（大土堆）。

　　e.经常检查石质、风化程度、石料级配大小及形状等是否满足上坝要求。

　　（2）坝面的质量检查和控制：

　　a.对铺土厚度、土块大小、含水量、压实后的干密度等进行检查，并提出质量控制措施。对黏性土，含水量的检测是关键。干密度的测定，黏性土一般可用体积为200～500cm 3的环刀取样测定；砂可用体积为500cm 3的环刀取样测定；砾质土、砂砾料、反滤料用灌水法或灌砂法测定；堆石因其空隙大，一般用灌水法测定。当砂砾料因缺乏细料而架空时，也用灌水法测定。

　　b.选定固定取样断面，沿坝高5～10m，取代表性试样（总数不宜少于30个）进行室内物理力学性能试验，作为核对设计及工程管理之根据。

　　c.非黏性土的填筑，主要应控制压实参数：25m×25m，1～2个；50m，不得少于4个。

　　挖运的方案选择（技术、经济分析比较）：挖掘机的产出量÷汽车运载量=斗数（取2~5为宜）

　　方案设计（施工强度计算、施工机械数量计算、主导机械数量验算）：配置中，由于挖掘机为主导机械且台班费高于汽车，所以应出现车等机而避免出现机等车的现象。则车的运载能力要略大于机得生产能力。结合实际案例和相关知识掌握。

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