土石壩和堤防工程

土石壩和堤防工程第一頁，共52頁。規(guī)劃要求：上壩運(yùn)距盡可能短。高程上有利于重車下坡。不應(yīng)因取料影響壩的防滲穩(wěn)定和上壩運(yùn)輸。壩的上下游、左右岸最好都選有料場(chǎng)，保證壩體均衡上升。第二頁，共52頁。使用原則：低料低用，高料高用，當(dāng)高料場(chǎng)儲(chǔ)量有富余時(shí)，亦可高料低用。同時(shí)料場(chǎng)的位置應(yīng)有利于布置開采設(shè)備、交通及排水通暢。對(duì)石料場(chǎng)尚應(yīng)考慮與重要建筑物、構(gòu)筑物、機(jī)械設(shè)備等保持足夠的防爆、防震安全距離。第三頁，共52頁。2.時(shí)間規(guī)劃根據(jù)施工強(qiáng)度和壩體填筑部位變化選擇料場(chǎng)使用時(shí)機(jī)和填料數(shù)量。使用原則：上壩強(qiáng)度高時(shí)用近料場(chǎng)，低時(shí)用較遠(yuǎn)的料場(chǎng)，使運(yùn)輸任務(wù)比較均衡。對(duì)近料和上游易淹的料場(chǎng)應(yīng)先用，遠(yuǎn)料和下游不易淹的料場(chǎng)后用；含水量高的料場(chǎng)旱季用，含水量低的料場(chǎng)雨季用。在料場(chǎng)使用規(guī)劃中，還應(yīng)保留一部分近料場(chǎng)供合龍段填筑和攔洪度汛高峰強(qiáng)度時(shí)使用。第四頁，共52頁。3.料場(chǎng)質(zhì)與量的規(guī)劃即質(zhì)量要滿足設(shè)計(jì)要求，數(shù)量要滿足填筑的要求。在選擇和規(guī)劃使用料場(chǎng)時(shí)，應(yīng)對(duì)料場(chǎng)的地質(zhì)成因、產(chǎn)狀、埋深、儲(chǔ)量以及各種物理力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行全面勘探和試驗(yàn)。勘探精度應(yīng)隨設(shè)計(jì)深度加深而提高。在施工組織設(shè)計(jì)中，進(jìn)行用料規(guī)劃，不僅應(yīng)使料場(chǎng)的總儲(chǔ)量滿足壩體總方量的要求，而且應(yīng)滿足施工各個(gè)階段最大上壩強(qiáng)度的要求。第五頁，共52頁。二、料場(chǎng)規(guī)劃的基本要求（1）充分利用基礎(chǔ)開挖的渣料。（2）料場(chǎng)規(guī)劃應(yīng)對(duì)主要料場(chǎng)和備用料場(chǎng)分別加以考慮。在主要料場(chǎng)要求質(zhì)好、量大、運(yùn)距近，且有利于常年開采；備用料場(chǎng)通常在淹沒區(qū)外，保證壩體填筑不致中斷。

第六頁，共52頁。（3）考慮料場(chǎng)查勘的精度、料場(chǎng)天然密度與壩體壓實(shí)密度的差異，以及損失等。實(shí)際可開采總量與壩體填筑量之比一般為：土料2～2.5；砂礫料1.5～2；水下砂礫料2～3；石料1.5～2；反濾料應(yīng)根據(jù)篩后有效方量確定，一般不宜小于3。第七頁，共52頁。例：土石壩施工土石料場(chǎng)的反濾料的實(shí)際可開采總量與壩體填筑量之比一般不宜（）。A.大于3B.大于5C.小于3D.小于5答案：C解析：實(shí)際可開采總量與壩體填筑量之比一般為：土料2?2.5；砂礫料1.5?2；水下砂礫料2?3；石料1.5?2；反濾料應(yīng)根據(jù)篩后有效方量確定，一般不宜小于3。第八頁，共52頁。例：關(guān)于土石壩料場(chǎng)時(shí)間規(guī)劃，正確的說法是（）。A.上壩強(qiáng)度高時(shí)用近料場(chǎng)，低時(shí)用較遠(yuǎn)的料場(chǎng)B.近料和上游易淹的料場(chǎng)應(yīng)先用C.遠(yuǎn)料和下游不易淹的料場(chǎng)先用D.含水量高的料場(chǎng)雨季用E.含水量低的料場(chǎng)雨季用答案：ABE第九頁，共52頁。解析：用料規(guī)劃上應(yīng)力求做到上壩強(qiáng)度高時(shí)用近料場(chǎng)，低時(shí)用較遠(yuǎn)的料場(chǎng)，使運(yùn)輸任務(wù)比較均衡。對(duì)近料和上游易淹的料場(chǎng)應(yīng)先用，遠(yuǎn)料和下游不易淹的料場(chǎng)后用。含水量高的料場(chǎng)旱季用，含水量低的料場(chǎng)雨季用。在料場(chǎng)使用規(guī)劃中，還應(yīng)保留一部分近料場(chǎng)供合龍段填筑和攔洪度汛高峰強(qiáng)度時(shí)使用。第十頁，共52頁。2F313032土方填筑技術(shù)

