土石壩工程材料及施工

土石壩工程本章要的知識點包括：料場空間規(guī)劃和時間規(guī)劃；流水作業(yè)；工段數和工序數的關系；進退錯距法；轉圈套壓法；結合部位的施工；土料壓實標準。

概述土石壩

包括各種碾壓式土壩、堆石壩和土石混合壩，是一種充分利用當地材料的壩型。分類（根據施工方法的不同）

干填碾壓、水中填土、水力沖填（包括水墜壩）和定向爆破修筑等。碾石式土石壩的施工

包括準備作業(yè)、基本作業(yè)、輔助作業(yè)和附加作業(yè)。準備作業(yè)：三通一平，架設通訊線路，修建生產、生活、辦公用房、排水清基等。

基本作業(yè)：料場土石料開采，挖、裝、運、卸和壩面鋪平、壓實、質檢。

輔助作業(yè)：清除施工場地及料場的覆蓋，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)：壩坡修整，鋪砌護面塊石及鋪植草皮等。第一節(jié)壩體材料與料場規(guī)劃一．壩體材料及其要求

⒈防滲料

防滲的土料最基本的要求：

防滲性：滲透系數不大于1×10-5cm/s時，一般即可滿足要求。

施工性：土料的天然含水量在最優(yōu)含水量附近，無影響壓實的超徑材料，壓實后的壩面有較高的承載力

⒉壩殼料

工程實踐中，堆石、砂礫石及風化料等均可作為壩殼料。

堆石:按其型式可分為拋填、分層碾壓、手工干砌石、機械干砌石等；

按其材料及來源可分為采石場玄武巖、變質安山巖、砂巖、礫巖、采石場花崗巖、片麻巖、石灰?guī)r、沖擊的漂卵石、石渣料等。堆石是最好的筑壩材料，現廣泛用于高土石壩的壩殼料。

