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類改造自然、建設社會的一種技術措施。水利水電工程中的土方工程在整體工程建設中，工程量和投資占有很大比重；就土方工程本身而言，種類繁多。按其工程類型分；有挖方（如渠道、基坑等）、填方（攔河壩、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、機械施工、爆破施工及水力機械施工等。對于工程數(shù)量大的大中型水利水電工程亦可采取綜合的施工方法。土方工程施工的特點是：工程量大，受外界干擾較多。例如：在高挖方中常遇到邊坡穩(wěn)定問題；在深挖方中常遇到地下水的困惑；氣候因素往往使工期緊張。還有土質的差異、地形的陡緩都給施工帶來諸多不利條件。應按實際情況，決定施工方法。水利水電工程土方施工的基本過程一般是挖掘、運輸、填筑三個主要工序，這是本章第一至三節(jié)講述的內容。2．1土的工程性質和分級從廣義的角度而言，土，包括土質土和巖石兩大類。由于開挖的難易程度不同，水利水電工程中沿用十六級分類法時，通常把前I～Ⅳ級叫土(即土質土)，后面V～XⅥ級都叫做巖石。2．1．1土的工程性質2．1．1．1土的顆粒分類根據(jù)土的顆粒級配，土可分為碎石類土、砂土和粘性土。按土的沉積年代，粘性土又可分為老粘性土，一般粘性土和新近沉積粘性土。按照土的顆粒大小分類，又可分為塊石、碎石、砂粒等，詳見表2—1。土的顆粒分類表2－1顆粒名稱粒徑/㎜顆粒名稱粒徑/㎜漂石或塊石＞200砂粒2.0～0.05卵石或碎石200～20粉粒0.05～0.005圓礫或角礫20～2.0粘粒＜0.0052．1．1．2土的松實關系自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開挖擾動之后，因土體變得松散而使體積增大，這種伯質叫做土的松散性，各種土的松散系數(shù)見相關表。當自然狀態(tài)的土挖松后，再經(jīng)過人工或機械的碾壓、振動，土可被壓實，鑼如：在填筑攔河壩時，從土區(qū)取1m3的自然方，經(jīng)過挖松運至壩體進行碾壓后6<實體方，就小于原1m在土方工程施工中，經(jīng)常有三種土方的名稱即：自然方、松方、實體方。它們之間有著密切的關系。1．土的體積關系土體在自然狀態(tài)下是由土粒(礦物顆粒)、水和氣體三相組成。當自然土體松動后，氣體體積(即孔隙)增大，當土粒數(shù)量不變，原自然土體積V自<松動后的土體積V松；當經(jīng)過碾壓或振動后，氣體被排出，則壓實后的土體V實<V自。三者之間的關系即：V實<V自<V松，V實為經(jīng)壓實后的實體方；V松為經(jīng)擾動后的松方。對于礫、卵石和爆破后的塊碎石，由于它們的塊度大或顆粒粗，可塑性遠小于土粒，因而它們的壓實方>自然方。單位體積土體的重量稱為容重。當1m32．自然方和壓實成品方的關系在土方工程施工中，設計工程量為壓實后的成品方，取料場的儲量是自然方。在計算壓實工程的備料量和運輸量時，應該將二者之間的關系考慮進去，并考慮施工過程中技術處理、要求以及其它不可避免的各種損耗。水利水電系統(tǒng)在多年施工實踐經(jīng)驗的基礎上，在(水利水電建筑工程預算定額)中，提出了壓實成品方與所需自然方的換算,該公式實踐性很強，綜合反映了土方施工中各方面的影響因素。式中綜合系數(shù)A考慮了施工中各種損失。它包括：壩上運輸、雨后清理、邊坡削坡、接縫削坡、施工沉陷、取土坑、試驗坑和不可避免的壓壞等損失因素。2．1．2土的工程分級土的工程分級按照十六級分類法，前四級稱為土。同一級土中各類土壤的特性有著很大的差異。例如堅硬粘土和含礫石粘土，前者含粘粒量(粒徑<0．005mm)在50％左右，而后者含礫石量在50％左右。它們雖都屬Ⅳ級土，但顆粒組成不同，開挖方法也不盡相同。在實際工程中，對土壤的特性及外界條件應在分級的基礎上，進行分析研究認真確定土的級別。2．2土方開挖和運輸土方開挖和運輸可分為人工挖、運和機械挖、運兩種類型。本節(jié)重點講述機械挖、運的施工方法。2．2．1人工土方開挖及運輸?shù)氖┕し椒?．2．1．1人工開挖人工開挖是較原始的施工方法，但在機械設備缺乏的小型農(nóng)田水利工程或大中型工程中的某些輔助工程還時有采用。它是以人力用鍬銑為工具，在開挖區(qū)按一定的施工程序，將土直接挖起裝筐(車)，抬運或用架子車運至棄土區(qū)。由于要求不同，所采用方法也各異。例如：人工挖渠(河)道，縱向較長，應分段施工。分段長度按工程實際情況確定。開挖順序應從下游段先行施工，向上游逐漸推進。每段開挖應從中心向兩側擴展，先深(中部預挖排水龍溝)后寬，分塊分層開挖。2．2．1．2人工運輸人工開挖土方其運輸配套設施應盡量采用革新機具或半機械化施工。1．人工挑、抬及獨輪車運輸，前者地面坡度不應陡于1：7～1：5；后者不應陡于1：9—1：12。2．架子車運輸，輕便靈活，每車容量約0．1—0．2m31km為宜；上壩運輸當坡度陡于1：10時，應用爬坡機牽引上坡。3．機動小型翻斗車運輸：翻斗車斗容0．5—1．0m32．2．2開挖機械的類型在水利水電工程中常用的挖土機械有挖掘機、鏟運機械等主要類型。挖掘機按I作機構的不同又分為單斗式和多斗式兩類。鏟運機械能綜合完成挖土、運土和鋪土等工作程序，它又分為拖式和自行式兩種。另外還有推土機、裝載機也是能連續(xù)挖運的一種機械。2．2．2．1單斗挖掘機單斗式挖掘機是僅有一個鏟土斗的挖掘機械，由行走裝置、動力裝置和工作裝置三大部分組成。行走裝置有履帶式或輪胎式。常用的為履帶式，它對地面的單位壓力小，可在較軟的地面上開行，但轉移速度慢。動力裝置有電動和內燃機兩類，常用的為電動的，其效率高，操縱方便，但需要有電源。工作裝置有正向鏟、反向鏟、拉鏟和抓鏟四類，前兩類應用較廣。工作裝置可用鋼索操縱或液壓操縱。大、中型正向鏟一般是鋼索操縱的，小型正向鏟和反向鏟已趨向液壓操縱。液壓操縱的挖掘機結構緊湊、重量輕、傳動平穩(wěn)、操縱靈活、工作效率高、使用可靠。挖土機的每一工作循環(huán)包括挖掘、回轉、卸土和返回四個過程。它的生產(chǎn)率主要決定于每斗的鏟土量和每斗作業(yè)的延續(xù)時間。為了提高挖土機的生產(chǎn)率，除了工作面(指挖土機挖土時的工作空間，也稱為掌子面)高度必須滿足一次鏟土能裝滿土斗的要求之外，還要考慮開挖方式和與運土機械的配合問題，應盡量減少回轉角度，縮短每個循環(huán)的延續(xù)時間。2．單斗反向鏟挖掘機目前常用的多是液壓反鏟。液壓反鏟最適于開挖停機面以下的土方，如基坑、渠道、管溝等的土方，但也可開挖停機面以上的土方，因此應用日益廣泛。