土石方工程施工方法

第二章土石方工程施工概述土方工程是人类改造自然、建设社会的一种技术措施。水利水电工程中的土方工程在整体工程建设中，工程量和投资占有很大比重；就土方工程本身而言，种类繁多。按其工程类型分；有挖方（如渠道、基坑等）、填方（拦河坝、河堤、填方渠道等）及半挖半填（如半挖半填渠道）等。按其施工方法分：有人力施工、机械施工、爆破施工及水力机械施工等。对于工程数量大的大中型水利水电工程亦可采取综合的施工方法。土方工程施工的特点是：工程量大，受外界干扰较多。例如：在高挖方中常遇到边坡稳定问题；在深挖方中常遇到地下水的困惑；气候因素往往使工期紧张。还有土质的差异、地形的陡缓都给施工带来诸多不利条件。应按实际情况，决定施工方法。水利水电工程土方施工的基本过程一般是挖掘、运输、填筑三个主要工序，这是本章第一至三节讲述的内容。2．1土的工程性质和分级从广义的角度而言，土，包括土质土和岩石两大类。由于开挖的难易程度不同，水利水电工程中沿用十六级分类法时，通常把前I～Ⅳ级叫土(即土质土)，后面V～XⅥ级都叫做岩石。2．1．1土的工程性质2．1．1．1土的颗粒分类根据土的颗粒级配，土可分为碎石类土、砂土和粘性土。按土的沉积年代，粘性土又可分为老粘性土，一般粘性土和新近沉积粘性土。按照土的颗粒大小分类，又可分为块石、碎石、砂粒等，详见表2—1。土的颗粒分类表2－1颗粒名称粒径/㎜颗粒名称粒径/㎜漂石或块石＞200砂粒2.0～0.005卵石或碎石200～20粉粒0.05～0..005圆砾或角砾20～2.0粘粒＜0.0052．1．1．2土的松实关系自然状态下的土，经开挖扰动之后，因土体变得松散而使体积增大，这种伯质叫做土的松散性，各种土的松散系数见相关表。当自然状态的土挖松后，再经过人工或机械的碾压、振动，土可被压实，锣如：在填筑拦河坝时，从土区取1m3的自然方，经过挖松运至坝体进行碾压后6<实体方，就小于原1m3的自然方。这种性质叫做土的可缩性。在土方工程施工中，经常有三种土方的名称即：自然方、松方、实体方。它们之间有着密切的关系。1．土的体积关系土体在自然状态下是由土粒(矿物颗粒)、水和气体三相组成。当自然土体松动后，气体体积(即孔隙)增大，当土粒数量不变，原自然土体积V自<松动后的土体积V松；当经过碾压或振动后，气体被排出，则压实后的土体V实<V自。三者之间的关系即：V实<V自<V松，V实为经压实后的实体方；V松为经扰动后的松方。对于砾、卵石和爆破后的块碎石，由于它们的块度大或颗粒粗，可塑性远小于土粒，因而它们的压实方>自然方。单位体积土体的重量称为容重。当1m3的自然土体松动后，土体增大了，因而单位体积的重量变轻了；再经过碾压或振动，使土粒紧密度增加，因而单位体积重量增大。2．自然方和压实成品方的关系在土方工程施工中，设计工程量为压实后的成品方，取料场的储量是自然方。在计算压实工程的备料量和运输量时，应该将二者之间的关系考虑进去，并考虑施工过程中技术处理、要求以及其它不可避免的各种损耗。水利水电系统在多年施工实践经验的基础上，在(水利水电建筑工程预算定额)中，提出了压实成品方与所需自然方的换算,该公式实践性很强，综合反映了土方施工中各方面的影响因素。式中综合系数A考虑了施工中各种损失。它包括：坝上运输、雨后清理、边坡削坡、接缝削坡、施工沉陷、取土坑、试验坑和不可避免的压坏等损失因素。2．1．2土的工程分级土的工程分级按照十六级分类法，前四级称为土。同一级土中各类土壤的特性有着很大的差异。例如坚硬粘土和含砾石粘土，前者含粘粒量(粒径<0．005mm)在50％左右，而后者含砾石量在50％左右。它们虽都属Ⅳ级土，但颗粒组成不同，开挖方法也不尽相同。在实际工程中，对土壤的特性及外界条件应在分级的基础上，进行分析研究认真确定土的级别。2．2土方开挖和运输土方开挖和运输可分为人工挖、运和机械挖、运两种类型。本节重点讲述机械挖、运的施工方法。2．2．1人工土方开挖及运输的施工方法2．2．1．1人工开挖人工开挖是较原始的施工方法，但在机械设备缺乏的小型农田水利工程或大中型工程中的某些辅助工程还时有采用。它是以人力用锹铣为工具，在开挖区按一定的施工程序，将土直接挖起装筐(车)，抬运或用架子车运至弃土区。由于要求不同，所采用方法也各异。例如：人工挖渠(河)道，纵向较长，应分段施工。分段长度按工程实际情况确定。开挖顺序应从下游段先行施工，向上游逐渐推进。每段开挖应从中心向两侧扩展，先深(中部预挖排水龙沟)后宽，分块分层开挖。2．2．1．2人工运输人工开挖土方其运输配套设施应尽量采用革新机具或半机械化施工。1．人工挑、抬及独轮车运输，前者地面坡度不应陡于1：7～1：5；后者不应陡于1：9—1：12。2．架子车运输，轻便灵活，每车容量约0．1—0．2m3。平地运距以不超过1km为宜；上坝运输当坡度陡于1：10时，应用爬坡机牵引上坡。3．机动小型翻斗车运输：翻斗车斗容0．5—1．0m3，道路坡度不宜大于10%。2．2．2开挖机械的类型在水利水电工程中常用的挖土机械有挖掘机、铲运机械等主要类型。挖掘机按I作机构的不同又分为单斗式和多斗式两类。铲运机械能综合完成挖土、运土和铺土等工作程序，它又分为拖式和自行式两种。另外还有推土机、装载机也是能连续挖运的一种机械。2．2．2．1单斗挖掘机单斗式挖掘机是仅有一个铲土斗的挖掘机械，由行走装置、动力装置和工作装置三大部分组成。行走装置有履带式或轮胎式。常用的为履带式，它对地面的单位压力小，可在较软的地面上开行，但转移速度慢。动力装置有电动和内燃机两类，常用的为电动的，其效率高，操纵方便，但需要有电源。工作装置有正向铲、反向铲、拉铲和抓铲四类，前两类应用较广。工作装置可用钢索操纵或液压操纵。大、中型正向铲一般是钢索操纵的，小型正向铲和反向铲已趋向液压操纵。液压操纵的挖掘机结构紧凑、重量轻、传动平稳、操纵灵活、工作效率高、使用可靠。挖土机的每一工作循环包括挖掘、回转、卸土和返回四个过程。它的生产率主要决定于每斗的铲土量和每斗作业的延续时间。为了提高挖土机的生产率，除了工作面(指挖土机挖土时的工作空间，也称为掌子面)高度必须满足一次铲土能装满土斗的要求之外，还要考虑开挖方式和与运土机械的配合问题，应尽量减少回转角度，缩短每个循环的延续时间。2．单斗反向铲挖掘机目前常用的多是液压反铲。液压反铲最适于开挖停机面以下的土方，如基坑、渠道、管沟等的土方，但也可开挖停机面以上的土方，因此应用日益广泛。反铲的稳定性及铲土力均较正铲为小，适合挖I～Ⅱ类土，硬土须预松。一般砂砾石料开采也常用到反铲挖掘机。常用反铲的斗容量有0．5m3、1．0m3、1．6m3等数种，大的已超过3m’，最大挖土深度由4m至6．8m不等。反铲挖土可采用两种开挖方式：一种是挖掘机位于沟端倒退着进行开挖，称为沟端开行；另一种是挖掘机位于沟侧，行进方向与开挖方向垂直，称为沟侧开行。后者挖土的宽度与深度小于前者，但能将土弃于距沟边较远的地方。3．单斗挖掘机生产率计算施工机械的生产率是指它在一定时间内和一定条件下，能够完成的工程量。生产率可分为理论生产率、技术生产率和实用生产率。实用生产率是考虑了在生产中各种不可避免的停歇时间(如加燃料、换班、中间休息……等)之后，所能达到的实际生产率。2．2．2．2铲运机械水利水电工程中常用的兼有铲土和运土功能的机械有铲运机、装载机和推土机。1．铲运机铲运机是一种能连续完成铲土、运土、卸土、铺土和平土等施工工序的综合土方机械，其生产率高、运转费用低，适于平整大面积场地、开挖大型基坑、河渠、填筑堤坝和路基等。按行走装置和方式的不同，可分为轮胎自行式和履带拖拉式两种，自行式的切土力较小，装满铲斗所需的铲土长度较大，但行驶速度快，运距在800～1500m时生产效率较高；拖拉式的切土力较大，所需的铲土长度较短，但行驶速度慢，运距在250～350m时生产效率较高。常用的国产铲运机的斗容量有2.5m3、6m3、7m3、15m3等数种。