砂礫石:碾壓砂礫石壓縮性低，抗剪強度高，但易沖蝕、易管涌。

風化料:屬于抗壓強度小于30MPa的軟巖類，往往存在濕陷問題。⒊反濾料和過渡料

反濾料一般要滿足堅固度要求，要求級配嚴格，一般采用混凝土砂石料生產系統(tǒng)生產，但不要求沖洗。二．空間規(guī)劃

料場位置、高程的恰當的選擇

1．高程上有利于重車下坡，低料低用，高料高用；

2．易于排除地面水和地下水；

3．壩的上下游、左右岸最好都選有料場；

4．近料場不應因取料影響壩的防滲穩(wěn)定和上壩運輸。

二．時間規(guī)劃

考慮施工強度和壩體填筑部位的變化，隨季節(jié)及壩前蓄水情況的變化，料場的工作條件在變化。

1．近料先用，遠料后用；

2．上游易淹的料場先用，下游不易淹的料場后用；

3．含水量高的料場旱季用，含水量低的料場雨季用；

4．上壩強度高時用近料場，低時用較遠的料場。三．質量和數量的規(guī)劃

質量方面要對料場的地質成因、產狀以及各種物理力學指標進行全面勘探和試驗。數量方面：主要料場

備用料場四．料場體積比壩體體積大的原因

1．大壩比重比料場土料比重大；

2．料場中的廢料要挖除；

3．開挖、運輸、填筑、削坡的損耗；

4．施工道路、廢料占地不能開采；

5．施工中如遇雨天，要將填好的土料挖除。五、料場優(yōu)化土石方平衡的原則：充分而合理地利用建筑物開挖料。

1.填挖料平衡計算2.土石方調度優(yōu)化第二節(jié)土石料的開挖與運輸一、土石料的開采與加工

料場開采前的準備工作：劃定料場范圍；分期分區(qū)清理覆蓋層；

設置排水系統(tǒng)；修建施工道路；修建輔助設施。

1．土料的開采

土料開采一般有立采和平采兩種。

立面開采方法適用于土層較厚，天然含水量接近填筑含水量，土料層次較多，各層土質差異較大時。

平面開采方法適用于土層較薄，土料層次少且相對均質、天然含水量偏高需翻曬減水的情況下，宜采用。

規(guī)劃中應將料場劃分成數區(qū)，進行流水作業(yè)。2．土料加工

調整土料含水量

降低土料含水量的方法有挖裝運卸中的自然蒸發(fā)、翻曬、摻料、烘烤等方法。

提高土料含水量的方法有在料場加水，料堆加水，在開挖、裝料、運輸過程中加水。

摻合、超徑料處理

一般摻合辦法有：

①水平互層鋪料——立面(斜面)開采摻合法；

②土料場水平單層鋪放摻料——立面開采摻合法；

③在填筑面堆放摻合法；

④漏斗——帶式輸送機摻合法。

第①、④種方法采用較多。

礫質土中超徑石含量不多時，常用裝耙的堆土機先在料場中初步清除，然后在壩體填筑面上進行填筑平整時再作進一步清除；當超徑石的含量較多時，可用料斗加設蓖條篩（格篩）或其他簡單篩分裝置加以篩除，還可采用從高坡下料，造成粗細分離的方法清除粗粒徑。粗粒徑較大的過渡料宜直接采用控制爆破技術開采，對于較細的、質量要求高的反濾料，墊層料則可用破碎、篩分、摻和工藝加工。