反鏟的穩(wěn)定性及鏟土力均較正鏟為小，適合挖I～Ⅱ類土，硬土須預松。一般砂礫石料開采也常用到反鏟挖掘機。常用反鏟的斗容量有0．5m3、1．0m3、1．6m3等數(shù)種，大的已超過3m’，最大挖土深度由4m至6．8m3．單斗挖掘機生產(chǎn)率計算施工機械的生產(chǎn)率是指它在一定時間內和一定條件下，能夠完成的工程量。生產(chǎn)率可分為理論生產(chǎn)率、技術生產(chǎn)率和實用生產(chǎn)率。實用生產(chǎn)率是考慮了在生產(chǎn)中各種不可避免的停歇時間(如加燃料、換班、中間休息……等)之后，所能達到的實際生產(chǎn)率。2．2．2．2鏟運機械水利水電工程中常用的兼有鏟土和運土功能的機械有鏟運機、裝載機和推土機。1．鏟運機鏟運機是一種能連續(xù)完成鏟土、運土、卸土、鋪土和平土等施工工序的綜合土方機械，其生產(chǎn)率高、運轉費用低，適于平整大面積場地、開挖大型基坑、河渠、填筑堤壩和路基等。按行走裝置和方式的不同，可分為輪胎自行式和履帶拖拉式兩種，自行式的切土力較小，裝滿鏟斗所需的鏟土長度較大，但行駛速度快，運距在800～1500m時生產(chǎn)效率較高；拖拉式的切土力較大，所需的鏟土長度較短，但行駛速度慢，運距在250～350m時生產(chǎn)效率較高。常用的國產(chǎn)鏟運機的斗容量有2.5m3、6m3、7m3、15m3等數(shù)種。鏟運機的生產(chǎn)率主要決定于鏟斗裝土容量及鏟土、運土、卸土和回程的工作循環(huán)時間。為了提高鏟運機的生產(chǎn)率，可采取下坡取土、推土機助鏟、用裂土機預松硬土等方法，以加大鏟土力、減少鏟土阻力、縮短裝土時間。選擇合理的開行路線，如環(huán)形和“8”字形路線，可以縮短空程時間。2.裝載機裝載機是一種挖、裝、運連續(xù)作業(yè)，高效率的機械設備(圖2—9)。輪胎式裝載機行走靈活，轉運快。這種機械適用于松散土、輕質土、基坑清淤以及無地下水影響的河渠開挖。挖出的土方可直接卸于兩側或外運，其運距以不超過150m為宜。另外還適用于砂礫料的采挖及零星材料的挖裝及短距離的搬運。斗容有0．5m3、1m3、1．5m3、2m3、3．推土機推土機是在履帶式拖拉機上安裝推土刀等工作裝置而成的一種鏟運機械。主要用于平整場地，開挖寬淺渠道等，還可用于推平其它機械卸置的土堆，拖拉其它無動力的機械。推土機適用于推I～Ⅲ類土，其距離宜在100m以內。運距30～50m時生產(chǎn)率較高。2．2．2．3多斗挖掘機多斗挖掘機是一種連續(xù)工作的挖掘機。它可分為斗輪挖掘機以及水上和陸上多斗挖掘機。1．斗輪挖掘機它的斗輪是裝在可俯仰的臂桿上，斗輪上裝有7～8個鏟斗。當斗輪轉動時，即行挖土，當鏟斗轉到最高位置時，借土料自重，經(jīng)溜槽卸至皮帶機，然后再卸至棄土堆或運輸工具上。它的主要特點是斗輪轉速較快，連續(xù)作業(yè)，臂桿的傾角可以改變，挖掘機上部結構安裝在轉臺上，可作3600旋轉，因此，這種挖掘機的生產(chǎn)率高。能開挖停機坪以上的土方。斗輪挖掘機在大量土方開挖工程中運用。但是在與運輸工具配套使用時，機群的作業(yè)效率將有所降低。2．多斗挖掘機有水上和陸上兩類。采砂船等水上多斗挖掘機可開采水下土方、砂礫石及清淤等；陸上多斗挖掘機有側向開挖和縱向開挖兩種，前者可用于渠道的開挖和清淤，后者可連續(xù)開挖不深的直立溝槽，用于截水墻、管溝開挖等工程。這類挖掘機可就地卸土或裝車外運，但開挖前需要平整地面，以便機械開行。2．2，2．4挖掘機械開挖方法單斗正鏟挖掘機開挖，用自卸汽車運輸是最常用的一種機械配套施工法。由于汽車運輸靈活性很大，所以用挖掘機開采的裝料面也比較靈活。挖掘機一般都采用立面開采，對于開采粘性土時宜使汽車行駛路面與挖掘機開挖底面約在同一高程上，并使底面向外傾斜約1％～2％的坡度，以便排除雨水，雨后盡快復工。對于砂礫料則不必設此措施。由于料場地形各異，開挖土層的高度不可能和挖掘要求的最佳掌子面高度相吻合?？刹扇∫恍┐胧┦拐谱用娓叨却笥谧罴迅叨取＠缬行┕こ逃?立方米挖掘機開挖粘性土時，其掌子面最大高度可達8m左右；這應根據(jù)土的性質不同而異。對于粘性土，挖掘機易切人士體。由于粘結力的關系，最佳掌子面的上部可超挖一定高度，往往形成一個反坡額頭，因粘結力的作用，可使土體有一定的自立時間，但應及時處理，以免造成塌方，危及安全。自立時間隨土的性質而異。一般情況下，可利用交接班的時間，采取放炮削除“反坡額頭”，供下一班挖料裝車。對于砂礫料，若臨時邊坡較陡，可采用放炮配合開挖。一般是在掌子面的下部用人工掏炮眼。由于砂礫料已爆松，可提高挖掘機效率。采用此法開挖可減少汽車的爬坡，減少料場臨時道路。但這種方法僅適合于無軌運輸。2．2．3機械運輸水利水電工程土方運輸?shù)奶攸c是：運輸線路多是臨時的，變化比較大；幾乎都是重車運料、空車回轉的單向運輸；運輸距離比較短；運輸量大和運輸強度較高。機械運輸土方的類型可分為：無軌運輸、有軌運輸、帶式運輸以及架空索道運輸?shù)人念悺?．2．3．1無軌運輸在我國水利水電工程施工中，汽車運輸因其操縱靈活，機動性大，能適應各種復雜的地形，已成為最廣泛采用的運輸工具。土方運輸一般采用自卸汽車。目前常用的車型有：上海、黃河、交通和小松、佩爾利尼、韋勃克等。隨著施工機械化水平的不斷提高，工程規(guī)模愈來愈大，國內外都傾向于采用大噸位重型和超重型自卸汽車。其載重量可達60～100t以上。對于車型的選擇，自卸汽車車廂容量，應與裝車機械斗容相匹配。一般自卸汽車容量應為挖裝機械斗容的3～5倍較適合。汽車容量太大，其生產(chǎn)率降低，反之挖裝機械生產(chǎn)率減少。對于施工道路，要求質量優(yōu)良。加強經(jīng)常性養(yǎng)護，可提高汽車運輸能力和延長汽車使用年限；汽車道路的路面應按工程需要而定，一般多為泥結碎石路面，運輸量及強度大的可采用混凝土路面。對于運輸線路的布置，一般是雙線式和環(huán)形式，應依據(jù)施工條件，地形條件等具體情況確定，但必須滿足運輸量的要求。2．2．3．2有軌運輸水利水電工程施工中所用的有軌運輸，除巨型工程以外，其它工程均為窄軌鐵路。窄軌鐵路的軌距有1000、762、610mm幾種。軌距1000mm和762mm窄軌鐵路的鋼軌重量為11～18kg／m，其上可行駛3、6、15m3可傾翻的車箱，用機車牽引。軌距610mm的鋼軌重量為8kg／m，其上可行駛0．6～1．5m3可傾翻的鐵斗車，可用人力推運或電瓶車牽引。鐵路運輸?shù)木€路布置方式，有單線式、單線帶岔道式、雙線式和環(huán)形式四種。線路布置及車型應根據(jù)工程量的大小、運輸強度、運距遠近以及當?shù)氐匦螚l件來選定。