一、土方填筑壓實(shí)機(jī)械靜壓碾壓、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。第十一頁，共52頁。例：廂夯板壓實(shí)土料時(shí)，其外力作用示意圖是（）。答案：B第十二頁，共52頁。二、土料壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)黏性土的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)以干密度控制。非黏性土（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)。在現(xiàn)場(chǎng)用相對(duì)密度來控制施工質(zhì)量不太方便，通常將相對(duì)密度轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的干密度來控制。

第十三頁，共52頁。三、壓實(shí)參數(shù)的確定（1）土料填筑壓實(shí)參數(shù)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。（4）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。第十四頁，共52頁。（5）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)，只需作鋪土厚度、壓實(shí)遍數(shù)和干密度的關(guān)系曲線。土的類型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)參數(shù)最優(yōu)壓實(shí)參數(shù)粘性土干密度碾壓機(jī)具的重量、含水量、壓實(shí)遍數(shù)、鋪土厚度等單位壓實(shí)遍數(shù)下最大鋪土厚度的為最優(yōu)非粘性土相對(duì)密度碾壓機(jī)具的重量、壓實(shí)遍數(shù)、鋪土厚度等第十五頁，共52頁。例：非黏性土料的碾壓試驗(yàn)，需作出（）的關(guān)系曲線。A.干密度B.壓實(shí)遍數(shù)C.鋪土厚度D.含水量E.強(qiáng)度答案：ABC解析：對(duì)非黏性土料的試驗(yàn)，只需作鋪土厚度、壓實(shí)遍數(shù)和干密度的關(guān)系曲線，據(jù)此便可得到與不同鋪土厚度對(duì)應(yīng)的壓實(shí)遍數(shù)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選擇現(xiàn)場(chǎng)施工的壓實(shí)參數(shù)。第十六頁，共52頁。例：土石壩土料填筑壓實(shí)參數(shù)主要包括（）。A.碾壓機(jī)具重量B.相對(duì)密度C.鋪土厚度D.碾壓遍數(shù)E.含水率答案：ACD解析：土料填筑壓實(shí)參數(shù)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，振動(dòng)碾還應(yīng)包括振動(dòng)頻率及行走速率等。第十七頁，共52頁。四、土石壩、堤防填筑施工根據(jù)施工方法的不同，土石壩分為干填碾壓（碾壓式）、水中填土、水力沖填（包括水墜壩）等類型。其中，碾壓式土石壩最為普遍。第十八頁，共52頁。（一）作業(yè)內(nèi)容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)。（1）準(zhǔn)備作業(yè)。包括“一平四通”。（2）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。第十九頁，共52頁。（3）輔助作業(yè)。包括清除施工場(chǎng)地及料場(chǎng)的覆蓋層，從上壩土石料中剔除超徑石塊、雜物，壩面排水，層間刨毛和加水等。（4）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。第二十頁，共52頁。（二）壩面作業(yè)壩面作業(yè)包括鋪土、平土、灑水或晾曬（控制含水量）、土料壓實(shí)、修整邊坡、鋪筑反濾層、排水體及護(hù)坡、質(zhì)量檢查等工序。壩面作業(yè)的特點(diǎn)是工作面狹窄、工序多，因此，壩面施工應(yīng)統(tǒng)一管理，嚴(yán)密組織，保證工序銜接，一般多采用流水作業(yè)組織壩面施工。第二十一頁，共52頁。3.鋪料與整平（1）鋪料宜平行壩軸線進(jìn)行，厚度要?jiǎng)?，超徑打碎，雜物剔除。