铲运机的生产率主要决定于铲斗装土容量及铲土、运土、卸土和回程的工作循环时间。为了提高铲运机的生产率，可采取下坡取土、推土机助铲、用裂土机预松硬土等方法，以加大铲土力、减少铲土阻力、缩短装土时间。选择合理的开行路线，如环形和“8”字形路线，可以缩短空程时间。2.装载机装载机是一种挖、装、运连续作业，高效率的机械设备(图2—9)。轮胎式装载机行走灵活，转运快。这种机械适用于松散土、轻质土、基坑清淤以及无地下水影响的河渠开挖。挖出的土方可直接卸于两侧或外运，其运距以不超过150m为宜。另外还适用于砂砾料的采挖及零星材料的挖装及短距离的搬运。斗容有0．5m3、1m3、1．5m3、2m3、3m3、5m3等。3．推土机推土机是在履带式拖拉机上安装推土刀等工作装置而成的一种铲运机械。主要用于平整场地，开挖宽浅渠道等，还可用于推平其它机械卸置的土堆，拖拉其它无动力的机械。推土机适用于推I～Ⅲ类土，其距离宜在100m以内。运距30～50m时生产率较高。2．2．2．3多斗挖掘机多斗挖掘机是一种连续工作的挖掘机。它可分为斗轮挖掘机以及水上和陆上多斗挖掘机。1．斗轮挖掘机它的斗轮是装在可俯仰的臂杆上，斗轮上装有7～8个铲斗。当斗轮转动时，即行挖土，当铲斗转到最高位置时，借土料自重，经溜槽卸至皮带机，然后再卸至弃土堆或运输工具上。它的主要特点是斗轮转速较快，连续作业，臂杆的倾角可以改变，挖掘机上部结构安装在转台上，可作3600旋转，因此，这种挖掘机的生产率高。能开挖停机坪以上的土方。斗轮挖掘机在大量土方开挖工程中运用。但是在与运输工具配套使用时，机群的作业效率将有所降低。2．多斗挖掘机有水上和陆上两类。采砂船等水上多斗挖掘机可开采水下土方、砂砾石及清淤等；陆上多斗挖掘机有侧向开挖和纵向开挖两种，前者可用于渠道的开挖和清淤，后者可连续开挖不深的直立沟槽，用于截水墙、管沟开挖等工程。这类挖掘机可就地卸土或装车外运，但开挖前需要平整地面，以便机械开行。2．2，2．4挖掘机械开挖方法单斗正铲挖掘机机开挖，用用自卸汽车车运输是最最常用的一一种机械配配套施工法法。由于汽汽车运输灵灵活性很大大，所以用用挖掘机开开采的装料料面也比较较灵活。挖挖掘机一般般都采用立立面开采，对对于开采粘粘性土时宜宜使汽车行行驶路面与与挖掘机开开挖底面约约在同一高高程上，并并使底面向向外倾斜约约1％～2％的坡度度，以便排排除雨水，雨雨后尽快复复工。对于于砂砾料则则不必设此此措施。由由于料场地地形各异，开开挖土层的的高度不可可能和挖掘掘要求的最最佳掌子面面高度相吻吻合。可采采取一些措措施使掌子子面高度大大于最佳高高度。例如如有些工程程用1立方米挖掘掘机开挖粘粘性土时，其其掌子面最最大高度可可达8m左右；；这应根据据土的性质质不同而异异。对于粘性土，挖挖掘机易切切人士体。由由于粘结力力的关系，最最佳掌子面面的上部可可超挖一定定高度，往往往形成一一个反坡额额头，因粘粘结力的作作用，可使使土体有一一定的自立立时间，但但应及时处处理，以免免造成塌方方，危及安安全。自立立时间随土土的性质而而异。一般般情况下，可可利用交接接班的时间间，采取放放炮削除“反坡额头”，供下一一班挖料装装车。对于砂砾料，若若临时边坡坡较陡，可可采用放炮炮配合开挖挖。一般是是在掌子面面的下部用人工掏炮眼眼。由于砂砂砾料已爆爆松，可提提高挖掘机机效率。采采用此法开开挖可减少少汽车的爬爬坡，减少少料场临时时道路。但但这种方法法仅适合于于无轨运输输。2．22．3机械运输输水利水水电工程土土方运输的的特点是：：运输线路路多是临时时的，变化化比较大；；几乎都是是重车运料料、空车回回转的单向向运输；运运输距离比比较短；运运输量大和和运输强度度较高。机械运运输土方的的类型可分分为：无轨轨运输、有有轨运输、带带式运输以以及架空索索道运输等等四类。2．22．3．1无轨运输输在我国国水利水电电工程施工工中，汽车车运输因其其操纵灵活活，机动性性大，能适适应各种复复杂的地形形，已成为为最广泛采采用的运输输工具。土方运运输一般采采用自卸汽汽车。目前前常用的车车型有：上上海、黄河河、交通和和小松、佩佩尔利尼、韦韦勃克等。随随着施工机机械化水平平的不断提提高，工程程规模愈来来愈大，国国内外都倾向于采采用大吨位位重型和超超重型自卸卸汽车。其其载重量可可达60～100t以上。对于车车型的选择择，自卸汽汽车车厢容容量，应与与装车机械械斗容相匹匹配。一般般自卸汽车车容量应为为挖装机械械斗容的3～5倍较适合合。汽车容容量太大，其其生产率降降低，反之之挖装机械械生产率减减少。对于施施工道路，要要求质量优优良。加强强经常性养养护，可提提高汽车运运输能力和和延长汽车车使用年限限；汽车道道路的路面面应按工程程需要而定定，一般多多为泥结碎碎石路面，运运输量及强强度大的可可采用混凝凝土路面。对于运运输线路的的布置，一一般是双线线式和环形形式，应依依据施工条条件，地形形条件等具具体情况确确定，但必必须满足运运输量的要要求。2．2．3．2有轨运输输水利水电工程施施工中所用用的有轨运运输，除巨巨型工程以以外，其它它工程均为为窄轨铁路。窄轨铁路路的轨距有有10000、762、610mmm几种。轨轨距10000mm和762mmm窄轨铁路的钢轨轨重量为11～18kg／m，其上可可行驶3、6、15m3可倾翻的的车箱，用用机车牵引引。轨距6610mmm的钢轨重重量为8kkg／m，其上可可行驶0．6～1．5m3可倾翻的的铁斗车，可可用人力推推运或电瓶瓶车牵引。铁铁路运输的的线路布置置方式，有有单线式、单单线带岔道道式、双线线式和环形形式四种。线线路布置及及车型应根根据工程量量的大小、运运输强度、运运距远近以以及当地地地形条件来来选定。需需要指出的的是，随着着大吨位汽汽车的发展展和机械化化水平的提提高，目前前国内水电电工程一般般多采用无无轨运输方方式，仅在在一些有特特殊条件限限制的情况况才考虑采采用有轨运运输(如小断面面隧洞开挖挖运输)。若选用用有轨运输输，为确保保施工安全全，工人只只许推车不不许拉车，两两车前后应应保持一定定的距离：：当坡度小小于0．5％的下坡坡道时，不不得小于l0m；当坡坡度大于0．5％的下坡坡或车速大大于3m／s时，不得得小于300m。每一一个工人在在乎直的轨轨道上只能能推运重车车一辆。2．2．3．3带式运输输带式运输机是一一种连续式式的运输设设备，生产产率高，机机身结构简简单、轻便便，造价低低廉。可作作水平运输输，也可作作斜坡运输输，而且可可以转向任任何方向；；在运输途途中任何地地点都可以以卸料。适适用：于地地形复杂、坡坡度较大，特特别适用于于运输大量量的粒状材材料。带式运输机是由由胶带(俗称皮带)、两端的的鼓筒、承承托带条的的辊轴、拉拉紧装置、机机架和喂料料、卸料设设备等部分分组成。按按照运输机机能否移动动，可分为为固定式和和移动式两种。固定式式带式运输输机，没有有行走装置置，多用于于运距较远远且线路固固定的情况况。移动式式带式运输输机长5～15m，装有轮轮子，移动动方便，常常用在需经经常移动的的短距离的的运输。2．2．3．4索道运输输索道运输是一种种架空式的的运输。在在地形崎岖岖复杂的地地区，用支支塔架立起起空中索道道，运料斗斗沿索道运运送土料、砂砂石料等。2．3土料压实实2．3．1土料压实实的基本理理论填筑土料的自身身稳定主要要靠土料内内部的阻力力(内摩擦力力和凝聚力力)来维持。土土料的内部部阻力以及及土料的防防渗性能都都是随填土土的密实度度增大而提提高的。由由于土料压压实的结果果，可以使使土堤(坝)的设计边边坡加陡，从从而降低工工程投资，加加快施工进进度。土是三相体。通通常土粒和和水是不可可压缩的。所所以土料压压实的实质质就是将水水包裹的土土粒挤压填填充到土粒粒间的空隙隙里，使土土料的空隙隙率减少，密密实度提高高。显然土土料压实的的过程，就就是在外力力作用下土土料三相重重新组合的的过程。土土料压实的的水膜理论论，将土料料的性质、含含水量、压压实功能对对压实效果果的影响提提供了深刻刻的说明，并并揭示了三三者的内在在联系和规规律。