需要指出的是，隨著大噸位汽車的發(fā)展和機械化水平的提高，目前國內水電工程一般多采用無軌運輸方式，僅在一些有特殊條件限制的情況才考慮采用有軌運輸(如小斷面隧洞開挖運輸)。若選用有軌運輸，為確保施工安全，工人只許推車不許拉車，兩車前后應保持一定的距離：當坡度小于0．5％的下坡道時，不得小于l0m；當坡度大于0．5％的下坡或車速大于3m／s時，不得小于30m。每一個工人在乎直的軌道上只能推運重車一輛。2．2．3．3帶式運輸帶式運輸機是一種連續(xù)式的運輸設備，生產(chǎn)率高，機身結構簡單、輕便，造價低廉?？勺魉竭\輸，也可作斜坡運輸，而且可以轉向任何方向；在運輸途中任何地點都可以卸料。適用：于地形復雜、坡度較大，特別適用于運輸大量的粒狀材料。帶式運輸機是由膠帶(俗稱皮帶)、兩端的鼓筒、承托帶條的輥軸、拉緊裝置、機架和喂料、卸料設備等部分組成。按照運輸機能否移動，可分為固定式和移動式兩種。固定式帶式運輸機，沒有行走裝置，多用于運距較遠且線路固定的情況。移動式帶式運輸機長5～15m，裝有輪子，移動方便，常用在需經(jīng)常移動的短距離的運輸。2．2．3．4索道運輸索道運輸是一種架空式的運輸。在地形崎嶇復雜的地區(qū)，用支塔架立起空中索道，運料斗沿索道運送土料、砂石料等。2．3土料壓實2．3．1土料壓實的基本理論填筑土料的自身穩(wěn)定主要靠土料內部的阻力(內摩擦力和凝聚力)來維持。土料的內部阻力以及土料的防滲性能都是隨填土的密實度增大而提高的。由于土料壓實的結果，可以使土堤(壩)的設計邊坡加陡，從而降低工程投資，加快施工進度。土是三相體。通常土粒和水是不可壓縮的。所以土料壓實的實質就是將水包裹的土粒擠壓填充到土粒間的空隙里，使土料的空隙率減少，密實度提高。顯然土料壓實的過程，就是在外力作用下土料三相重新組合的過程。土料壓實的水膜理論，將土料的性質、含水量、壓實功能對壓實效果的影響提供了深刻的說明，并揭示了三者的內在聯(lián)系和規(guī)律。該理論認為土料中的水呈兩種狀態(tài)：一種是自由水，另一種是包裹在土粒表面的彈性水膜。由于土粒表面的物理化學電分子力的作用，使彈性水膜具有粘滯性、抗剪性和彈性極限。這層水膜愈薄這些特性愈顯著。隨著水膜的增厚土粒表面的電分子力的控制作用減弱，從而使這些性能迅速喪失。當水膜增加到某一厚度，它的抗剪性降低到零。這個厚度以外的水不受束縛，稱為自由水。這個厚度內的水，因受土粒表面電分子力的束縛，故稱束縛水。土料壓實過程中，只有自由水才產(chǎn)生潤滑作用。而受束縛的彈性水膜具有抗剪性，構成土粒間相互位移的阻力?；谶@一理論，不難解釋含水量對不同土料壓實特性的影響。粘性土料中含水量越小則彈性水膜越薄，土粒表面電分子力的控制作用越大，土料的抗剪性能越強，壓實所需的功能愈大，即愈不容易壓實。當彈性水膜的厚度逐步增加到土料的抗剪能力趨近于零時，耗費最小的壓實功能就能達到最大的壓實密度。這時土料的含水量就稱為最優(yōu)含水量。超過此含水量，土料逐漸飽和，自由水增多，電分子力的束縛作用消失，土粒間的粘結力和摩擦力也逐步消失。土粒因無束縛而滑跑，即產(chǎn)生塑流現(xiàn)象。這時壓實外力直接作用在自由水上，不能全部傳遞給土粒，難以發(fā)揮有效的壓實作用，即產(chǎn)生中和壓力。壓實功能消耗很大，卻得不到較好的壓實效果。圖2—13所示是粘性土料壓實于容重和含水量關系曲線，由圖可見，開始時土料的干容重隨含水量的增大而增大。當含水量增大到某一臨界值時，干容重達到最大。當超過這一臨界含水量，干容量反而減小。在壓實功能一定的情況下，與土料最大干容重對應的含水量為相應壓實功能的最優(yōu)含水量。同時也說明土料的最優(yōu)含水量隨壓實功能的大小而異，壓實功能增加，相應的最優(yōu)含水量減小。實驗中以標準擊實次數(shù)、施工中用碾重和碾壓遍數(shù)來反映壓實功能。對于非粘性土，由于土粒較粗，單位土體土粒表面面積比粘性土小得多，因此土粒表面束縛水的電分子力的影響也小得多。故其粘結力較土粒間的摩擦力要小得多。由于顆粒粗而不均勻，孔隙率比粘性土小，壓縮性和膨脹性都不大。由于土粒表面電分子力弱，易于排水固結。這就不難解釋非粘性土的容重常大于粘性土。在消耗相同壓實功能的情況下，非粘性土能獲得更大的密實度。施工中非粘性土的干容重超過2t／m3是常見的，而粘性土要達到1．8t／m3也較困難。2．3．2土料的壓實當土料由料場經(jīng)過挖、運送到填筑面上以后，其施工程序包括基本作業(yè)和輔助作業(yè)?；咀鳂I(yè)為卸料、平料、壓實；輔助作業(yè)為質量檢查、刨毛、灑水、清理表面和接縫處理等。2．3．2．1鋪料鋪料包括卸料和平料兩道工序。選擇鋪料方法主要考慮兩個因素。一是鋪土層厚要均勻，二是對已壓實合格的土料不產(chǎn)生剪力破壞。對于有防滲要求的粘性土，鋪料時一般多用自卸汽車卸料配推土機平料。為避免土體剪力破壞，必須采用進占法卸料鋪土。所謂進占法，主要是要求載重汽車在剛鋪好的松土上行駛、卸料，并應避免所有的載重車行駛在同一條車道上。由于碾壓工具決定了粘性土的鋪土厚度一般較薄，而推土機平土很容易產(chǎn)生鋪土厚度不均，造成局部虛土層的質量事故。解決這一關鍵環(huán)節(jié)的措施，首先是要推土機的馬力與汽車載重噸位相配合，以便做到隨卸料、隨散料、不積壓；按方上料，根據(jù)每一填土區(qū)的面積和計劃鋪土厚度算出需卸料車數(shù)，并根據(jù)估算的每車土料所控制的面積，在填筑面上均勻卸料；推土機平料過程中應及時檢查鋪土厚度，發(fā)現(xiàn)厚薄不均的部位應及時處理。另外在岸坡、搭接等部位，應輔以人工仔細平土。對于無粘性砂礫料的鋪料方法也多用自卸汽車卸料配推土機平料。由于砂粒料的粒徑一般較小，推土機很容易在松料堆上平土，因此可采用常規(guī)的后退法卸料、鋪料。砂礫料中含有特大粒徑的蠻石(如0．5～1．0m)時，應清除至填筑體以外，以免局部松散甚至空洞，造成隱患。當采用鏟運機鋪料時，鏟運機平行于壩軸線依次卸料，從填筑面邊緣逐行向內鋪料，鋪設到填筑面中心線(約一半寬度)后，鏟運機反向運行，從另一半靠中心線已鋪土料逐行向填筑面的另一半的外緣鋪料?？諜C從剛填好的松土層上返回取土區(qū)。2．3．2．2壓實壓實工序是土工建筑物填筑的關鍵和施工中的核心。當完成鋪料工序后，即可開始壓實(或稱碾壓)。壓實方法與填筑部位、土料性質、碾壓機械的類型等有關，現(xiàn)介紹幾種土料的壓實方法。1．粘性土的壓實粘性土的壓實通常采用羊足碾、凸塊碾、氣胎碾和夯板等機械。前幾種屬碾壓式機械，實用于大面積的碾壓部位。而夯板屬于沖擊式，在壓實粘性土中多用于邊、角等小范圍部位。