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第十一章土石坝施工 第一节碾压式土石坝施工 碾压式土石坝施工 包括准备作业 基本作业以及为基本作业提供保证条件的辅助作业和保证建筑物安全运行而进行的附加作业 一 坝基与岸坡处理 1 坝基与岸坡的处理是隐蔽工程2 处理工作 清基 泉眼 洞穴处理 地表土清除 回填夯实3 岸坡要求 坡度平顺 不得有台阶 急剧变坡 反坡4 地质缺陷严格按设计要求处理 二 料场规划 为了合理使用料场 加快施工进度 对料场必须从空间 时间 质量等方面进行全面规划 空间规划 是指对料场的位置 高程恰当选择 合理布置 时间规划 就是要考虑施工强度 季节及坝前续水等变化 要求 1 选用料场土料的物理力学性质 应满足坝体设计施工质量要求 主要料场的可开采量不少于设计量的2倍 备用料场储量为主要料场总储量的20 30 2 料场使用要近料和上游易淹料先用 远料和下游不淹料场后用 含水量低的料场夏季用 含水量高的料场雨季用 施工强度高时用近料 强度低时用远料 3 在料场规划中应考虑到挖 填各种坝料的综合平衡 做好土石方的调度规划 合理用料 力求最佳的经济效果 三 挖运组织 组织综合机械化施工的原则土石坝施工挖 运 填等各道工序均由互相配套的施工机械来完成 组织 一条龙 的生产线 称为土石坝的综合机械化施工 在组织机械化施工中应遵循以下原则 充分发挥主要机械的作用 根据机械的工作特点进行配套选择 机械配套要便利于使用 维修和管理 充分发挥配套机械的生产能力 合理布置工作面 充分发挥机械的工作效率 减少机械运转时间 设备必要的修配企业 严格执行保养制度和操作规程 以保证机械完好率和工作安全 挖运配套方案 常用的土石料挖运配套方案有以下几种 人工开挖 手推车 架子车 翻斗车运输 挖掘机挖装 自卸汽车运输 挖掘机挖装 胶带机上坝 斗轮式机挖装 胶带机上坝 采砂船挖土装车 机车运输 转胶带机上坝 选择开挖运输方案时 应根据工程量大小 土料上坝强度 料场位置与储量 土质分布 机械供应条件等综合因素 进行技术上比较和经济上分析 确定经济合理的挖运方案 挖运机械配套计算 分期施工的土石坝 应根据坝体分期施工的填筑强度和开挖强度来确定相应的机械设备容量 1 坝体分期填筑强度2 分期施工运输强度3 坝体分期施工的开挖强度4 满足上坝填筑强度要求的挖掘机数量5 满足上坝填筑强度要求的汽车数量 为了充分发挥自卸汽车的运输效能 应根据挖掘机械的斗容选择具有适宜容量的汽车型号 挖掘机装满一车斗数的合理范围应为 斗 通常要求装满一车的时间不超过3 5 4分钟 卸车时间不超过 分钟 四 坝面作业 一 特点 1 内容 铺土 平土 洒水或晾晒 压实 刨毛修整 排水护坡措施 质量检查等 2 特点 工作面小 工序多 工种多 机具多 互相干扰3 措施 流水作业法施工 二 坝面流水作业的实施流水作业法施工 是根据施工工序数目将坝面划分成几个施工段 然后组织各工种的专业队依次进入所划分的施工段同时施工 对同一施工段而言 各专业队按工序依次连续进行施工 对各专业队 则不停的轮流在各个施工段完成本专业的施工工作 施工队作业专业化 有利于工人技术熟练和提高 在施工过程中保持了人 地 机具等施工资源充分利用 避免了施工干扰和窝工 参数 流水施工段数M 流水工序数目N当M N时 说明流水作业中 人 地 机具等充分发挥作用 当M N时 说明流水作业中 人 机具充分发挥作用 但有闲余工作面 当M N时 说明流水作业不能正常进行 可采取缩小流水单位时间增大M值或合并一些工序减小N值 坝面流水作业示意图 三 坝面填筑施工要求1 基本要求 铺料沿坝轴线方向进行 严格控制铺土厚度 防渗体土料应采用进占法卸料 防渗体交接带应搭接碾压 平土要求厚度均匀 以保证压实质量 斜墙坝铺筑时应向上游倾斜 均质坝 心墙坝应向上下游倾斜 以便排除雨水 铺填时土料要平整 以免雨后积水 影响施工 2 心 斜墙填筑斜墙宜与坝壳平起填筑 也可滞后于坝壳填筑 要避免防渗体因坝体沉陷而裂缝 已筑好的斜墙应立即在上游铺好保护层 心墙施工中 应与砂壳平衡上升 采用土砂平起法施工 根据土料与反滤料填筑先后顺序的不同 又分为先土后砂法和先砂后土法 土砂平起法施工示意图 单位 cm a 土后砂法 b 先砂后土法1 心墙设计线 2 已压实层 3 待压层 填料次序 无论先砂后土法或先土后砂法 需要每填三层土料用夯实机具夯实一次土砂结合部 先夯土料一侧 等合格后在夯反滤料 