该理理论认为土土料中的水水呈两种状状态：一种种是自由水水，另一种种是包裹在在土粒表面面的弹性水水膜。由于于土粒表面面的物理化化学电分子子力的作用用，使弹性性水膜具有有粘滞性、抗抗剪性和弹弹性极限。这这层水膜愈愈薄这些特特性愈显著著。随着水水膜的增厚厚土粒表面面的电分子子力的控制制作用减弱弱，从而使使这些性能能迅速丧失失。当水膜膜增加到某某一厚度，它它的抗剪性性降低到零零。这个厚厚度以外的的水不受束束缚，称为为自由水。这这个厚度内内的水，因因受土粒表表面电分子子力的束缚缚，故称束束缚水。土土料压实过过程中，只只有自由水水才产生润润滑作用。而而受束缚的的弹性水膜膜具有抗剪剪性，构成成土粒间相相互位移的的阻力。基基于这一理理论，不难难解释含水水量对不同同土料压实实特性的影影响。粘性土料中含水水量越小则则弹性水膜膜越薄，土土粒表面电电分子力的的控制作用用越大，土料的抗剪剪性能越强强，压实所所需的功能能愈大，即即愈不容易易压实。当当弹性水膜膜的厚度逐步增加加到土料的的抗剪能力力趋近于零零时，耗费费最小的压压实功能就就能达到最最大的压实实密度。这这时土料的的含水量就就称为最优优含水量。超超过此含水水量，土料料逐渐饱和和，自由水水增多，电电分子力的的束缚作用用消失，土土粒间的粘粘结力和摩摩擦力也逐逐步消失。土土粒因无束束缚而滑跑跑，即产生生塑流现象象。这时压压实外力直直接作用在在自由水上上，不能全全部传递给给土粒，难难以发挥有有效的压实实作用，即即产生中和和压力。压实功能消耗很很大，却得得不到较好好的压实效效果。图2—13所示是粘粘性土料压压实于容重重和含水量量关系曲线线，由图可可见，开始始时土料的的干容重随随含水量的的增大而增增大。当含含水量增大大到某一临临界值时，干干容重达到到最大。当当超过这一一临界含水水量，干容容量反而减减小。在压压实功能一一定的情况况下，与土土料最大干干容重对应应的含水量量为相应压压实功能的的最优含水水量。同时时也说明土土料的最优优含水量随随压实功能能的大小而而异，压实实功能增加加，相应的的最优含水水量减小。实实验中以标标准击实次次数、施工工中用碾重重和碾压遍遍数来反映映压实功能能。对于非粘性土，由由于土粒较较粗，单位位土体土粒粒表面面积积比粘性土土小得多，因因此土粒表面束缚缚水的电分分子力的影影响也小得得多。故其其粘结力较较土粒间的的摩擦力要要小得多。由由于颗粒粗粗而不均匀匀，孔隙率率比粘性土土小，压缩缩性和膨胀胀性都不大大。由于土土粒表面电电分子力弱弱，易于排排水固结。这这就不难解解释非粘性性土的容重重常大于粘粘性土。在在消耗相同同压实功能能的情况下下，非粘性性土能获得得更大的密密实度。施施工中非粘粘性土的干干容重超过过2t／m3是常见的的，而粘性性土要达到到1．8t／m3也较困难难。2．3．2土料的压压实当土料由料场经经过挖、运运送到填筑筑面上以后后，其施工工程序包括括基本作业业和辅助作业。基本作作业为卸料料、平料、压压实；辅助助作业为质质量检查、刨刨毛、洒水水、清理表表面和接缝缝处理等。2．3．2．1铺料料铺料包括卸料和和平料两道道工序。选选择铺料方方法主要考考虑两个因因素。一是是铺土层厚要均匀，二二是对已压压实合格的的土料不产产生剪力破破坏。对于于有防渗要要求的粘性性土，铺料料时一般多多用自卸汽汽车卸料配配推土机平平料。为避免土体剪力力破坏，必必须采用进进占法卸料料铺土。所所谓进占法法，主要是是要求载重重汽车在刚刚铺好的松松土上行驶驶、卸料，并并应避免所所有的载重重车行驶在在同一条车车道上。由由于碾压工工具决定了了粘性土的的铺土厚度度一般较薄薄，而推土土机平土很很容易产生铺土厚度不均均，造成局局部虚土层层的质量事事故。解决决这一关键键环节的措措施，首先先是要推土机的马马力与汽车车载重吨位位相配合，以以便做到随随卸料、随随散料、不不积压；按按方上料，根根据每一填填土区的面面积和计划划铺土厚度度算出需卸卸料车数，并并根据估算算的每车土土料所控制制的面积，在在填筑面上上均匀卸料料；推土机机平料过程程中应及时时检查铺土土厚度，发发现厚薄不不均的部位位应及时处处理。另外外在岸坡、搭搭接等部位位，应辅以以人工仔细细平土。对对于无粘性性砂砾料的的铺料方法法也多用自自卸汽车卸卸料配推土土机平料。由由于砂粒料料的粒径一一般较小，推推土机很容容易在松料料堆上平土土，因此可可采用常规规的后退法法卸料、铺铺料。砂砾砾料中含有有特大粒径径的蛮石(如0．5～1．0m)时，应清清除至填筑筑体以外，以以免局部松松散甚至空空洞，造成成隐患。当当采用铲运运机铺料时时，铲运机机平行于坝坝轴线依次次卸料，从从填筑面边边缘逐行向向内铺料，铺铺设到填筑筑面中心线线(约一半宽宽度)后，铲运运机反向运运行，从另另一半靠中中心线已铺铺土料逐行行向填筑面面的另一半半的外缘铺铺料。空机机从刚填好好的松土层层上返回取取土区。2．3．2．2压实实压实工序是土工工建筑物填填筑的关键键和施工中中的核心。当当完成铺料料工序后，即即可开始压压实(或称碾压)。压实方方法与填筑筑部位、土土料性质、碾碾压机械的的类型等有有关，现介介绍几种土土料的压实实方法。1．粘性土的压实实粘性土的的压实通常常采用羊足足碾、凸块块碾、气胎胎碾和夯板板等机械。前前几种属碾碾压式机械械，实用于于大面积的的碾压部位位。而夯板板属于冲击击式，在压压实粘性土土中多用于于边、角等等小范围部部位。两种种互补不足足。羊足碾碾、凸块碾碾、汽胎碾碾可采取转转圈套压法法或进退错错距法。(1)转圈套压压法：为单单向开行，在在工作段两两端不停车车，在机械械转向的碾碾压部位产产生重压过过多，而四四角又产生生严重的漏漏压，质量量难以保证证。(2))进退错距距法：操作作简便；碾碾压作业和和铺土、质质量检查等等工序容易易协调，便便于分段流流水作业，错错距容易掌掌握，压实实质量容易易保证。这这种方法使使用比较广广泛。碾压段长度，按按工程实际际情况而定定，一般取取40m，最最长可达到到100mm。采用进进退错距的的开行方式式时，由于于碾压的起起始和终了了的部位，按按正常的错错距法压不不到要求的的遍数，为为避免漏压压现象，在在碾压带的的两侧先往往复压够遍遍数后，再再进行错距距碾压。当分段碾压时，相相邻两段(应设立标标志，以便便分区)交界带碾碾迹应彼此此重叠，顺顺碾压方向不得小于于0．3～0．5m。当碾碾压两岸接接坡或分缝缝处时，必必须有专人人指挥，保保证必要的的搭接宽度度，防止漏漏压和损坏坏边坡。(3)夯板夯实实法：用打打夯机夯实实时，需严严格控制含含水量、铺铺土厚度、落落距和套夯夯。当用夯夯板夯实粘粘粒含量高高达40％以上的的粘土或粉粉质粘土时时，应特别别注意夯实实从一个方方向有秩序序的进行，以以便使土体体中的气体体顺利排出出。2．砾质土的压实实砾质土的碾压设设备以气胎胎碾、羊足足碾和夯板板为宜。尤尤以气胎碾碾最优。当当砾质土含含砾石量高高达50％左右时时，羊足碾碾则不适合合。夯板最最适宜于夯夯实砾质土土坝壳。其其压实方法法与粘性土土相同。3．堆石、砂砾料料的压实对于堆石、砂砾砾料等无粘粘性土的压压实，可采采用振动碾碾、夯板，尤尤其是重型型振动碾，当当砂砾料充充分洒水的的情况下，能能达到很高高的相对密密度。对于于压实标准准要求较低低的砂砾料料，也可用用气胎碾、拖拖拉机履带带来压实，但但铺料厚度度只能达30～40cm。对于堆石的压实实，宜采用用重型振动动碾压实。其其施工方法法简单，一一般采用前前进后退碾碾压法。国国内外的施施工经验，堆堆石的碾压压遍数一般般为4—6遍。另外外人工夯实实多应用在在小型农田田水利工程程土方填筑筑上。人工工夯种类繁繁多，如石石滚夯等。在在夯击时，均均采用连环环套打法；；2．3．2．3土料压实实的辅助作作业1．填土结合层面面的刨毛处处理当使用平碾、气气胎碾等机机械时，填填土面将形形成光滑的的表面。铺铺土前必须须刨毛1～2cm深。2．