兩種互補不足。羊足碾、凸塊碾、汽胎碾可采取轉圈套壓法或進退錯距法。(1)轉圈套壓法：為單向開行，在工作段兩端不停車，在機械轉向的碾壓部位產(chǎn)生重壓過多，而四角又產(chǎn)生嚴重的漏壓，質量難以保證。(2)進退錯距法：操作簡便；碾壓作業(yè)和鋪土、質量檢查等工序容易協(xié)調，便于分段流水作業(yè)，錯距容易掌握，壓實質量容易保證。這種方法使用比較廣泛。碾壓段長度，按工程實際情況而定，一般取40m，最長可達到100m。采用進退錯距的開行方式時，由于碾壓的起始和終了的部位，按正常的錯距法壓不到要求的遍數(shù)，為避免漏壓現(xiàn)象，在碾壓帶的兩側先往復壓夠遍數(shù)后，再進行錯距碾壓。當分段碾壓時，相鄰兩段(應設立標志，以便分區(qū))交界帶碾跡應彼此重疊，順碾壓方向不得小于0．3～0．5m。當碾壓兩岸接坡或分縫處時，必須有專人指揮，保證必要的搭接寬度，防止漏壓和損壞邊坡。(3)夯板夯實法：用打夯機夯實時，需嚴格控制含水量、鋪土厚度、落距和套夯。當用夯板夯實粘粒含量高達40％以上的粘土或粉質粘土時，應特別注意夯實從一個方向有秩序的進行，以便使土體中的氣體順利排出。2．礫質土的壓實礫質土的碾壓設備以氣胎碾、羊足碾和夯板為宜。尤以氣胎碾最優(yōu)。當?shù)[質土含礫石量高達50％左右時，羊足碾則不適合。夯板最適宜于夯實礫質土壩殼。其壓實方法與粘性土相同。3．堆石、砂礫料的壓實對于堆石、砂礫料等無粘性土的壓實，可采用振動碾、夯板，尤其是重型振動碾，當砂礫料充分灑水的情況下，能達到很高的相對密度。對于壓實標準要求較低的砂礫料，也可用氣胎碾、拖拉機履帶來壓實，但鋪料厚度只能達30～40cm。對于堆石的壓實，宜采用重型振動碾壓實。其施工方法簡單，一般采用前進后退碾壓法。國內外的施工經(jīng)驗，堆石的碾壓遍數(shù)一般為4—6遍。另外人工夯實多應用在小型農(nóng)田水利工程土方填筑上。人工夯種類繁多，如石滾夯等。在夯擊時，均采用連環(huán)套打法；2．3．2．3土料壓實的輔助作業(yè)1．填土結合層面的刨毛處理當使用平碾、氣胎碾等機械時，填土面將形成光滑的表面。鋪土前必須刨毛1～2cm深。2．填筑面土料含水量的調整調整含水量一般應在料場進行，但當填筑面的土料含水量小于碾壓施工含水量2％左右時，可在填筑面上直接用灑水汽車灑水。加水后的土料一般應用圓盤耙或三鏵犁使其摻合均勻。當土料的含水量大于施工控制含水量的上限1％時，碾壓前可用圓盤耙或、三鏵犁在填筑面翻曬，以降低土料的含水量。3．填筑體接縫處理填筑體的橫向接縫之接合坡度不應陡于1：3。接縫坡度應自上而下削坡，削坡合格后，要控制含水量使其為施工含水量范圍的上限。4．質量檢查在填筑過程中，應對鋪土厚度，土塊大小、含水量、干容重與壓實層結合情況等進行檢查，看是否符合要求。2．3．3壓實機械及其選擇土工建筑物填筑的施工，歷來都是采取分層壓實的方法?，F(xiàn)將幾種常用的壓實機械及其選擇分述如下：2．3．3．1羊足碾羊足碾的碾壓滾筒設有交錯排列的羊足，在滾筒的側面設有加載孔，加載量根據(jù)設計需要確定。加載物料可以是鑄鐵塊也可以是砂礫石。滾筒用框架支撐，與牽引的拖拉機用杠轅相連。在國內外土工建筑物粘性上填筑時，廣泛采用羊足碾壓實。另外在壓實過程中羊足對表土還有翻松的作用，無需刨毛就能保證土料層間的良好結合。用羊足碾壓實非粘性土，由于羊足插入土后，其周圍產(chǎn)生的擠壓力會使非粘性土粒產(chǎn)生強烈的移動，而當羊足出土時形成翻松現(xiàn)象，達不到較好的壓實效果。因此，用羊足碾壓實非粘性土是不適宜的。2．3．3．2氣胎碾氣胎碾分單軸和雙軸面種。單軸的主要構造是由裝載荷重的金屬車箱和裝在軸上的4～6個氣胎組成。碾壓時在金屬車箱內加載并同時將氣胎充氣至設計壓力。氣胎碾壓實的最大特點，就是它能夠改變輪胎的充氣壓戶來調節(jié)接觸應力，以適應壓實不同性質土料的要求。所以氣胎碾既適于壓實粘性土，也適于壓實非粘性土。2．3．3．3振動碾振動碾是一種振動和碾壓相結合的壓實機械，它是由柴油機帶動與機身相連的軸旋轉，使裝在軸上的偏心塊也旋轉，迫使碾滾產(chǎn)生高頻振動。振動在土石料壓實中，起著重要的作用。因為土石料在周期性的振動力作用下，其顆粒也隨之振動，同時顆粒之間摩阻力迅速降低，產(chǎn)生強烈的相對位移，并在顆粒自重和碾重的作用下，使土石料得到壓實。振動碾壓實土料的厚度，不僅取決于振動碾的自重，而且與振動力有關。一般其振動力為碾重的1—4倍，平均約為2．5倍。目前重型振動碾的壓實厚度已超過1m以上。振動碾結構簡單，制作方便，成本較低、生產(chǎn)率高是壓實非粘性土石料的高效壓實機械。2．3．3．4夯實機械夯實機械是借助于夯體下落的動能來壓實土料的，它有大型夯和小型夯兩種。夯實機械可用以夯實粘性土和非粘性土。用夯實機械壓實土料的特點：大型夯能夠夯實較厚的土料層，需要的工作面較小；小型夯能夠夯實碾壓機械不能壓到的邊角和接頭部位。2．3．3．5壓實機械的選擇壓實機械的選擇一般應通過野外碾壓試驗來確定。在初步選擇時應考慮以下原則：1．應以現(xiàn)實已有的壓實機械為基礎，不能片面追求大、洋、全的設施，否則會造成不應有的困難。2．按設計標準和施工要求選擇壓實機械。3．根據(jù)填筑土料的性質來選擇壓實機械。如粘性土宜用羊足碾、振動凸塊碾、氣胎碾或夯板來壓實；礫質土宜用氣胎碾、夯板壓實；堆石宜用重型振動碾壓實；對于塊徑較小的堆石、砂礫料可用振動碾、夯板壓實。4．按土料含水量來選擇壓實機械。對于含水量高于最優(yōu)含水量1％一2％的土料，宜用氣胎碾壓實；低于最優(yōu)含水量的重粘性土、硬粘性土，宜用重型羊足碾、重型夯板壓實；當含水量很高，只能采用輕型平碾壓實。5．當施工強度較大時，應優(yōu)先考慮工效高、壓實遍數(shù)少的氣胎碾、振動碾作為壓實機具。6．當施工場面較狹小時，如建筑物的接觸帶周圍、邊角、拐角等，只能用小型夯進行夯實。2．3．4壓實標準與壓實參數(shù)2．3．4．1壓實標準土石壩的壓實標準是根據(jù)設計要求通過試驗提出來的。對粘性土以干容重來控制，對非粘性土以土料的相對密度D來控制?？刂茦藴孰S建筑物的等級不同而異。近些年來由于震動碾壓機械的普遍采用，使壩體相對密度值大為提高。對于一級建筑物的填方可取D=0．7～0．75；對于二級建筑物可取D=0．65～0．70。在施工現(xiàn)場用相對密度來進行施工質量控制不夠方便，故通常將相對密度換算成干容重作為現(xiàn)場質量控制的依據(jù)。yd亦應按不同礫石含量，分別確定不同標準。其換算公式為：式中：rt——土料極松散時的干容重，t／m3；r2——土料極緊密時的干容重，t／m3；·D——土料的相對密度；rd——與土料相對密度D對應的干容重，t／m3。