3．砂礫石料和堆石料開采

砂礫石料開采

陸上開采：一般挖運設備即可。

水下開采：采用采砂船和索鏟開采。當水下開采砂礫石料含水量高時，需加以堆放排水。塊石料開采：

結合建筑物開挖或由石料場開采，開采的布置要形成多工作面流水作業(yè)方式。

開采方法一般采用深孔梯段爆破，特定目的使用洞室爆破。

4．超徑處理

超徑塊石料的處理方法主要有淺孔爆破法和機械破碎法兩種。

淺孔爆破法：指采用手持式風動鑿巖機對超徑石進行鉆孔爆破。

機械破碎法：指采用風動和振沖破石、錘破碎超徑塊石，也可利用吊車起吊重錘，利用重錘自由下落破碎超徑塊石。三、土石料開挖運輸方案

壩料的開挖與運輸，是保證上壩強度的重要環(huán)節(jié)之一。

開挖運輸方案主要根據壩體結構布置特點、壩料性質、填筑強度、料場特性、運距遠近、可供選擇的機械設備型號等多種因素，綜合分析比較確定。挖運機械介紹

(一)挖掘機械---開挖土料

1）單斗式挖掘機---正向鏟，反向鏟

循環(huán)式機械；斗容量常用0.5-4m32）多斗式挖掘機

連續(xù)式挖掘機械(二)挖運組合機械---承擔挖、運、卸，甚至鋪土

1）推土機：方便，運轉靈活；

經濟運距60-100m；可多臺并列推土，增大運距2）鏟輸運機---專用設司備，運魔輸距離庭遠，效屯率高拍按行駛稼方式，富分為牽聾引式和挺自行式沸容量忘多用6-7周m3(三)運輸贏機械1）循遠環(huán)式---汽車(自卸式)，有軌賢列車2）連續(xù)零式--愁-皮帶機步（帶式愈運輸機能）土石壩攏施工設廣備的選攏型對壩持的施工醉進度、裂施工質為量以及方經濟效講益產生您重大影往響。（一旨）垃設備似選型蒸的基盤本原歐則：1．所選怕機械的姨技術性丙能能適產應工作僻的要求稠、施工騾對象的宋性質和媽施工場廚地特征閣，保證濾施工質風量，能劑充分發(fā)舟揮機械撥效率，再生產能蓄力滿足另整個施接工過程全的要求謝。2．所選靈施工機敏械應技怒術先進淘、生產淚效率高緣瑞，操作句靈活、砍機動性甲好，安助全可靠巨，結構途簡單，敢易于檢尊修保養(yǎng)光；3．類餐型比付較單至一，駱通用頂性好貓；4．工適藝流緒程中氏各供嚷需所撐用機敵械應齊成龍巧配套舊，各貞類設幫備應聚能充酒分發(fā)傾揮效激率，族特別侄應注命意充只分發(fā)鄰揮主墳導機致械的龜效率腳。5．設洪備購寶置費醋和運啊行費蚊用較行低，施易于箱獲得喝零、挺配件猾，便傲于維股修、飾保養(yǎng)群、管亮理和姥調度護，經葵濟效饞果好葉。對快于關誕鍵的挑、數術量少王且不耗能替果代的談設備姻，應曠使用父新購架置的曾，以信保證冤施工今質量資，避妥免在清一條茄龍生降產中童卡殼鐮影響倡進度舒。（二）諸土石姿壩施工小中開挖陪運輸方繞案主要硬有以下伍幾種：1.正向鏟丈開挖，或自卸汽倉車運輸慌上壩正向綁鏟開輸挖、口裝載村，自自卸汽療車運皺輸直矛接上芝壩，杯通常煮運距準小于10k難m。自拆卸汽城車可饒運各感種壩弦料，知運輸賓能力鋸高，特設備危通用總，能塞直接沈鋪料齒，機夏動靈鵝活，析轉彎轎半徑迎小，糧爬坡蹈能力底較強以，管衰理方側便，歐設備替易于洋獲得養(yǎng)。在施饞工布押置上膽，正嘆向鏟呢一般秘都采棗用立佛面開桐挖，飲汽車盞運輸延道路澡可布跡置成按循環(huán)尤路線掛，裝北料時姓停在秋挖掘移機一壺側的瞞同一葉平面牧上，恐即汽遭車魚策貫式增地裝率料與址行駛僚。2.正向碰鏟開角挖、囑膠帶聾機運士輸國內外躬水利水停電工程思施工中碗，廣泛洲采用了廁膠帶機命運輸土防、砂石模料。鏈膠帶機潛的爬坡開能力大罷，架設諒簡易，奇運輸費暢用較低文，比自借卸汽車世可降低珠運輸費蝦用1/被3～1/2，運統(tǒng)輸能炕力也好較高墊。膠拐帶機妙合理菊運距吼小于10芳km，可直袋接從料參場運輸展上壩；幅也可與倦自卸汽壓車配合胡，作長堤距離運東輸，在瓜壩前經喬漏斗由床汽車轉倍運上壩榜；與有筑軌機車解配合，女用膠帶恢機轉運投上壩作格短距離解運輸。3．斗特輪式挖槐掘機開臘挖，膠莊帶機運單輸，轉絞自卸汽宜車上壩對于填遠筑方量蔬大、上禍壩強度橋高的土踐石壩，煉若料場韻儲量大卷而集中尾，可采靠用斗輪思式挖掘騙機開挖比，其生呀產率高秋，具有婚連續(xù)挖袍掘、裝繡料的特窯點。斗若輪式挖奴掘機將怠料轉入漿移動式歉膠帶機隆，其后曾接長距耽離的固堆定式膠站帶機至意壩面或族壩面附糖近經自壁卸汽車逐運至填傘筑面。案這種布例置方案熱，可使臘挖、裝都、運連鉗續(xù)進行押，簡化宋了施工國工藝，鴉提高了特機械化喂水平和循生產率游。4．奧采砂云船開食挖，身有軌礎機車艦運輸靈，轉修膠帶暈機（籠或自債卸汽甚車）潮上壩有軌機構車具有離機械結起構簡單癥、修配萍容易的皇優(yōu)點。萌當料場趕集中，座運輸量告大，運謹距較遠赴（大于10k以m）時噴，可厲用有級軌機雪車進約行水原平運男輸。里有軌桃機車忙運輸蜻的臨沿建工劃程量會大，宅設備妙投資夫較高套，對呆線路們坡度劑、轉藏彎半帶徑等博的要瓜求也除較高炊。有某軌機撤車不鍵能直絮接上藥壩，料在壩肝腳經悉卸料邊裝置取至膠辰帶機六或自葵卸汽燥車轉巨運上憂壩。壩料毛的開成挖運蠶輸方獸案很患多，籍但無脹論采涌用何嚇種方遼案，武都應暑結合能工程位施工麗的具生體條鬼件，砌提殼高機環(huán)械利工用率俊；減墓少壩過料的酸轉運協(xié)次數首；各廚種壩曠料鋪睜筑方百法及煙設備恰應盡蓋量一君致，絲式減少紙輔助批設施庭；充若分利柳用地帆形條紅件，鴨統(tǒng)籌梨規(guī)劃宴和布靈置。第三鄰節(jié)籃土石偷壩壩崗面作睜業(yè)一．壩夏面作業(yè)狠程序請看壩面填哥筑圖鋪土幼、平荒土灑委水、罰壓實貍、質贊檢刨剖毛靠工段萄數m，工序弟數n

1．工塘段數變與工代序數朱的關宗系m=n，工紡段數氧與工獵序數賺相等找，人撐、機秀、地舍不閑補；m>雨n，工鵝段數艙大于文工序咳數，歸人、題機不勾閑，靜地閑談；m<n，工撫段數撤小于柄工序驗數，饞人、沖機閑謊，地鑰不閑謀，流閘水作岸業(yè)不打能正掛常進羞行。2．擬乘定流排水作唇業(yè)程趨序昆①留擬定幣工序貿數目n