填筑面土料含含水量的调调整调整含水量一般般应在料场场进行，但但当填筑面面的土料含含水量小于于碾压施工工含水量2％左右时时，可在填填筑面上直直接用洒水水汽车洒水水。加水后后的土料一一般应用圆圆盘耙或三三铧犁使其其掺合均匀匀。当土料料的含水量量大于施工工控制含水水量的上限限1％时，碾碾压前可用用圆盘耙或或、三铧犁犁在填筑面面翻晒，以以降低土料料的含水量量。3．填筑体接缝处处理填筑体的横向接接缝之接合合坡度不应应陡于1：3。接缝坡坡度应自上上而下削坡坡，削坡合合格后，要要控制含水水量使其为为施工含水水量范围的的上限。4．质量检查在填筑过程中，应应对铺土厚厚度，土块块大小、含含水量、干干容重与压压实层结合合情况等进进行检查，看看是否符合合要求。2．3．3压实机械械及其选择择土工建筑物填筑筑的施工，历历来都是采采取分层压压实的方法法。现将几几种常用的的压实机械械及其选择择分述如下下：2．3．3．1羊足碾羊足碾的碾压滚滚筒设有交交错排列的的羊足，在在滚筒的侧侧面设有加加载孔，加加载量根据据设计需要要确定。加加载物料可可以是铸铁铁块也可以以是砂砾石石。滚筒用用框架支撑撑，与牵引引的拖拉机机用杠辕相相连。在国国内外土工工建筑物粘粘性上填筑筑时，广泛泛采用羊足足碾压实。另外在在压实过程程中羊足对对表土还有有翻松的作作用，无需需刨毛就能能保证土料料层间的良良好结合。用用羊足碾压压实非粘性性土，由于于羊足插入入土后，其其周围产生生的挤压力力会使非粘粘性土粒产产生强烈的的移动，而而当羊足出出土时形成成翻松现象象，达不到到较好的压压实效果。因因此，用羊羊足碾压实实非粘性土土是不适宜宜的。2．3．3．2气胎碾气胎碾分单轴和和双轴面种种。单轴的的主要构造造是由装载载荷重的金金属车箱和和装在轴上上的4～6个气胎组组成。碾压压时在金属属车箱内加加载并同时时将气胎充充气至设计计压力。气胎碾碾压实的最最大特点，就就是它能够够改变轮胎胎的充气压压户来调节节接触应力力，以适应应压实不同同性质土料料的要求。所所以气胎碾碾既适于压压实粘性土土，也适于于压实非粘粘性土。2．33．3．3振动碾振动碾碾是一种振振动和碾压压相结合的的压实机械械，它是由由柴油机带带动与机身身相连的轴轴旋转，使使装在轴上上的偏心块块也旋转，迫迫使碾滚产产生高频振振动。振动动在土石料料压实中，起起着重要的的作用。因因为土石料料在周期性性的振动力力作用下，其其颗粒也随随之振动，同同时颗粒之之间摩阻力力迅速降低低，产生强强烈的相对对位移，并并在颗粒自自重和碾重重的作用下下，使土石石料得到压压实。振动碾碾压实土料料的厚度，不不仅取决于于振动碾的的自重，而而且与振动动力有关。一一般其振动动力为碾重重的1—4倍，平均均约为2．5倍。目前前重型振动动碾的压实实厚度已超超过1m以上。振振动碾结构构简单，制制作方便，成成本较低、生生产率高是是压实非粘粘性土石料料的高效压压实机械。2．33．3．4夯实机械械夯实机机械是借助助于夯体下下落的动能能来压实土土料的，它它有大型夯夯和小型夯夯两种。夯夯实机械可可用以夯实实粘性土和和非粘性土土。用夯实实机械压实实土料的特特点：大型型夯能够夯夯实较厚的的土料层，需需要的工作作面较小；；小型夯能能够夯实碾碾压机械不不能压到的的边角和接接头部位。2．33．3．5压实机械械的选择压实机机械的选择择一般应通通过野外碾碾压试验来来确定。在在初步选择择时应考虑虑以下原则则：1．应应以现实已已有的压实实机械为基基础，不能能片面追求求大、洋、全全的设施，否否则会造成成不应有的的困难。2．按按设计标准准和施工要要求选择压压实机械。3．根根据填筑土土料的性质质来选择压压实机械。如如粘性土宜宜用羊足碾碾、振动凸凸块碾、气气胎碾或夯夯板来压实实；砾质土土宜用气胎胎碾、夯板板压实；堆堆石宜用重重型振动碾碾压实；对对于块径较较小的堆石石、砂砾料料可用振动动碾、夯板板压实。4．按按土料含水水量来选择择压实机械械。对于含含水量高于于最优含水水量1％一2％的土料，宜宜用气胎碾碾压实；低低于最优含含水量的重重粘性土、硬硬粘性土，宜宜用重型羊羊足碾、重型夯板压压实；当含含水量很高高，只能采采用轻型平平碾压实。5．当当施工强度度较大时，应应优先考虑虑工效高、压压实遍数少少的气胎碾碾、振动碾碾作为压实实机具。6．当施工场面较较狭小时，如如建筑物的的接触带周周围、边角角、拐角等等，只能用用小型夯进进行夯实。2．3．4压实标准准与压实参参数2．3．4．1压实标准准土石坝的压实标标准是根据据设计要求求通过试验验提出来的的。对粘性性土以干容容重来控制，对非粘粘性土以土土料的相对对密度D来控制。控控制标准随随建筑物的的等级不同而异。近些年年来由于震震动碾压机机械的普遍遍采用，使使坝体相对对密度值大大为提高。对于一级建筑物物的填方可可取D=0．7～0．75；对于二二级建筑物物可取D=0．65～0．70。在施工现场用相相对密度来来进行施工工质量控制制不够方便便，故通常常将相对密密度换算成成干容重作作为现场质质量控制的的依据。yd亦应按不不同砾石含含量，分别别确定不同同标准。其其换算公式式为：式中：rt———土料极松松散时的干干容重，t／m3；r2——土料极紧密时的的干容重，t／m3；·D——土料的相对密度度；rd——与土料相对密度度D对应的干干容重，t／m3。2．3．4．2压实参数数的确定当初步确定压实实机械类型型后，还应应进一步确确定影响压压实效果、施施工进度、工工程成本的各种压压实参数，作作为指导现现场施工的的依据。若若已初步确确定使用碾碾压机械，则须确定碾碾重、铺土土厚度、碾碾压遍数；；若已初步步确定采用用夯击机械械，则须确确定夯板的的重量和尺尺寸、落高高、铺土厚厚度及相应应的夯击遍遍数。所有有这些压实实参数又是是互相制约约、互相依依存的。要要使土料达达到压实标标准，在施施工之前，必必须进行符符合实际的的现场碾压压试验，以以最小的碾碾压功能，果果获得最大大的压实密密度，提高高压实质量量。现场碾碾压试验方方法町参考考有关资料料。2．4土石坝施施工土石坝是一种充充分利用当当地材料的的坝型。土土石坝工程程施工方法法可分为下下述几种：：(1)干填碾压压式土石坝坝，坝料薄薄层铺填压压实，是国国内外目前前广泛采用用的一种施施工方法，本本节将着重重加以论述述；(2)抛填式堆堆石坝，坝坝体堆石厚厚层高空抛抛填，辅以以高压水冲冲实；(3)定向爆破破堆石坝；；(4)水力冲填填坝，分自自流式水力力冲填坝(即水坠坝)和压力管管道输泥填填坝两种；；(5)水中填土土坝；(6)砌石坝，使使用条(块)石砌筑而而成。土石坝坝施工有以以下特点：：筑坝料物物就地取材材，工程量量大，施工工强度高，施施工场内运运输量大，导导流标准高高，水文气气象因素影影响大，根根据筑坝材材料确定施施工参数。土石坝坝的施工程程序，包括括以下几个个过程：(1)施工准备备；(2)施工导流流；(3)地基开挖及地基处处理；(4)坝体施工工；(5)安装工程程；(6)工程验收收。坝体施施工方案是是本节介绍的重点点内容。土石坝坝施工期间间坝体拦洪洪和渡汛安安全问题十十分突出，应应认真研究究土石坝工工程的施工程序，坝坝体拦洪高高程与拦洪洪日期，坝坝体施工分分期与施工工方法，进进而确定施工控制进度。详详见第1章施工导导流的有关关内容。2．44．1土石料场场规划土石坝坝用料量很很大，筑坝坝材料料场场是土石坝坝的“粮仓”。在坝型型选择阶段段就应对土石料场进进行全面调调查，施工工前配合施施工组织设设计，要对对料场作深深入勘测，并从空间、时间间、质与量量诸方面进进行全面规规划，以确确保工程质质量，节约约投资，按按期完工。2．44．1．1料场规划划原则土石坝坝施工，通通常要在较较短的时期期内，按照照施工分期期和质量要要求，将大大量的各种坝料有计划划，有次序序地开采出出来，运输输并填筑到到坝体的不不同部位。