2．3．4．2壓實參數(shù)的確定當初步確定壓實機械類型后，還應進一步確定影響壓實效果、施工進度、工程成本的各種壓實參數(shù)，作為指導現(xiàn)場施工的依據(jù)。若已初步確定使用碾壓機械，則須確定碾重、鋪土厚度、碾壓遍數(shù)；若已初步確定采用夯擊機械，則須確定夯板的重量和尺寸、落高、鋪土厚度及相應的夯擊遍數(shù)。所有這些壓實參數(shù)又是互相制約、互相依存的。要使土料達到壓實標準，在施工之前，必須進行符合實際的現(xiàn)場碾壓試驗，以最小的碾壓功能，果獲得最大的壓實密度，提高壓實質量?，F(xiàn)場碾壓試驗方法町參考有關資料。2．4土石壩施工土石壩是一種充分利用當?shù)夭牧系膲涡?。土石壩工程施工方法可分為下述幾種：(1)干填碾壓式土石壩，壩料薄層鋪填壓實，是國內外目前廣泛采用的一種施工方法，本節(jié)將著重加以論述；(2)拋填式堆石壩，壩體堆石厚層高空拋填，輔以高壓水沖實；(3)定向爆破堆石壩；(4)水力沖填壩，分自流式水力沖填壩(即水墜壩)和壓力管道輸泥填壩兩種；(5)水中填土壩；(6)砌石壩，使用條(塊)石砌筑而成。土石壩施工有以下特點：筑壩料物就地取材，工程量大，施工強度高，施工場內運輸量大，導流標準高，水文氣象因素影響大，根據(jù)筑壩材料確定施工參數(shù)。土石壩的施工程序，包括以下幾個過程：(1)施工準備；(2)施工導流；(3)地基開挖及地基處理；(4)壩體施工；(5)安裝工程；(6)工程驗收。壩體施工方案是本節(jié)介紹的重點內容。土石壩施工期間壩體攔洪和渡汛安全問題十分突出，應認真研究土石壩工程的施工程序，壩體攔洪高程與攔洪日期，壩體施工分期與施工方法，進而確定施工控制進度。詳見第1章施工導流的有關內容。2．4．1土石料場規(guī)劃土石壩用料量很大，筑壩材料料場是土石壩的“糧倉”。在壩型選擇階段就應對土石料場進行全面調查，施工前配合施工組織設計，要對料場作深入勘測，并從空間、時間、質與量諸方面進行全面規(guī)劃，以確保工程質量，節(jié)約投資，按期完工。2．4．1．1料場規(guī)劃原則土石壩施工，通常要在較短的時期內，按照施工分期和質量要求，將大量的各種壩料有計劃，有次序地開采出來，運輸并填筑到壩體的不同部位。這就必須認真做好料場的使用規(guī)劃，其基本原則如下：(1)就地就近取材優(yōu)先選用距壩較近，采運條件好，覆蓋層剝離最小，施工干擾小的料場；盡可能做到高料高用，低料低用；上游料場用于上游壩體，下游料場用于下游壩體，盡量避免橫穿壩體和交叉運輸。(2)少占耕地充分利用代替料盡量少占耕地，多用庫內淹沒區(qū)的料場；充分利用其它水工建筑物地基開挖的石渣，盡可能使其直接上壩填筑，必要時可在壩址附近設置加工廠和堆料場地；對于浸潤線以上的下游壩殼部分，在滿足質量要求情況下，可采用加工后的余料和其他代替料。規(guī)劃料場的實際可開采總量，應考慮料場的調查勘探精度、料場天然密度與壩面壓實密度的差值，以及料場開采、加工、運輸、雨后壩面清理、壩面返工及削坡等各種損失量，按有關規(guī)程規(guī)定留有足夠的儲備。實際可采總量與壩體填筑量之比一般為：土為2～2．5；砂礫料1．5—2；水下砂石料2—2．5；石料1．2—1．5；反濾料應根據(jù)篩后有效方量確定，一般不宜小于3。(3)選擇主料場應選擇場地寬闊，料層厚、儲量集中，質量好的大料場作為施工的主料場；另外選擇一些比較分散的料場，作為備用或輔助料場。備用料場與主料場的儲量之比一般為0．2～0．3。(4)規(guī)劃料場使用程序采用河灘料場或低階地料場，應考慮施工期河水位與流量的變化，以及由于導流而使上游水位升高的影響；使用壩前材料要特別注意不得破壞上游天然鋪蓋和影響上壩道路；有計劃地預留一部分較近的料場，供合龍段及攔洪渡汛施工高峰強度時使用。依據(jù)規(guī)劃程序可做出壩體填筑平衡圖。(5)合理安排反濾料加工反濾料一般多在天然料場篩選。如難以找到合適的天然料場時，經(jīng)過技術經(jīng)濟論證，可采用人工砂石。料場規(guī)劃時應考慮加工，儲存及棄料場地。(6)爆破工作面規(guī)劃與料場道路規(guī)劃結合進行，并應滿足不同施工時段填筑強度需要。2．4．1．2筑壩材料選擇及計算方法筑壩材料應達到質量技術要求。料場質與量的規(guī)劃，是料場規(guī)劃最基本的要求，也是決定料場取舍的重要因素。在選擇和規(guī)劃使用料場時，應對料場的地質成因，產(chǎn)狀、埋深，儲量以及各種物理力學指標進行全面勘探和試驗?？碧骄葢S設計深度加深而提高。在施工組織設計中，進行用料規(guī)劃，不僅應使料場總儲量滿足壩體總方量的要求，而且應滿足施工各個階段最大上壩強度的要求。儲量計算時，應在固定范圍內，計算其有用層的總儲量和上覆無用層及夾層的體積，并分區(qū)、分層，分水上、水下和分級進行計算。儲量計算方法常用平均厚度法、平行斷面法和三角形法。在應用中，應根據(jù)產(chǎn)地地形、巖層結構、勘察級別和勘探點布置情況選擇一種計算方法，一般還應同時另取一種方法加以校核計算。2．4．2土石壩的綜合機械化施工土石壩施工挖、運、填等各道工序均由互相匹配的具有獨特功能的工程機械來完成，構成“一條龍”的生產(chǎn)工藝流程，即為土石壩的綜合機械化施工。2．4．2．1綜合機械化施工的基本原則土石壩工程量巨大，挖、運、填、壓等多個工藝環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣。提高勞動生產(chǎn)率，改善工程質量，降低工程成本有效措施是采用綜合機械化施工，一般應以壩面作業(yè)為主體進行組合配套，并遵循如下基本原則：(1)適應工地條件，符合設計和施工要求，所選機械的技術性能應適合工作的性質、施工對象的土質、施工場地大小和料場運距遠近等施工條件，充分發(fā)揮主要機械的效率，保證施工質量；所選配套機械的綜合生產(chǎn)能力，應滿足施工強度的要求。(2)所選機械應是技術先進，生產(chǎn)效率高，操作靈活，機動性高，運行安全，耐久可靠，結構簡單，易于檢修和改裝，防護設備齊全，廢氣噪音得到控制，環(huán)保性能好。(3)注意經(jīng)濟效益，所選機械的購置和運轉費用少，易于獲得零配件，便于維修、保養(yǎng)、管理和調度，勞動量和能源消耗低，并通過技術經(jīng)濟比較，優(yōu)選出單位土石方的成本最低的機械化施工方案。(4)通用性強，能承擔先后施工的工程項目，設備利用率高，且類型比較單一，并優(yōu)先選用成批生產(chǎn)的國產(chǎn)機械；必須選用國外機械設備時，所選機械的國別，型號和廠家應盡量少一些，配件供應要有保證。