防渗体的铺筑作业应是连续进行的 如因故停工 表面必须洒水湿润 控制含水量 3 接缝处理土石坝的防渗体要与地基 岸坡及周围其它建筑物的边界相接 由于施工导流 施工分期 分段分层填筑等要求 还必须设置纵向横向的接坡 接缝 这些结合部位是施工中的薄弱环节 质量控制应采取如下措施 1 土料与坝基结合面处理 一般用薄层 轻碾的方法施工 不充许用重碾或重型夯 以免破坏基础 造成渗漏 2 土料与岸坡及混凝土建筑物结合面处理 填土前 先清基 湿润 涂浆 搭接处用小型机具压实 不得使用羊脚碾等重型机械 搭接宽度不小于1m 3 坝身纵横接缝处理 土料填筑力争平起施工 斜墙 心墙不充许设纵向接缝 横向接坡不应陡于1 3 高差不超过15m 分层施工临时设置的接缝 通常控制在铺土厚度的1 2倍以内 接缝在不同的高程要错缝 五 施工质量控制 质量控制主要包括料场和坝体填筑两个方面 一 料场的质量检查和控制 1 各种筑坝材料应以料场控制为主 必须是合格的坝料方能运输上坝 不合格的材料应在料场处理合格后方能上坝 否则按废料处理 2 主要控制 是否在规定的料区开采 是否将草皮 覆盖层等清除干净 坝料开采加工方法是否符合规定 排水系统 防雨措施 负温下施工措施是否完备 坝料性质 级配 含水率是否符合要求 二 坝体填筑质量检查和控制 1 严格按施工技术要求进行控制 检查的项目和内容主要有 填筑部位 碾压机具 参数 2 检查方法 环刀法取样 挖坑灌砂法或灌水法 3 取代表性试样进行室内物理力学性质试验 作为复核工程设计及工程管理的依据 必要时应留样品蜡封保存 竣工后交工程管理单位 六 土石坝的冬雨季施工 一 土石坝冬季施工 规范规定 日平均气温低于0 时 按低温季节施工 低温施工应采取防冻措施和保温措施 二 雨季施工 雨季施工最主要的问题是土料含水量的变化对施工带来的不利影响 采取有效措施 来雨前用光面碾快速压实松土 防止雨水渗入 铺料时 心墙向两侧 斜墙向下游铺成2 的坡度 以利排水 做好坝面防雨保护 如设防雨棚 覆盖苫布 油布等 做好料场周围的排水系统 控制土料含水量 第二节面板堆石坝施工 一 筑坝材料要求与坝体分区 一 材料要求1 主堆石料可用坝基开挖料或料场开采石料 要求级配良好 在开采前应作专门的爆破试验 2 垫层料要求有良好的级配 3 过渡料要求级配连续 二 面板堆石坝的坝体分区堆石坝坝体应根据石料来源及对坝料的强度 渗透性 压缩性 施工方便和经济合理性等要求进行分区 从上游向下游依次分为垫层区 过渡区 主堆石区 及下游堆石区 周边缝下部应设特殊垫层区 岩基上硬岩堆石坝体分区示意图 二 质量控制 一 施工程序1 程序 坝基 岸坡处理 面板底座混凝土浇筑 坝体填筑 2 垫层料 过渡料和一定宽度的主堆石料的填筑应平起施工 均衡上升 3 主 次堆石区可分区 分期填筑 其纵 横坡面上均可布置临时施工道路 但必须设于填筑压实合格的坝段 4 下游护坡宜与坝体填筑平起施工 护坡石宜选取大块石 机械整坡 堆码 或人工干砌 块石间嵌合要牢固 二 堆石体的压实参数和质量控制1 坝体填筑压实标准 2 堆石体的质量控制有以下几个方面 在规定的料区范围内开采 料场的草皮 树根 覆盖层及风化层已清除干净 堆石料开采加工方法符合规定要求 堆石料级配 含泥量 物理力学性质符合设计要求 不合格料不充许上坝 三 钢筋混凝土面板的分块和浇筑 一 钢筋混凝土面板的分块混凝土防渗面板包括趾板 面板底座 和面板两部分 防渗面板应满足强度 抗渗 抗侵蚀 抗冻要求 趾板设伸缩缝 面板设垂直伸缩缝 周边伸缩缝等永久缝和临时水平施工缝 混凝土防渗面板分缝分块 二 防渗面板混凝土浇筑与质量1 趾板施工 混凝土浇筑中 应及时振实 注意止水片与混凝土的结合质量 2 面板施工 宜采用无轨滑模 跳仓浇筑 起始三角块宜与主面板块一起浇筑 振动过程中 防止振捣器触及滑模 钢筋 止水片 脱模后的混凝土 要及时修整和压面 四 沥青混凝土面板施工 沥青混凝土由于抗渗性好 适应变形能力强 工程量小 施工速度快 正在广泛用于土石坝的防渗体 沥青混凝土原材料 沥青一般选用道路 粗骨料宜选碎石 细骨料可选河砂 山砂 人工砂 骨料要求干净 稳定性好 填料种类有石棉 消石灰 水泥 橡胶 塑料等 其掺量由试验确定 沥青混凝土施工工艺图 第三节水坠坝施工 水坠坝是采用水力冲填方法修筑的一种土坝 与碾压土坝比较 挖 运 卸 压四道工序 均以水力冲填方法完成 节省劳力 造价较低 工效较高 一 准备工作 水是筑坝的动力 冲填用水必须保证 总用水量大体等于坝体冲填总土方量