这这就必须认真做好好料场的使使用规划，其其基本原则则如下：(1))就地就近近取材优先选选用距坝较较近，采运运条件好，覆覆盖层剥离离最小，施施工干扰小小的料场；；尽可能做做到高料高高用，低料料低用；上上游料场用用于上游坝坝体，下游游料场用于于下游坝体体，尽量避避免横穿坝坝体和交叉叉运输。(2))少占耕地地充分利用用代替料尽量少少占耕地，多多用库内淹淹没区的料料场；充分分利用其它它水工建筑筑物地基开开挖的石渣，尽可能能使其直接接上坝填筑筑，必要时时可在坝址址附近设置置加工厂和和堆料场地地；对于浸浸润线以上上的下游坝坝壳部分，在在满足质量量要求情况况下，可采采用加工后后的余料和和其他代替替料。规划料料场的实际际可开采总总量，应考考虑料场的的调查勘探探精度、料料场天然密密度与坝面面压实密度度的差值，以以及料场开开采、加工工、运输、雨雨后坝面清清理、坝面面返工及削削坡等各种种损失量，按按有关规程程规定留有有足够的储储备。实际际可采总量量与坝体填填筑量之比一般为：：土为2～2．5；砂砾料1．5—2；水下砂砂石料2—2．5；石料1．2—1．5；反滤料料应根据筛筛后有效方方量确定，一一般不宜小小于3。(3)选择主料料场应选择场地宽阔阔，料层厚厚、储量集集中，质量量好的大料料场作为施施工的主料料场；另外外选择一些些比较分散散的料场，作作为备用或或辅助料场场。备用料料场与主料料场的储量量之比一般般为0．2～0．3。(4)规划料场场使用程序序采用河滩料场或或低阶地料料场，应考考虑施工期期河水位与与流量的变变化，以及及由于导流流而使上游游水位升高高的影响；；使用坝前前材料要特特别注意不不得破坏上上游天然铺铺盖和影响响上坝道路路；有计划划地预留一一部分较近近的料场，供供合龙段及及拦洪渡汛汛施工高峰峰强度时使使用。依据据规划程序序可做出坝坝体填筑平平衡图。(5)合理安排排反滤料加加工反滤料一般多在在天然料场场筛选。如如难以找到到合适的天天然料场时时，经过技技术经济论论证，可采采用人工砂砂石。料场场规划时应应考虑加工工，储存及及弃料场地地。(6)爆破工作作面规划与与料场道路路规划结合合进行，并并应满足不不同施工时时段填筑强强度需要。2．4．1．2筑坝材料料选择及计计算方法筑坝材料应达到到质量技术术要求。料料场质与量量的规划，是是料场规划划最基本的的要求，也也是决定料料场取舍的的重要因素素。在选择择和规划使使用料场时时，应对料料场的地质质成因，产产状、埋深深，储量以以及各种物物理力学指指标进行全全面勘探和和试验。勘勘探精度应应随设计深深度加深而而提高。在在施工组织织设计中，进进行用料规规划，不仅仅应使料场场总储量满满足坝体总总方量的要要求，而且且应满足施施工各个阶阶段最大上上坝强度的的要求。储量计算时，应应在固定范范围内，计计算其有用用层的总储储量和上覆覆无用层及及夹层的体积，并分区区、分层，分分水上、水水下和分级级进行计算算。储量计计算方法常常用平均厚厚度法、平平行断面法法和三角形形法。在应应用中，应应根据产地地地形、岩岩层结构、勘勘察级别和和勘探点布布置情况选选择一种计计算方法，一一般还应同同时另取一一种方法加加以校核计计算。2．44．2土石坝的的综合机械械化施工土石坝坝施工挖、运运、填等各各道工序均均由互相匹匹配的具有有独特功能能的工程机机械来完成，构成“一条龙”的生产工工艺流程，即即为土石坝坝的综合机机械化施工工。2．44．2．1综合机械械化施工的的基本原则则土石坝工工程量巨大大，挖、运运、填、压压等多个工工艺环节环环环相扣。提提高劳动生生产率，改改善工程质质量，降低低工程成本本有效措施施是采用综综合机械化化施工，一一般应以坝坝面作业为为主体进行行组合配套套，并遵循循如下基本本原则：(1)适应工地地条件，符符合设计和和施工要求求，所选机机械的技术术性能应适适合工作的性质、施工对对象的土质质、施工场场地大小和和料场运距距远近等施施工条件，充充分发挥主要机械的效率率，保证施施工质量；；所选配套套机械的综综合生产能能力，应满满足施工强强度的要求。(2)所选机械械应是技术术先进，生生产效率高高，操作灵灵活，机动动性高，运运行安全，耐耐久可靠，结结构简单，易易于检修和和改装，防防护设备齐齐全，废气气噪音得到到控制，环环保性能好好。(3)注意经济济效益，所所选机械的的购置和运运转费用少少，易于获获得零配件件，便于维维修、保养养、管理和和调度，劳劳动量和能能源消耗低低，并通过过技术经济济比较，优优选出单位位土石方的的成本最低低的机械化化施工方案案。(4)通用性强强，能承担担先后施工工的工程项项目，设备备利用率高高，且类型型比较单一，并优先选用用成批生产产的国产机机械；必须须选用国外外机械设备备时，所选选机械的国国别，型号和厂家家应尽量少少一些，配配件供应要要有保证。(5)应注意各各工序所用用机械的配配套成龙，一一般要使后后续机械的的生产能力力略大于先头机械的生生产能力，运运输机械略略大于挖掘掘装载机械械的生产能能力，充分分发挥主要机械和费用高高的机械的的生产潜力力。(6)应从采料料工作面，回回车场地，路路桥等级，卸卸料位置，坝坝面条件等等方面创造造相适应的的条件，以以便充分发发挥挖、运运、填、压压各种机械械的效能。(7)运输道路路规划与使使用，应根根据运输机机械类型、车车辆吨级及及行车密度度进行，以以保持设备备较高的完完好率和出出勤率。2．4．2．2施工机械械化方案选选择步骤和和方法1．分析施工过程程土石坝填筑综合合机械化施施工过程包包括准备工工作、基本本工作和辅辅助工作。(1)准备工作作：如清除除料场覆盖盖、基坑排排水、基坑坑开挖、岩岩基清理和和修筑道路路等工作，是是在基本工工作之前进进行的。(2)基本工作作：包括土土石料的挖挖掘、装载载、运输、卸卸散、平整整和压实等等工序，是是完成工程程本身的工工作。(3)辅助工作作：是配合合基本工作作进行的工工作，包括括翻松硬土土、晒土、洒洒水、废料料清除和维维修道路等等工作。2．拟定施工方案案和选择施施工机械土石坝填筑施工工的机械设设备，一般般均有多种种方案可供供选择。应应拟定出各各种可能的的施工方案案进行技术术经济比较较，以选出出经济合理理的最优方方案。在拟拟定施工方方案时，首首先应研究究完成基本本工作的主主要机械，按按照施工条条件和工作作面参数选选择主要机机械，然后后根据主要要机械的生生产能力和和性能参数数再选用与与其配套的的机械。准准备工作和和辅助工作作则根据施施工条件和和进度的不不同另行选选用机械，或或利用基本本工作的机机械。选择择施工机械械时，可参参考类似工工程的施工工经验和有有关机械手手册。选择择施工机械械时，还应应考虑以下下因素：(1))根据作业业内容选择择机械：根根据土石坝坝填筑作业业内容所配配置的各种种机械化施施工方案。有有些方案中中既包括主主要机械，也也包括与之之配套的机机械，因而而能综合完完成多道工工序。(2))根据坝料料类别选择择机械。(3))根据运距距和道路条条件选择机机械。(a))履带式推推土机的推推运距离为为15—30m时，可可获得最大大的生产率率。推运的经济运距一般般为30～50m，大大型推土机机也不宜超超过l00m。(b))轮胎式装装载机用来来挖掘和作作短距离运运输时，其其经济运距距不超过100～150mm；履带式式装载机不不超过l00m。(c))拖式铲运运机的经济济运距一般般为200～400mm。自行式式铲运机的的经济运距距与道路坡坡度大小，机机械规格性性能有关，一一般为200～10000m。链板板式铲运机机在运距短短时，比其其它型式铲铲运机经济济。当运距距达10000m，道道路总阻力力(滚动阻力力与坡度阻阻力之和)未超过车车重的10％时，双双发动机的的自行式铲铲运机较为为经济。(d))自卸汽车车在运距方方面的适应应性较大，自lOOm至5kin均可使用。当道路总阻力未超过车重的10％、运距在1000m以上时，使用自卸汽车比上述双发动机的铲运机经济。运距超过2000m，道路比较平坦时采用拖式底卸车较为经济。如果道路的总阻力超过车重的6％时，又不如使用自卸汽车经济。