(5)應注意各工序所用機械的配套成龍，一般要使后續(xù)機械的生產(chǎn)能力略大于先頭機械的生產(chǎn)能力，運輸機械略大于挖掘裝載機械的生產(chǎn)能力，充分發(fā)揮主要機械和費用高的機械的生產(chǎn)潛力。(6)應從采料工作面，回車場地，路橋等級，卸料位置，壩面條件等方面創(chuàng)造相適應的條件，以便充分發(fā)揮挖、運、填、壓各種機械的效能。(7)運輸?shù)缆芬?guī)劃與使用，應根據(jù)運輸機械類型、車輛噸級及行車密度進行，以保持設備較高的完好率和出勤率。2．4．2．2施工機械化方案選擇步驟和方法1．分析施工過程土石壩填筑綜合機械化施工過程包括準備工作、基本工作和輔助工作。(1)準備工作：如清除料場覆蓋、基坑排水、基坑開挖、巖基清理和修筑道路等工作，是在基本工作之前進行的。(2)基本工作：包括土石料的挖掘、裝載、運輸、卸散、平整和壓實等工序，是完成工程本身的工作。(3)輔助工作：是配合基本工作進行的工作，包括翻松硬土、曬土、灑水、廢料清除和維修道路等工作。2．擬定施工方案和選擇施工機械土石壩填筑施工的機械設備，一般均有多種方案可供選擇。應擬定出各種可能的施工方案進行技術經(jīng)濟比較，以選出經(jīng)濟合理的最優(yōu)方案。在擬定施工方案時，首先應研究完成基本工作的主要機械，按照施工條件和工作面參數(shù)選擇主要機械，然后根據(jù)主要機械的生產(chǎn)能力和性能參數(shù)再選用與其配套的機械。準備工作和輔助工作則根據(jù)施工條件和進度的不同另行選用機械，或利用基本工作的機械。選擇施工機械時，可參考類似工程的施工經(jīng)驗和有關機械手冊。選擇施工機械時，還應考慮以下因素：(1)根據(jù)作業(yè)內容選擇機械：根據(jù)土石壩填筑作業(yè)內容所配置的各種機械化施工方案。有些方案中既包括主要機械，也包括與之配套的機械，因而能綜合完成多道工序。(2)根據(jù)壩料類別選擇機械。(3)根據(jù)運距和道路條件選擇機械。(a)履帶式推土機的推運距離為15—30m時，可獲得最大的生產(chǎn)率。推運的經(jīng)濟運距一般為30～50m，大型推土機也不宜超過l00m。(b)輪胎式裝載機用來挖掘和作短距離運輸時，其經(jīng)濟運距不超過100～150m；履帶式裝載機不超過l00m。(c)拖式鏟運機的經(jīng)濟運距一般為200～400m。自行式鏟運機的經(jīng)濟運距與道路坡度大小，機械規(guī)格性能有關，一般為200～1000m。鏈板式鏟運機在運距短時，比其它型式鏟運機經(jīng)濟。當運距達1000m，道路總阻力(滾動阻力與坡度阻力之和)未超過車重的10％時，雙發(fā)動機的自行式鏟運機較為經(jīng)濟。(d)自卸汽車在運距方面的適應性較大，自lOOm至5kin均可使用。當?shù)缆房傋枇ξ闯^車重的10％、運距在1000m以上時，使用自卸汽車比上述雙發(fā)動機的鏟運機經(jīng)濟。運距超過2000m，道路比較平坦時采用拖式底卸車較為經(jīng)濟。如果道路的總阻力超過車重的6％時，又不如使用自卸汽車經(jīng)濟。土石壩施工中，采用自卸汽車、底卸式運輸車和鏟運機運料可以直接上壩散鋪，毋需轉運設備，施工工藝簡單，機動靈活，調度方便，往往是最適宜的運輸方案。就爬坡能力而言，后軸驅動的自卸汽車要比前軸驅動的底卸式運輸車和自行式鏟運機為大。因此，當壩體填筑高度不大、上壩道路的坡度尚平緩時，上述3種機械均可采用。當壩體升高、道路坡度變大、彎道半徑較小時，則以采用自卸汽車為優(yōu)。(e)在一定條件下，也可采用帶式輸送機運輸、有軌運輸或架空索道運輸。一般而言，當運輸量很大而料物裝卸較為固定、運距超過5km時，可考慮采用帶式輸送機或有軌運輸，但只能運送一種壩料，若一處發(fā)生故障，會使全線停運。表2—34為某工程列舉了幾種運輸方案，并與帶式輸送機方案的費用進行了比較。帶式輸送機通過地形比較復雜的區(qū)域，升高214m后，又下降了516m，其帶寬為914mm，帶速為2．5m／s，總長10．46km；如用鐵道運輸，需筑鐵道長22．51km；如用自卸汽車運輸，需修公路17．37km。從該表可以看出，幾種運輸設備相對投資費用中以有軌運輸為最高，架空索道最低，帶式運輸機與自卸汽車的費用相差不大。(4)各種土石方運輸機械設備的綜合使用條件運輸機械設備的綜合使用條件。近年來我國土石壩機械化施工的代表工程有碧口、石頭河、升鐘等，這些工程施工機械設備的選型配套比較合理，效果較好。在挖、裝、運、卸聯(lián)合作業(yè)中普遍采用挖掘和自卸汽車的方案，在鋪、壓聯(lián)合作業(yè)中采用推土機平土，羊足碾、氣胎碾和凸塊振動碾壓實心墻土料，振動碾壓實壩殼石料。實踐表明，這些都是可靠和經(jīng)濟合理的方案。近年來，國外(如日本)在挖裝小塊或散狀壩料方面，出現(xiàn)輪胎式裝載機替代挖掘機的趨向。3．挖運強度的確定土石壩施工的挖運強度取決于土石壩的上壩強度，上壩強度又取決于施工中的氣象水文條件，施工導流方式，施工分期，工作面的大小，勞動力和機械設備，燃料動力供應情況等因素。4．施工強度的復核根據(jù)壩面作業(yè)機械設計的能力和壩體上升層數(shù)，計算出可能的上壩強度(填筑強度)，根據(jù)運輸線路的運輸能力和運輸開挖機械能力，計算出可能的運輸強度和可能的開挖強度。如果可能的施工強度，大于或等于計算的施工強度就能保證正常施工，否則就應調整計算的施工強度。5．機械需要量計算機械需要量可根據(jù)計劃安排的日施工強度、機械生產(chǎn)率和利用率計算求得。機械利用率是評定機械使用情況的主要指標，它取決于機械的制造質量、生產(chǎn)調度管理水平、工作條件(包括氣候因素)、維修能力以及操作人員的技術水平等因素。2．4．2．3生產(chǎn)率計算1．生產(chǎn)率的計算方法在選擇機械、計算機械需要數(shù)量以及估算機械費用等工作中，都必須具備在指定施工條件下的機械生產(chǎn)率。確定機械生產(chǎn)率的方法有如下幾種：(1)應用國家規(guī)定的現(xiàn)行定額(生產(chǎn)率)；(2)參考同類型機械在相似作業(yè)條件的工程中達到的生產(chǎn)率進行估算；(3)根據(jù)制造廠家提供的生產(chǎn)率資料計算；(4)用理論公式計算；(5)在施工現(xiàn)場實測機械生產(chǎn)率。2．生產(chǎn)率計算中的兩個要素對于循環(huán)作業(yè)機械的生產(chǎn)率基本上由每次挖掘和運輸土石方量和每小時實際循環(huán)次數(shù)兩部分組成。