②擬定流分水作業(yè)炮單位時極間t（h）：t=α垃T/n飾T——一個班跡內有效毒工作時坑間，h/班；n——工序數跟；α——同一工里段各工級序循環(huán)始一次所付用的班鳳數，一固般1～1.5。③計算工去作段面呢積ω=q有t/h襪T

q——壩體跌填筑旱相應飾高程賣的松撫土上挺壩m3/班；h——每層攻鋪松掠土厚按度；鐘④落計剝算工由段數小目m=宏S/澤ω侍S——壩體俘相應濫高程妖的填慰筑面狡積m2二．卸壁料和平滴料通常養(yǎng)采用噴自卸犁汽車引、皮掏帶機畝卸料拖，由賽推土往機平克鋪成平要求棵的厚污度。自卸跪汽車蔬卸料卸料占方式湯：后才卸、抬底卸矛、側壞卸?？车仔蹲氖狡麎炣嚳蓜t邊行級駛邊變卸料探，但券不能像運輸親大粒點徑塊緊石或強漂石護；側載卸式饑汽車裂適用名于運灣輸反脹濾料貪及有訴固定標卸料席點的覆運輸巧。恩進占黎法卸鉆料，虛如圖汽車惹進占演法后退法蠅卸料，禽如圖汽車關后退浙法堆石退料三．壓句實方法1．注蹦意事民項儀防滲違土料煎的壓舍實方呀向應伙平行跌壩軸同線方迎向進憑行，話不得性垂直波于壩瓜軸線括方向股碾壓待，避益免局罵部漏號壓形塔成橫捧穿壩田體的什集中午滲流邪帶；柄碾姥壓機逆械行品駛的訓行與圣行之繁間必英須重黨疊20～30裹cm，以免謙漏壓；窄壩料洲分區(qū)之聽間的邊具界容易鍵形成漏伍壓的薄羨弱帶，眉必須注液意互相逝重疊碾懂壓。2．壓幸實方宋法第進退吵錯距漁法：喘碾壓睜長度汗一般40～100媽m，錯反距容李易保西證，烘獲得愛廣泛系采用始。疏轉圈貌套壓臥法：靈要求聰工作釣面積棚較大竊適用勁于均筋質壩副，生尸產效懷率高鬧，碾筋壓區(qū)厘兩端沾容易麗過壓紛，四絲式角漏積壓嚴煮重。蘇轉彎土半徑環(huán)小易懸造成黨剪切間破壞郊。3．判斷伍壓實效仆果

質排檢及現稼場壓實慶作業(yè)狀騎態(tài)分析踐現場叫壓實作隆業(yè)狀態(tài)臣分析：表①羊罵足碾在轉碾壓過揉程中，蒼只要土院料不發(fā)藥生側移途和被踢晃翻松，漿就應以丸較高的暑速度碾積壓，直夫到經幾沉次碾壓窩后，一居般滾筒先提高到惰離土面2～3cm，表描明土拐料壓斜實；方若不尿出現“升起”現象，煉表明土聾料未被它壓實，余其原因增可能是脆接觸應蘆力過大輸而產生啟了剪力幕破壞或該土料含錄水量過霸高。②氣胎碾咽壓時可裙根據輪免胎的陷祖入程度壯作大體敢的判斷六，輪胎體一點也刪沒有陷胸入土中度表示含努水量過毒低；過品分陷入貸表示含估水量過舌高或碾膜重過大脈。4.壓實機教械：羊耐足碾、焰氣胎碾掛、夯板股、震動碾請看檔錄像羊足碾、輪胎脆碾、震動碾四．結說合部位衣施工1．壩基凝結合面射對于多基礎部舅位的填淹土，一犧般用薄矮層、輕唇碾的方槳法，不拐允許用線重型夯美或重型舌碾?？凡煌鼗锘奶幒恚汗芒僬承愿酵?、礫掌質土壩手基，應年將其表輝層含水柴量調節(jié)彩至施工局含水量逮上限范欲圍，用哀與防滲粗土料相梅同的碾少壓參數型壓實，悟然后刨記毛深3～5c上m，再鋪胖土壓實克。②非粘倆性土偉地基盆應先扒壓實歐，再盯鋪第努一層斷土料答，含世水量徒為施湊工含柏水量地的上掏限，腳采用技輕型兔機械品碾壓銳，壓健實表耳面密稈度可勢略低仔于設迎計要架求。③巖基橡，應先欣把局部怖凹凸不薄平的巖計石修整千，封閉左巖基表器面節(jié)理填、裂縫嘗。若巖召基干燥兄可適當鄭灑水并負使用含翼水量略碧高的土寺料，巖拋基凹陷誦處應用伏人工填確土夯實多。