防滲體內(nèi)鋪料，自卸汽車卸料宜用進(jìn)占法倒退鋪土，避免超壓，引起剪力破壞。（2）按設(shè)計(jì)厚度鋪料整平是保證壓實(shí)質(zhì)量的關(guān)鍵。帶式運(yùn)輸機(jī)或自卸汽車上壩卸料，推土機(jī)或平土機(jī)散料平土。心墻壩或斜墻壩鋪筑時(shí)應(yīng)向上游傾斜1%-2%的坡度；均質(zhì)壩應(yīng)使中部凸起，向上下游傾斜1%-2%的坡度。第二十二頁，共52頁。（3）黏性土料含水量偏低，主要在料場(chǎng)加水。非黏性土料，加水工作主要在壩面進(jìn)行。石渣料和砂礫料壓實(shí)前應(yīng)充分加水，確保壓實(shí)質(zhì)量。（4）光面土層，應(yīng)刨毛處理，以利層間結(jié)合。通常刨毛深度3～5cm。第二十三頁，共52頁。例：關(guān)于土石壩填筑作業(yè)的說法，正確的有（）。A.輔料宜垂直于壩軸線進(jìn)行，超徑塊料應(yīng)打碎B.按碾壓測(cè)試確定的厚度鋪料、整平C.黏性土含水量較低，主要應(yīng)在料場(chǎng)加水D.石渣料壓實(shí)前應(yīng)充分加水E.采用氣胎碾壓實(shí)的土質(zhì)，應(yīng)刨毛處理，以利層間結(jié)合答案：BCDE第二十四頁，共52頁。解析：鋪料宜平行壩軸線進(jìn)行，鋪土厚度要?jiǎng)?，超徑不合格的料塊應(yīng)打碎，雜物應(yīng)剔除。按設(shè)計(jì)厚度鋪料整平是保證壓實(shí)質(zhì)量的關(guān)鍵。黏性土料含水量偏低，主要應(yīng)在料場(chǎng)加水，若需在壩面加水，應(yīng)力求“少、勤、勻”，以保證壓實(shí)效果。對(duì)非黏性土料，為防止運(yùn)輸過程脫水過量，加水工作主要在壩面進(jìn)行。石碴料和砂礫料壓實(shí)前應(yīng)充分加水，確保壓實(shí)質(zhì)量。第二十五頁，共52頁。4.碾壓（1）進(jìn)退錯(cuò)距法操作簡(jiǎn)便，碾壓、鋪土和質(zhì)檢等工序協(xié)調(diào)，便于分段流水作業(yè)，壓實(shí)質(zhì)量容易保證。錯(cuò)距寬度b按下式計(jì)算：b=B／n。式中：B——碾滾凈寬（m）；n——設(shè)計(jì)碾壓遍數(shù)。第二十六頁，共52頁。（2）圈轉(zhuǎn)套壓法適用：開行的工作面較大，適合于多碾滾組合碾壓。優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)效率較高。缺點(diǎn)：重壓、漏壓過多，質(zhì)量難以保證。第二十七頁，共52頁。5.接頭處理（1）層與層之間分段接頭應(yīng)錯(cuò)開一定距離；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1：3。（2）采用土、砂平起的施工方法。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，即先填砂礫料后填土料。第二十八頁，共52頁。（3）對(duì)于壩身與混凝土結(jié)構(gòu)物（如涵管、刺墻等）的連接，靠近結(jié)構(gòu)物部位不能用大型機(jī)械壓實(shí)，采用小型機(jī)械夯或人工夯實(shí)?；炷两Y(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。第二十九頁，共52頁。例：在碾壓土石壩壩體填筑中，各分段之間的接坡坡比一般應(yīng)緩于（）。A.1：3 B.1：2C.1：2.5 D.1：1答案：A解析：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1:3。第三十頁，共52頁。五、土方填筑質(zhì)量控制施工質(zhì)量檢查和控制是土石壩安全的重要保證，它貫穿于土石壩施工的各個(gè)環(huán)節(jié)和施工全過程。土石壩施工質(zhì)量控制主要包括：1.料場(chǎng)的質(zhì)量檢查和控制。2.壩面的質(zhì)量檢查和控制。第三十一頁，共52頁。1.料場(chǎng)的質(zhì)量檢查和控制（1）對(duì)土料場(chǎng)應(yīng)經(jīng)常檢查所取土料的土質(zhì)情況、土塊大小、雜質(zhì)含量和含水量等。（2）含水量偏高，一方面應(yīng)改善料場(chǎng)的排水條件和采取防雨措施，另一方面需將含水量偏高的土料進(jìn)行翻曬處理，或采取輪換掌子面的辦法，使土料含水量降低到規(guī)定范圍再開挖。若以上方法仍難滿足要求，可以采用機(jī)械烘干法烘干。第三十二頁，共52頁。土料烘干機(jī)土料翻曬第三十三頁，共52頁。