因此，應對這兩個工作參數(shù)——容量和時間進行必要分析，并根據(jù)過去類似工程施工所得有關經(jīng)驗數(shù)據(jù)(主要是作業(yè)效率)進行調整，方可求得合乎本施工現(xiàn)場情況的實際生產(chǎn)率。2．4．2．4與挖掘機配套的汽車需要量計算土石壩施工中，與挖掘機械配套的自卸汽車，在數(shù)量上和所占機械費用都很大，應仔細選擇車型和計算需要數(shù)量。1．選擇自卸汽車的次序(1)選用適當?shù)钠嚾萘颗c挖掘機斗容量比(簡稱車鏟容積比)再根據(jù)已選定的挖掘機斗容量來選取汽車的容量或載重量。(2)計算裝滿一車廂的鏟裝次數(shù)以及汽車實際的載積量(m3)和載重量(t)，以確定汽車載重量的利用程度。(3)計算與一臺挖掘機配套的汽車需要量。(4)進行技術經(jīng)濟比較，推薦車型和數(shù)量。2．車鏟容積比的選擇挖掘機和汽車的利用率均達到最高值時的理論車鏟容積比，是隨著運距的增加而提高，隨著汽車平均行駛速度增加而降低，也就是隨著汽車循環(huán)時間的增加而提高的。當運距為1—2．5kin時，理論的車鏟容積比為4～7；運距在3～5kin時為7—10。結合我國當前情況，自卸汽車容積較小，分別可取為3～5，不大于5～8。實踐表明，車鏟容積比宜取較低值，但車廂也不能過小，以免延長卸載時間，而且也容易損壞車廂。對于挖掘機械和汽車配套的綜合研究結果指出，當汽車循環(huán)時間超過15min時，采用載重量較大的汽車運輸費用較低。3．與一臺挖掘機配套的汽車需要量計算與挖掘機配套工作的車輛需要量的理論計算，是認為在挖掘機前總有一輛車待裝，挖掘機能充分發(fā)揮效率，這時需要車輛數(shù)量N可由下式計算(取整數(shù))：N=T/t12．4．2．5土石壩綜合機械化施工設備選擇實例石頭河水庫心墻土壩，壩高106m，工程量為心墻粘土料198m3、壩殼砂卵石料573萬m3，過渡帶反濾料32．8萬m3(1)東方紅75型拖拉機牽引2．5m3鏟運機和紅旗100型拖拉機牽引6～8m(2)1m3(3)2．5～8m3鏟運機和60～120馬力推土機配800～1000mm皮帶運輸機。經(jīng)分析比較，推土機配皮帶運輸機方案，不僅挖運單價較低，且具有施工干擾少，設備及配件供應不難，管理方便，運行人員少等優(yōu)點，故選用之。工地擁有斗輪式挖掘機后，配合皮帶運輸機運輸，可保證挖運的連續(xù)作業(yè)。后來，該工程土料系統(tǒng)采用的施工方案為DW—200型斗輪挖掘機挖土，帶寬1000mm砂石料系統(tǒng)施工方案為WK—4正向鏟挖掘機開挖，20t自卸汽車運輸，推土機鋪平，25～35t氣胎碾壓實。2．4．3施工質量檢查和控制施工質量檢查和控制是土石壩安全的重要保證，它應貫穿于土石壩施工的各個環(huán)節(jié)和施工全過程。在施工中除對地基進行專門檢查外，對料場土料，壩身填筑以及堆石體，反濾料等填筑都應進行嚴格的檢查和控制，在土石壩施工中應實行全面質量管理，建立健全質量保證體系。施工單位必須設立在施工主要負責人領導下的專職質量檢查機構，實行分級管理。1．料場的質量檢查和控制對土料場應檢查和控制土質、土塊大小、含水量及料場排水系統(tǒng)和防雨，防凍措施是否符合要求。一般為500～1000m3應取試樣測定其含水量，并定期檢查堆存土料的含水量。對于一些性質不詳?shù)耐亮?，應進行物理力學性質及化學分析試驗，經(jīng)檢查合格后方能使用。2．壩體填筑的質量檢查和控制在壩面作業(yè)中，應對鋪土厚度，填土塊度，含水量大小，壓實后的干容重等進行檢查，并提出質量控制措施。對粘性土，含水量的檢測是關鍵。簡單辦法是“手檢”，即手握土料能成團，手指搓可成碎塊，則含水量合適。更精確可靠的方法是用含水量測定儀測定，應采用烘干法，也可用核子水分密度計法、酒精燃燒法、紅外線烘干法。對于碾壓后達不到標準的或壓實層間產(chǎn)生光面、彈簧土、漏壓、欠壓、裂縫和剪切破壞現(xiàn)象的，應分析原因并采取措施及時處理。干容重取樣試驗結果，其合格率應不小于90％，不合格干容重不得低于設計干容重的98％，且不合格樣不得集中。干容重的測定，粘性土一般可用體積不小于500cm3的環(huán)刀法(環(huán)刀直徑不小于l0mm，高度不小于64mm)、表面型核子水分密度計法或三點擊實試驗法；砂可用體積為500cm3的環(huán)刀測定；礫質土、砂礫料，反濾料用灌水法、灌砂法或表面波壓實密度儀法測定；堆石因其空隙大，一般用灌水法測定。當砂礫料因缺乏細料而架空時，也用灌水法測定。對于反濾層，過渡層，壩殼等非粘性土的填筑，主要控制壓實參數(shù)；如不符合要求，施工人員應及時糾正。在填筑排水反濾層過程中，每層在25×25m2的面積內取樣1～2個；對于條形反濾層，每隔50m設一個取樣斷面，每個取樣斷面每層取樣不得少于4個，均勻分布在斷面的不同部位且層間取樣位置應彼此對應。挖坑灌水法，試樣中最大粒徑超過80mm時，試坑直徑不應小于最大粒徑的3倍，試坑深度為碾壓層厚或不小于最大粒徑的4倍。對于反濾層鋪填厚度，是否混有雜物，填料的質量及顆粒級配等應全面檢查。通過顆粒分析，查明反濾層的層間系數(shù)(D50／d50)和每層的顆粒不均勻系數(shù)(d60／d103．負溫下施工的質量控制負溫下施工應增加以下檢查項目：填筑面防凍措施，凍塊尺寸、凍土含量、含水率、壩基已壓實層有無凍結現(xiàn)象，填筑面上的冰霜是否清除干凈，應對氣溫、土溫、風速等進行觀測記錄，在春季應對凍結深度以內的填土層質量進行復查。4．雨季施工的質量控制雨季施工，應檢查施工措施落實情況。雨前應檢查防滲土體表面松土是否已適當平整和壓實；雨后復工前應檢查填筑面上土料是否合格。5．其它項目的質量控制在施工質量檢查和控制中，對于特別重要的土石壩應增加土的抗剪強度和滲透系數(shù)的現(xiàn)場測試項目，用于驗證設計和竣工驗收。2．5面板堆石壩施工面板堆石壩是一種近期發(fā)展起來的新壩型。它是具有工期短、投資省、施工簡便、運行安全等優(yōu)點的當?shù)夭牧蠅?。我國以現(xiàn)代化技術修建混凝土面板堆石壩是從1985年開始的。最早開工建設的是湖北西北口水庫大壩，壩高95m；而最早建成的是遼寧關門山水庫大壩，壩高58．5m，于1988年建成。1998年底已建成的混凝土面板壩有39座；在建的混凝土面板壩35座；擬建高混凝土面板堆石壩(壩高>l00m)20座。在建的天生橋一級電站面板壩壩高178m；待建的面板壩如貴州洪家渡，壩高182．3m；作為比較方案的湖北水布埡面板壩，壩高達233m。2．5．