土石坝坝施工中，采采用自卸汽汽车、底卸卸式运输车车和铲运机机运料可以以直接上坝坝散铺，毋毋需转运设设备，施工工工艺简单单，机动灵灵活，调度度方便，往往往是最适适宜的运输输方案。就就爬坡能力力而言，后后轴驱动的的自卸汽车车要比前轴轴驱动的底底卸式运输输车和自行行式铲运机机为大。因因此，当坝坝体填筑高高度不大、上上坝道路的的坡度尚平平缓时，上上述3种机械均均可采用。当当坝体升高高、道路坡坡度变大、弯弯道半径较较小时，则则以采用自自卸汽车为为优。(e))在一定条条件下，也也可采用带带式输送机机运输、有有轨运输或或架空索道道运输。一一般而言，当当运输量很很大而料物物装卸较为为固定、运运距超过55km时，可可考虑采用用带式输送机或有轨轨运输，但但只能运送送一种坝料料，若一处处发生故障障，会使全全线停运。表2—34为某工程列举了了几种运输输方案，并并与带式输输送机方案案的费用进进行了比较。带式输送机机通过地形形比较复杂杂的区域，升升高2144m后，又又下降了5516m，其其带宽为9914mmm，带速为2．5m／s，总长10．46kmm；如用铁铁道运输，需需筑铁道长长22．51kmm；如用自自卸汽车运运输，需修修公路17．37kmm。从该表表可以看出出，几种运运输设备相相对投资费费用中以有有轨运输为为最高，架架空索道最最低，带式式运输机与与自卸汽车车的费用相相差不大。(4)各种土石石方运输机机械设备的的综合使用用条件运输输机械设备备的综合使使用条件。近近年来我国国土石坝机机械化施工工的代表工工程有碧口口、石头河河、升钟等等，这些工工程施工机机械设备的的选型配套套比较合理理，效果较较好。在挖挖、装、运运、卸联合合作业中普普遍采用挖挖掘和自卸卸汽车的方方案，在铺铺、压联合合作业中采采用推土机机平土，羊羊足碾、气气胎碾和凸凸块振动碾碾压实心墙墙土料，振振动碾压实实坝壳石料料。实践表表明，这些些都是可靠靠和经济合合理的方案案。近年来来，国外(如日本)在挖装小小块或散状状坝料方面面，出现轮轮胎式装载载机替代挖挖掘机的趋趋向。3．挖运强度的确确定土石坝施工的挖挖运强度取取决于土石石坝的上坝坝强度，上上坝强度又又取决于施施工中的气气象水文条条件，施工工导流方式式，施工分分期，工作作面的大小小，劳动力力和机械设设备，燃料料动力供应应情况等因因素。4．施工强度的复复核根据坝面作业机机械设计的的能力和坝坝体上升层层数，计算算出可能的的上坝强度度(填筑强度)，根据据运输线路路的运输能能力和运输输开挖机械械能力，计计算出可能能的运输强强度和可能能的开挖强强度。如果果可能的施施工强度，大大于或等于于计算的施施工强度就就能保证正正常施工，否否则就应调调整计算的的施工强度度。5．机械需要量计计算机械需要量可根根据计划安安排的日施施工强度、机机械生产率率和利用率率计算求得得。机械利用率是评评定机械使使用情况的的主要指标标，它取决决于机械的的制造质量量、生产调度管理水平平、工作条条件(包括气候候因素)、维修能能力以及操操作人员的的技术水平平等因素。2．4．2．3生产率计计算1．生产率的计算算方法在选择机械、计计算机械需需要数量以以及估算机机械费用等等工作中，都都必须具备备在指定施施工条件下下的机械生生产率。确确定机械生生产率的方方法有如下下几种：(1)应用国家家规定的现现行定额(生产率)；(2)参考同类类型机械在在相似作业业条件的工工程中达到到的生产率率进行估算算；(3)根据制造造厂家提供供的生产率率资料计算算；(4)用理论公公式计算；；(5)在施工现现场实测机机械生产率率。2．生产率计算中中的两个要要素对于循环作业机机械的生产产率基本上上由每次挖挖掘和运输输土石方量量和每小时时实际循环次数两部部分组成。因因此，应对对这两个工工作参数——容量和时时间进行必必要分析，并根据过过去类似工工程施工所所得有关经经验数据(主要是作作业效率)进行调整整，方可求求得合乎本本施工现场场情况的实实际生产率率。2．4．2．4与挖掘机机配套的汽汽车需要量量计算土石坝施工中，与与挖掘机械械配套的自自卸汽车，在在数量上和和所占机械械费用都很很大，应仔细选择择车型和计计算需要数数量。1．选择自卸汽车车的次序(1)选用适当当的汽车容容量与挖掘掘机斗容量量比(简称车铲铲容积比)再根据已已选定的挖挖掘机斗容容量来选取取汽车的容容量或载重重量。(2)计算装满满一车厢的的铲装次数数以及汽车车实际的载载积量(m3)和载重量(t)，以确定定汽车载重重量的利用用程度。(3)计算与一一台挖掘机机配套的汽汽车需要量量。(4)进行技术术经济比较较，推荐车车型和数量量。2．车铲容积比的的选择挖掘机和汽车的的利用率均均达到最高高值时的理理论车铲容容积比，是是随着运距距的增加而而提高，随随着汽车平平均行驶速速度增加而而降低，也也就是随着着汽车循环环时间的增增加而提高高的。当运运距为1—2．5kin时，理论论的车铲容容积比为4～7；运距在3～5kin时为7—10。结合我我国当前情情况，自卸卸汽车容积积较小，分分别可取为为3～5，不大于5～8。实践表明，车铲铲容积比宜宜取较低值值，但车厢厢也不能过过小，以免免延长卸载载时间，而且也容易损坏坏车厢。对对于挖掘机机械和汽车车配套的综综合研究结结果指出，当当汽车循环环时间超过过15miin时，采用用载重量较较大的汽车车运输费用用较低。3．与一台挖掘机机配套的汽汽车需要量量计算与挖掘机配套工工作的车辆辆需要量的的理论计算算，是认为为在挖掘机机前总有一一辆车待装，挖掘机机能充分发发挥效率，这这时需要车车辆数量N可由下式式计算(取整数)：N=T/t112．4．2．5土石坝综综合机械化化施工设备备选择实例例石头河水库心墙墙土坝，坝坝高1066m，工程程量为心墙墙粘土料1198m33、坝壳砂砂卵石料573万m3，过渡带带反滤料32．8万m3。施工组组织设计中中曾拟定如如下三个挖挖运方案进进行比较：：(1)东方红红75型拖拉机机牵引2．5m3铲运机和和红旗100型拖拉机机牵引6～8m3铲运机。(2)1m3挖挖掘机配3．5t和8t自卸汽车车。(3)2．55～8m3铲运机和60～120马力推土土机配800～10000mm皮带带运输机。经分析比比较，推土土机配皮带带运输机方方案，不仅仅挖运单价价较低，且且具有施工工干扰少，设设备及配件件供应不难难，管理方方便，运行行人员少等等优点，故故选用之。工工地拥有斗斗轮式挖掘掘机后，配配合皮带运运输机运输输，可保证证挖运的连连续作业。后后来，该工工程土料系系统采用的的施工方案案为DW—200型斗轮挖挖掘机挖土土，带宽10000mm的皮皮带运输机机运土，坡坡度为1：1～1：1．15的半圆形形溜槽和转转运皮带机机转运，12t自卸汽车车坝面散土土，推土机机平土，25～35t气胎碾和8．5t羊脚碾联联合碾压。砂石料系统施工工方案为WK—4正向铲挖挖掘机开挖挖，20t自卸汽车车运输，推推土机铺平平，25～35t气胎碾压压实。2．4．3施工质量量检查和控控制施工质量检查和和控制是土土石坝安全全的重要保保证，它应应贯穿于土土石坝施工工的各个环节和施工工全过程。在在施工中除除对地基进进行专门检检查外，对对料场土料料，坝身填筑以及堆石体体，反滤料料等填筑都都应进行严严格的检查查和控制，在在土石坝施施工中应实行全面质量管管理，建立立健全质量量保证体系系。施工单单位必须设设立在施工工主要负责责人领导下下的专职质质量检查机机构，实行行分级管理理。1．料场的质量检检查和控制制对土料场应检查查和控制土土质、土块块大小、含含水量及料料场排水系系统和防雨雨，防冻措措施是否符符合要求。一一般为500～10000m3应取试样样测定其含含水量，并并定期检查查堆存土料料的含水量量。对于一一些性质不不详的土料料，应进行行物理力学学性质及化化学分析试试验，经检检查合格后后方能使用用。2．坝体填筑的质质量检查和和控制在坝面作业中，应应对铺土厚厚度，填土土块度，含含水量大小小，压实后后的干容重重等进行检检查，并提提出质量控控制措施。对对粘性土，含含水量的检检测是关键键。