（3）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。采用分塊筑畦埂，灌水浸漬，輪換取土。地形高差大也可采用噴灌機(jī)噴灑。無論哪種加水方式，均應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(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。（4）當(dāng)土料含水量不均勻時(shí)，應(yīng)考慮堆筑“土?！保ù笸炼眩购烤鶆蚝笤偻膺\(yùn)。第三十四頁，共52頁。例：降低土料含水率的措施有（）。A.改善料場(chǎng)排水條件B.翻曬C.輪換掌子面，使士料含水率自然降低至規(guī)定范圍D.機(jī)械烘干E.堆“土牛”答案：ABCD解析：E項(xiàng)為土料含水量不均勻時(shí)的處理方法。第三十五頁，共52頁。2.壩面的質(zhì)量檢查和控制（1）在壩面作業(yè)中，應(yīng)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，可用含水量測(cè)定儀測(cè)定。干密度的測(cè)定，黏性土一般可用體積為200～500cm3的環(huán)刀取樣測(cè)定；砂可用體積為500cm3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。第三十六頁，共52頁。（2）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)。第三十七頁，共52頁。（3）對(duì)于反濾層、過渡層、壩殼等非黏性土的填筑，主要應(yīng)控制壓實(shí)參數(shù)。在填筑排水反濾層過程中，每層在25m×25m的面積內(nèi)取樣1～2個(gè)；對(duì)條形反濾層，每隔50m設(shè)一取樣斷面，每個(gè)取樣斷面每層取樣不得少于4個(gè)，均勻分布在斷面的不同部位，且層間取樣位置應(yīng)彼此對(duì)應(yīng)。第三十八頁，共52頁。（4）土壩的堆石棱體與堆石體的質(zhì)量檢查大體相同。主要應(yīng)檢查上壩石料的質(zhì)量、風(fēng)化程度度、石塊的重量、尺寸、形狀、堆筑過程有無離析架空現(xiàn)象發(fā)生等。對(duì)于堆石的級(jí)配、孔隙率大小，應(yīng)分層分段取樣，檢查是否符合規(guī)范要求。隨壩體的填筑應(yīng)分層埋設(shè)沉降管，對(duì)施工過程中壩體的沉陷進(jìn)行定期觀測(cè)，并作出沉陷隨時(shí)間的變化過程線。

第三十九頁，共52頁。（5）對(duì)于壩體填料的質(zhì)量檢查記錄，應(yīng)及時(shí)整理，分別編號(hào)存檔，編制數(shù)據(jù)庫，既作為施工過程全面質(zhì)量管理的依據(jù)，也作為壩體運(yùn)行后進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)和事故分析的佐證。第四十頁，共52頁。例：在碾壓土石壩壩面作業(yè)中，干密度的測(cè)定，黏性土一般可用體積為（）的環(huán)刀測(cè)定。A.200～500cm3B.300～500cm3C.200～400cm3D.100～300cm3答案：A解析：黏性土一般可用體積為200?500cm3的環(huán)刀測(cè)定。第四十一頁，共52頁。2F313033石方填筑技術(shù)

一、堆石壩壩體材料分區(qū)第四十二頁，共52頁。二、填筑工藝壩體填筑應(yīng)在壩基、岸坡處理完畢，面板底座混凝土澆筑完成后進(jìn)行。（1）堆石體填筑可采用自卸汽車后退法或進(jìn)占法卸料，推土機(jī)攤平。第四十三頁，共52頁。后退法：優(yōu)點(diǎn)：減輕輪胎磨損；缺點(diǎn)：攤平工作量大，且影響施工進(jìn)度。進(jìn)占法：優(yōu)點(diǎn)：減輕了推土機(jī)的攤平工作量，使堆石填筑速度加快；缺點(diǎn)：輪胎磨損較嚴(yán)重。第四十四頁，共52頁。6.堆石壩墊層填筑施工中，當(dāng)壓實(shí)層厚度較小時(shí)，為減輕物料的分離，鋪料宜采用（）。A.后退法B.進(jìn)占法C.進(jìn)占卸料，后退鋪平法D.進(jìn)占卸料，進(jìn)占鋪平法答案：A第四十五頁，共52頁。解析：堆石體填筑可采用自卸汽車后退法或進(jìn)占法卸料，推土機(jī)攤平。墊層料的攤鋪多用后退法，以減輕物料的分離。當(dāng)壓實(shí)層厚度大時(shí)，可采用混合法卸料，即先用后退法卸料呈分散堆狀，再用進(jìn)占法卸料鋪平，以減輕物料的分離。第四