無吐論何種命壩基，藝當填筑丹厚度達2m后才斃可使閉用重管型機羽械。2．與岸脈坡及砼亭結合面久①傲填土前肉，先將找結合面決的污物尋沖洗，懷清除松提動巖石腔，在結迷合面上告灑水濕引潤，邊封涂刷一旋層厚約5c盛m的濃憶粘土貼漿或棋濃水那泥粘書土漿末或水械泥砂概漿，雜邊涂任刷邊據鋪土蘇邊碾狗壓；暴②苗防稈滲體飛與岸刑坡結再合處顧，寬慎度1.掉5～2.散0m范圍內潛或邊角臘處不得值使用羊渠角碾、賽夯板等渣重型機刺械，并情保證壩氣體碾壓旁搭接寬赴度1m以上；③混凝欣土齒蠟墻或袋壩下基埋管權兩側痕及頂醬部0.5誘m范圍友內填旗土，題必須噸用小慨型機攏具壓挑實；薦④抵岸績坡、移混凝囑土與與礫質辣土、豪摻合知土結幅合處該，應斷填1～2m寬塑性爹較高而號透水性漫低的土楊料，避駱免直接徒與粗料歇接觸。3．壩多體縱姐橫向廊接坡櫻及接浮縫細①制防滲英體及棋均質罵壩的粒橫向逐接坡連不應削陡于1:者3，高粘差不冷超過15冶m。均質白壩的縱孟向接縫請宜采用啟不同高他度的斜純坡和平風臺相間磚形式，咸坡度及臺平臺寬端度根據賢施工，橋并滿足饑穩(wěn)定要曬求，平緒臺高度你不大于15淺m。竭②催壩體欲接坡徑面可粥用推諸土機崗自上巧而下些削坡朵，適攜當保部留保惜護層③壩體施窄工臨時座設置的灶接縫因拍高差較問小，時對間短，聞沒有穩(wěn)熔定問題嚷，通常討高差不濾超過鋪弓土厚1～2倍為宜遲，分縫給在高程烘上應適店當錯開抱。五．凱反濾玩層施冬工土、共砂松太坡接愈觸平料起法1．先土累后砂脂法：如圖鉤，先填2～3層土預料，起壓實列時邊維緣留30～50廊cm寬松棵土帶玻，一肌次鋪蠶反濾盲料與些粘土極齊平嘆，壓拆實反濁濾料姥，并尋用氣惑胎碾喜壓實南土砂踢接縫體帶。醬此法菌易排土除壩仰面雨著水；沖因填解土料楊無側躲面限跑制，掩施工鏈中有耗超坡似，且離接縫徑處不妹便壓侍實。醋當反輛濾料永上壩躍強度輩趕不蜂上土慰料填評筑時形，可陜用此憲法。2．先墳砂后剪土法失：如館上圖迷先在唱反濾唉料設紛計線憑內用句反濾低料筑缺一小逆堤，較再填晶筑2～3層土懶料與洪反濾購料齊飲平，久然后擦壓實豆反濾賄料及奇土料懂接縫期帶。鑰此法頁填土狗料時泰有反意濾料枝作側亮限，特便于絡控制糠防滲哭土體椒邊線望，接扛縫處硬土料唯便于夢壓實享，宜語優(yōu)先晝用此乒法。壩面填她筑圖汽車進菜占法汽車后然退法堆石川料震動碾蘇圖先土咬后砂挎法第四節(jié)顯土石睜料壓實霧標準及鵲質量控便制一．土譯石料的悼壓實標狐準土料壓特實越好比，物理查力學性狂能指標賢越高，掉壩體填粱筑質量廚就越有繭保證。哄但土料西的過分都壓實會黨產生剪闊力破壞育又提高素了壓實咸費用。1．粘性親土料：伯壓實標迷準的指愛標為干料容重鋸、臥含水量往。2．非粘胸性土：革壓實標主準的指滴標為相獄對密度D，對訂于填征方，奴一級混建筑決物可地取0.疾7～0.歪75，二做級建情筑物指可取0.6率5～0.秩7。二．旺質量劫控制1．料遭場的課質量堂檢驗惠和控戒制：璃土質施情況酷、土黨塊大猴小、督雜質湊含量籌、