简单办办法是“手检”，即手握土料能能成团，手手指搓可成成碎块，则则含水量合合适。更精精确可靠的的方法是用用含水量测测定仪测定定，应采用用烘干法，也也可用核子子水分密度度计法、酒酒精燃烧法法、红外线线烘干法。对对于碾压后后达不到标标准的或压压实层间产产生光面、弹弹簧土、漏漏压、欠压压、裂缝和和剪切破坏坏现象的，应应分析原因因并采取措措施及时处处理。干容重取样试验验结果，其其合格率应应不小于90％，不合合格干容重重不得低于于设计干容容重的98％，且不不合格样不不得集中。干干容重的测测定，粘性性土一般可可用体积不不小于5000cm3的环刀法(环刀直径径不小于l0mm，高度度不小于664mm))、表面型型核子水分分密度计法法或三点击击实试验法法；砂可用用体积为5500cmm3的环刀测测定；砾质质土、砂砾砾料，反滤滤料用灌水水法、灌砂砂法或表面面波压实密密度仪法测测定；堆石石因其空隙隙大，一般般用灌水法法测定。当当砂砾料因因缺乏细料料而架空时时，也用灌灌水法测定定。对于反滤层，过过渡层，坝坝壳等非粘粘性土的填填筑，主要要控制压实实参数；如如不符合要要求，施工工人员应及及时纠正。在在填筑排水水反滤层过过程中，每每层在25×25m2的面积内内取样1～2个；对于于条形反滤滤层，每隔隔50m设一一个取样断断面，每个个取样断面面每层取样样不得少于于4个，均匀匀分布在断断面的不同同部位且层层间取样位位置应彼此此对应。挖挖坑灌水法法，试样中中最大粒径径超过800mm时，试试坑直径不不应小于最最大粒径的的3倍，试坑坑深度为碾碾压层厚或或不小于最最大粒径的的4倍。对于于反滤层铺铺填厚度，是是否混有杂杂物，填料料的质量及及颗粒级配配等应全面面检查。通通过颗粒分分析，查明明反滤层的的层间系数数(D50／d50)和每层的的颗粒不均均匀系数(d60／d10)是否符合合设计要求求。如不符符合要求，应应重新筛选选，重新铺铺填。此外外还要检查查坝基、岸岸坡及结合合坡等处理理是否满足足设计和施施工规范要要求。3．负温下施工的的质量控制制负温下施工应增增加以下检检查项目：：填筑面防防冻措施，冻冻块尺寸、冻冻土含量、含含水率、坝坝基已压实实层有无冻冻结现象，填填筑面上的的冰霜是否否清除干净净，应对气气温、土温温、风速等等进行观测测记录，在在春季应对对冻结深度度以内的填填土层质量量进行复查查。4．雨季施工的质质量控制雨季施工，应检检查施工措措施落实情情况。雨前前应检查防防渗土体表表面松土是是否已适当当平整和压压实；雨后后复工前应应检查填筑筑面上土料料是否合格格。5．其它项目的质质量控制在施工质量检查查和控制中中，对于特特别重要的的土石坝应应增加土的的抗剪强度度和渗透系系数的现场场测试项目目，用于验验证设计和和竣工验收收。2．5面板堆石石坝施工面板堆石石坝是一种种近期发展展起来的新新坝型。它它是具有工工期短、投投资省、施施工简便、运运行安全等等优点的当当地材料坝坝。我国以以现代化技技术修建混混凝土面板板堆石坝是是从1985年开始的的。最早开开工建设的的是湖北西西北口水库库大坝，坝坝高95mm；而最早早建成的是是辽宁关门门山水库大大坝，坝高高58．5m，于1988年建成。1998年底已建建成的混凝凝土面板坝坝有39座；在建建的混凝土土面板坝35座；拟建建高混凝土土面板堆石石坝(坝高>l00m)20座。在建建的天生桥桥一级电站站面板坝坝坝高1788m；待建建的面板坝坝如贵州洪洪家渡，坝坝高182．3m；作为为比较方案案的湖北水水布垭面板板坝，坝高高达2333m。现就其施施工中的主主要问题介介绍如下：：2．5．1堆石材料料质量要求求和坝体材材料分区面板堆石坝上游游面有薄层层面板，面面板可以是是刚性钢筋筋混凝土的的，也可以以是柔性沥青混凝土的的。坝身主主要是堆石石结构。采采用良好的的堆石材料料，能减少少堆石体的的变形，为为面板正常常工作创造造条件，是是坝体安全全运行的基基础。2．5．1．1堆石材料料的质量要要求1．为保证堆石体体的坚固、稳稳定，主要要部位石料料的抗压强强度不应低低于78000×1044Pa，当抗压压强度只有有4900～59000×1044Pa时，只能能布置在坝坝体的次要要部位。2．石料硬度不应应低于莫氏氏硬度表中中的第三级级，其韧性性不应低于于2kg·m／cm2。3．石料的天然容容重不应低低于2.2t／m3，石料的的容重越大大，堆石体体的稳定性性越好。4．石料应具有抗抗风化能力力，其软化化系数水上上不低于0．8，水下不不应低于0．85。5．堆石体碾压后后应有较大大的密实度度和内摩擦擦角，且具具有一定渗渗透能力。堆堆石体的边边坡取决于于填筑石料料的特性与与荷载大小小，对于优优质石料，坝坝坡一般在在1：1．3左右。2．5．1．2面板堆石石坝的坝体体分区坝体部位不同，受受力状况不不同，对填填筑材料的的要求也不不同，所以以应对坝体体进行分区区。根据已已建的面板板坝的经验验，大致可可将坝体分分成四区。1．垫层区该区直接位于面面板下部，是是最重要的的部位，其其主要作用用在于为面面板提供平平整、密实实的基础，将将面板承受受的水压力力均匀传递递给主堆石石体。因此此，压实标标准要求最最高，级配配、石料质质量等要求求最严。全全部采用新新鲜而坚硬硬的细粒石石料填筑，并并要求低压压缩性，半半透水性，尤尤其是基础础周边附近近坝体部位位，要求压压实得更密密实些，以以减少堆石石体在水库库水压力作作用下的变变形。垫层层料的最大大粒径一般般不宜超过过150mmm，小于于5mm的细细粒含量一一般不宜超超过30％，平均均约为10％左右，并并控制小于0．1mm的含量在在5％以下，以以免一旦面面板漏水造造成细料流流失，产生生不均匀沉陷。垫层的水水平最小宽宽度不应小小于3m，渗透透系数不小小于10—3cm／s，压实后后的平均孔孔隙率小于于21％。2．过渡区为垫层区与主要要堆石区的的过渡带，该该区要求一一旦面板发发生裂缝、漏漏水时，能能防止垫层区的细细颗粒流失失，即起过过渡层作用用。其粒径径、级配应应符合反滤滤要求。过过渡区的宽度可以以较灵活，对对石料级配配的要求可可较垫层区区放宽。3．主主堆石区该区是是面板坝堆堆石的主体体，亦为粗粗粒堆石区区，是承受受水荷载的的主要支撑撑体，要求用良好级配配，坚硬的的石料施工工。由于它它的沉陷变变形大小同同样也要影影响面板的变形，因此要要求很好的的压实，但但较垫层区区、过渡区区要求可稍稍低，粒径径与级配亦亦可放宽。有有些面板坝坝的主堆石石区采用最最大粒径6600mmm左右的坚坚硬石料，并并允许有分分散的少量量风化岩石石，压实后后的平均孔孔隙率小于于25％。4．下游堆石区该区位于坝体断断面的下游游，约为堆堆石坝断面面的1／6—1／3。该区变变形大小对对面板影响响较小，因因此填筑厚厚度可以较较大，级配配比主堆石石区可放宽宽，允许含含有少量均均匀分布的的风化岩石石，可使用用普通堆石石料。要求求平均孔隙隙率小于28％，下游游坝坡面用用干砌石护护面。2．5．2堆石坝填填筑工艺、压压实参数和和质量控制制堆石坝填筑的施施工设备、工工艺和压实实参数的确确定，就其其主要方面面和常规的的土石坝非粘性料施施工没有本本质区别，这这里仅就与与质量控制制关系密切切的问题简简述如下。2．5．2．1填筑工艺艺问题垫层料、过渡料料和一定宽宽度的主堆堆石的填筑筑应平起施施工，均衡衡上升。主主次堆石可可分区、分分期填筑，其其纵、横坡坡面上均可可布置临时时施工道路路。必须严严格控制筑筑坝材料的的质量，其其岩性、级级配和含泥泥量应符合合设计要求求．不合格格坝料不得得上坝。超超径石应在在料场解小小。运输上上坝的不合合格材料应应清除出坝坝体。垫层层料和过渡渡料宜采用用自卸汽车车后退法卸卸料，铺料料时应避免免分离，两两者交界处处应避免大大石集中超超径石应予予剔除。对对于严重分分离的垫层层应子掺混混或挖除处处理。垫层层料铺筑上上游边线水水平超宽一一般为20—30cmm。垫层料料宜采用自自行式振动动碾压实。水水平碾压时时，振动碾碾与上游边边缘的距离离不宜大于于40cmm。垫层料料每填筑升升高10～15m，进行垫垫层坡面削削坡修整和和碾压。如如采用反铲铲削坡时，宜宜每填高3．0～4．0m进行一次次。坝料填筑宜采用用进占法卸卸料，必须须及时平料料，每层铺铺料后宜用用仪器检查查铺料厚度度，一经发发现超厚应应及时处理理。坝料填筑应加水水碾压，冲冲积砂砾石石的加水量量宜为填筑筑方量的10％～20％，堆石石料的加水水量宜为10％～25％，当砂砂砾料中小小于5mmm的细粒含含量超过30％，且含含泥量大于于5％时，应应按试验严严格控制加加水量。软软化系数大大的新鲜坚坚硬石料，经经对比试验验，加水对对碾压效果果影响很小小时，碾压压时也可不不加水。坝料碾压应按坝坝料分区、分分段进行，各各碾压段之之间纵、横横搭接分别别不应小于于0．5m和1．0mm。坝体堆石区纵、横横向接坡宜宜采用台阶阶收坡法施施工，台阶阶宽度不宜宜小于1．0m，若受场地空间限限制也可按按稳定边坡坡收坡，但但回填接坡坡时，必须须削坡至合合格面后方方可铺料，并并使振动碾碾紧贴接坡坡面碾压。下下游护坡宜宜与坝体填填筑平起施施工，护坡坡块石宜从从填筑坝料料中选取料料径大于550cm块石，采采用机械整整坡，堆码码，块石间间应嵌合牢牢固。坝料料填筑与垫垫层料的防防护及混凝凝土面板施施工不得损损伤已安装装好的止水水及其防护护装置。垫层料粒径较粗粗，又处于于倾斜部位位，通常采采用斜坡振振动碾压实实，宜先静静压2～4遍，振压6～8遍，并由由试验最终终确定。振振压时上坡坡方向振动动，下坡方方向不振，一一上一下为为一遍。压压实过程中中，有时表表层块石有有失稳现象象，为改善善碾压质量量，采用了了斜坡碾压压与砂浆固固坡相结合合的施工方方法。常用用的防护型型式有碾压压水泥砂浆浆、喷混凝凝土、喷乳乳化沥青等等。这种方方法使固坡坡速度加快快，为面板板施工提供供坚固、平平整工作基基面，对施施工期防止止雨水冲刷刷，临时挡挡水、防洪洪渡汛、争争取工期效效果明显。(1)碾压水泥泥砂浆防护护：要求水水泥砂浆配配合比，铺铺料厚度应应符合设计计要求。水水泥砂浆由由溜槽人仓仓，人工或或机械摊铺铺，每条幅幅宽度不宜宜小于4mm，砂浆初初凝前应碾碾压完毕，并并洒水养护护，碾压方方法及遍数数由试验确确定。碾压压后的砂浆浆表面不应应高于设计计线5cmm，或低于于设计线88cm。(2)喷混凝土土防护：要要求喷混凝凝土配合比比和喷层厚厚度符合设设计要求，喷喷混凝土宜宜采用半湿湿喷法。喷喷护混凝土土表面应平平整，厚度度均匀密实实，与设计计线的允许许偏差为±5cm。喷喷护混凝土土应洒水养养护。也可可采用喷水水泥砂浆防防护。(3)阳离子乳乳化沥青防防护：要求求乳化沥青青的品种，喷喷涂层数应应符合设计计要求。喷喷涂前应清清除坡面浮浮尘。阴雨雨浓雾天气气不应喷涂涂，喷涂间间隔时间不不小于24小时。沥沥青乳剂喷喷涂后，随随即均匀撒撒砂，轻型型平碾碾压压，碾压方方式、遍数数应通过试试验确定。阳阳离子乳化化沥青的缺缺点是，由由于喷阳离离子乳化沥沥青厚度很很薄，难以以起到调整整、修补边边坡不平度度的效果。2．5．2．2堆石体的的压实参数数与压实标标准堆石体最大粒径径一般为600～700mmm。采用振振动平碾，其其工作重量量不小于l0t。压实层厚为660～l00cm，少数数工程有达达到130～160ccm的。压压实遍数一一般为4—6遍，个别达8遍遍。垫层料料的最大粒粒径为150～300mmm，用振动动碾压实，层层厚为25～45cm，碾压遍遍数通常为为4遍，有些些坝采用6～8遍。堆石石坝壳最大大粒径可达达10000—15000mm，压压实层厚一一般为l00cm左右，最最大达2000cm，压压实遍数2～4遍，有些些坝采用6～8遍。压实干容重以垫垫层料及内内部堆石较较大，坝壳壳堆石次之之，三者的的干容重一一般在2．10～2．3g／cm3范围内。和土石坝一样，面面板堆石坝坝的压实参参数如碾重重、铺层厚厚和碾压遍遍数仍应通通过碾压试验确定。其其取值大小小与设计压压实干容重重、石质、填填料形状、尺尺寸和级配配等因素有关，应在在不同料场场取料试验验，以优化化参数作为为质控依据据。2．5．2．3堆石体施施工质量控控制各填筑部位的坝坝料质量，压压实机具规规格、质量量、振动频频率、激振振力等值应应符合设计计要求。负负温下施工工，坝基已已压实的砂砂砾石层无无冻结现象象，填筑面面上的冰雪雪已清除干干净。坝料料压实，质质量检查，应应以控制碾碾压参数为为主，试坑坑取样为辅辅。垫层料料、过渡料料和堆石料料压实干密密度检测方方法，宜采采用挖坑灌灌水法或表表面波压实实密度仪法法。并要求求垫层料试试坑直径应应不小于最最大粒径的的3倍，试坑坑深度不小小于最大粒粒径的4倍。过渡渡料试坑直直径应不小小于最大粒粒径的3倍，试坑坑深度为碾碾压层厚。堆堆石料试坑坑直径为坝坝料最大粒粒径的2—3倍，试坑坑深度为碾碾压层厚。试试坑取样质质量控制指指标要符合合施工规范范要求。所所测定的干干密度，其其合格率不不应小于90％，且不不合格点不不得集中，不不合格点的的干密度不不得低于设设计干密度度的98％。2．5．3钢筋混凝凝土防渗面面板施工混凝土面板施工工受气候条条件的影响响比粘土填填筑小，有有效作业时时间较长。面面板一般只只设垂直伸伸缩缝，不不设水平伸伸缩缝，可可以沿上游游坝面自下下而上采用用滑动模板板连续浇筑筑混凝土。混混凝土防渗渗面板的施施工．对于于中低坝．．一般在坝坝体填筑完完成后进行行，面板一一次浇筑。对对于高坝，若若因施工导导流、渡汛汛需要提前前施工时，可可采用临时时断面和分分期施工，但但须注意应应等到堆石石坝升到中中间高度后后方可开始始一期面板板施工，避避免在施工工期间，因因堆石沉陷陷而影响工工程质量。斜斜坡作业需需要设计、制制作专用施施工设备，并并应有安全全措施。与与此同时，继继续填筑临临时断面以以外的坝体体堆石部分分，然后浇浇筑二期面面板。分期期浇筑接缝缝，应按施施工缝处理理。混凝土土防渗面板板的构造有有底座、填填补板和主主面板。面板浇筑顺序通通常是先浇浇筑中部，然然后再向两两侧浇筑。面面板的纵缝缝间距决定定了面板的的宽度，由由于面板通通常采用滑滑模连续浇浇筑，因此此面板的宽宽度决定了了混凝土的的浇筑能力力，也决定定了钢模的的尺寸及其其提升设备备的能力。面面板通常有有宽窄块之之分。根据据国内外资资料统计，通通常宽块纵纵缝间距12—18m，窄窄块3．5～7．5m。1．混凝土底座底座浇筑在上游游坝趾基岩岩上，通过过止水板与与填补板或或主面板相相连接，应应在坝体填填筑前进行行施工。底底座的基础础开挖、处处理、铺筑筑、灌浆等等项目，要要按设计要要求及有关关规范进行行施工。2．填补板．填补板是主面板板与底座之之间的三角角形板，因因从坝顶到到达这些位位置比较困困难，故多多用人工或或小型设备备进行施工工。坝体在在底板1／4—1／3高度，由由于填筑面面积比较大大，可沿上上游面留一一平台，在在平台以外外填筑堆石石的同时，尽尽早进行填填补板的施施工。3．主面板主面板的施工条条件好，可可用大型机机械设备进进行施工。为为避免出现现水平浇筑筑冷缝和保保证面板的的体型与设设计厚度准准确，中、高高坝面板一一般采用钢钢制滑动模模板浇筑，只只设垂直缝缝，不设水水平缝。低低坝多采用用分块浇筑筑，坝高超超过10～12m，可考虑虑采用滑模模浇筑。面面板混凝土土人仓应选选用溜槽输输送。应根根据面板宽宽度选择溜溜槽数量，宽宽度为8mm以下时应应选1条，宽度度为8～12m时应选2条，宽度度为12mm以上时应应选3条。浇筑筑宽度为112m以上上的面板时时，宜采用用1条溜槽集集中送料仓仓面皮带机机布判的方方法。溜槽槽连接不得得脱落，漏漏浆。溜槽槽出口距仓仓面距离不不应大于22m。混凝凝土人仓必必须均匀布布料，每层层布料厚度度应为250～300mmm。布料后后应及时振振捣密实。振振捣时，振振捣器不得得触及滑动动模板、钢钢盘、止水水片。每次次滑升距离离不得大于于30mmm，每次滑滑