1堆石材料質量要求和壩體材料分區(qū)面板堆石壩上游面有薄層面板，面板可以是剛性鋼筋混凝土的，也可以是柔性瀝青混凝土的。壩身主要是堆石結構。采用良好的堆石材料，能減少堆石體的變形，為面板正常工作創(chuàng)造條件，是壩體安全運行的基礎。2．5．1．1堆石材料的質量要求1．為保證堆石體的堅固、穩(wěn)定，主要部位石料的抗壓強度不應低于7800×104Pa，當抗壓強度只有4900～5900×104Pa時，只能布置在壩體的次要部位。2．石料硬度不應低于莫氏硬度表中的第三級，其韌性不應低于2kg·m／cm2。3．石料的天然容重不應低于2.2t／m3，石料的容重越大，堆石體的穩(wěn)定性越好。4．石料應具有抗風化能力，其軟化系數(shù)水上不低于0．8，水下不應低于0．85。5．堆石體碾壓后應有較大的密實度和內摩擦角，且具有一定滲透能力。堆石體的邊坡取決于填筑石料的特性與荷載大小，對于優(yōu)質石料，壩坡一般在1：1．3左右。2．5．1．2面板堆石壩的壩體分區(qū)壩體部位不同，受力狀況不同，對填筑材料的要求也不同，所以應對壩體進行分區(qū)。根據(jù)已建的面板壩的經(jīng)驗，大致可將壩體分成四區(qū)。1．墊層區(qū)該區(qū)直接位于面板下部，是最重要的部位，其主要作用在于為面板提供平整、密實的基礎，將面板承受的水壓力均勻傳遞給主堆石體。因此，壓實標準要求最高，級配、石料質量等要求最嚴。全部采用新鮮而堅硬的細粒石料填筑，并要求低壓縮性，半透水性，尤其是基礎周邊附近壩體部位，要求壓實得更密實些，以減少堆石體在水庫水壓力作用下的變形。墊層料的最大粒徑一般不宜超過150mm，小于5mm的細粒含量一般不宜超過30％，平均約為10％左右，并控制小于0．1mm的含量在5％以下，以免一旦面板漏水造成細料流失，產(chǎn)生不均勻沉陷。墊層的水平最小寬度不應小于3m，滲透系數(shù)不小于10—3cm／s，壓實后的平均孔隙率小于21％。2．過渡區(qū)為墊層區(qū)與主要堆石區(qū)的過渡帶，該區(qū)要求一旦面板發(fā)生裂縫、漏水時，能防止墊層區(qū)的細顆粒流失，即起過渡層作用。其粒徑、級配應符合反濾要求。過渡區(qū)的寬度可以較靈活，對石料級配的要求可較墊層區(qū)放寬。3．主堆石區(qū)該區(qū)是面板壩堆石的主體，亦為粗粒堆石區(qū)，是承受水荷載的主要支撐體，要求用良好級配，堅硬的石料施工。由于它的沉陷變形大小同樣也要影響面板的變形，因此要求很好的壓實，但較墊層區(qū)、過渡區(qū)要求可稍低，粒徑與級配亦可放寬。有些面板壩的主堆石區(qū)采用最大粒徑600mm左右的堅硬石料，并允許有分散的少量風化巖石，壓實后的平均孔隙率小于25％。4．下游堆石區(qū)該區(qū)位于壩體斷面的下游，約為堆石壩斷面的1／6—1／3。該區(qū)變形大小對面板影響較小，因此填筑厚度可以較大，級配比主堆石區(qū)可放寬，允許含有少量均勻分布的風化巖石，可使用普通堆石料。要求平均孔隙率小于28％，下游壩坡面用干砌石護面。2．5．2堆石壩填筑工藝、壓實參數(shù)和質量控制堆石壩填筑的施工設備、工藝和壓實參數(shù)的確定，就其主要方面和常規(guī)的土石壩非粘性料施工沒有本質區(qū)別，這里僅就與質量控制關系密切的問題簡述如下。2．5．2．1填筑工藝問題墊層料、過渡料和一定寬度的主堆石的填筑應平起施工，均衡上升。主次堆石可分區(qū)、分期填筑，其縱、橫坡面上均可布置臨時施工道路。必須嚴格控制筑壩材料的質量，其巖性、級配和含泥量應符合設計要求．不合格壩料不得上壩。超徑石應在料場解小。運輸上壩的不合格材料應清除出壩體。墊層料和過渡料宜采用自卸汽車后退法卸料，鋪料時應避免分離，兩者交界處應避免大石集中超徑石應予剔除。對于嚴重分離的墊層應子摻混或挖除處理。墊層料鋪筑上游邊線水平超寬一般為20—30cm。墊層料宜采用自行式振動碾壓實。水平碾壓時，振動碾與上游邊緣的距離不宜大于40cm。墊層料每填筑升高10～15m，進行墊層坡面削坡修整和碾壓。如采用反鏟削坡時，宜每填高3．0～4．0m壩料填筑宜采用進占法卸料，必須及時平料，每層鋪料后宜用儀器檢查鋪料厚度，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)超厚應及時處理。壩料填筑應加水碾壓，沖積砂礫石的加水量宜為填筑方量的10％～20％，堆石料的加水量宜為10％～25％，當砂礫料中小于5mm的細粒含量超過30％，且含泥量大于5％時，應按試驗嚴格控制加水量。軟化系數(shù)大的新鮮堅硬石料，經(jīng)對比試驗，加水對碾壓效果影響很小時，碾壓時也可不加水。壩料碾壓應按壩料分區(qū)、分段進行，各碾壓段之間縱、橫搭接分別不應小于0．5m和1．0m壩體堆石區(qū)縱、橫向接坡宜采用臺階收坡法施工，臺階寬度不宜小于1．0m若受場地空間限制也可按穩(wěn)定邊坡收坡，但回填接坡時，必須削坡至合格面后方可鋪料，并使振動碾緊貼接坡面碾壓。下游護坡宜與壩體填筑平起施工，護坡塊石宜從填筑壩料中選取料徑大于50cm墊層料粒徑較粗，又處于傾斜部位，通常采用斜坡振動碾壓實，宜先靜壓2～4遍，振壓6～8遍，并由試驗最終確定。振壓時上坡方向振動，下坡方向不振，一上一下為一遍。壓實過程中，有時表層塊石有失穩(wěn)現(xiàn)象，為改善碾壓質量，采用了斜坡碾壓與砂漿固坡相結合的施工方法。常用的防護型式有碾壓水泥砂漿、噴混凝土、噴乳化瀝青等。這種方法使固坡速度加快，為面板施工提供堅固、平整工作基面，對施工期防止雨水沖刷，臨時擋水、防洪渡汛、爭取工期效果明顯。(1)碾壓水泥砂漿防護：要求水泥砂漿配合比，鋪料厚度應符合設計要求。水泥砂漿由溜槽人倉，人工或機械攤鋪，每條幅寬度不宜小于4m，砂漿初凝前應碾壓完畢，并灑水養(yǎng)護，碾壓方法及遍數(shù)由試驗確定。碾壓后的砂漿表面不應高于設計線5cm，或低于設計線8cm。(2)噴混凝土防護：要求噴混凝土配合比和噴層厚度符合設計要求，噴混凝土宜采用半濕噴法。噴護混凝土表面應平整，厚度均勻密實，與設計線的允許偏差為±5cm。噴護混凝土應灑水養(yǎng)護。也可采用噴水泥砂漿防護。(3)陽離子乳化瀝青防護：要求乳化瀝青的品種，噴涂層數(shù)應符合設計要求。噴涂前應清除坡面浮塵。陰雨濃霧天氣不應噴涂，噴涂間隔時間不小于24小時。瀝青乳劑噴涂后，隨即均勻撒砂，輕型平碾碾壓，碾壓方式、遍數(shù)應通過試驗確定。陽離子乳化瀝青的缺點是，由于噴陽離子乳化瀝青厚度很薄，難以起到調整、修補邊坡不平度的效果。2．5．2．2堆石體的壓實參數(shù)與壓實標準堆石體最大粒徑一般為600～700mm。采用振動平碾，其工作重量不小于l0t。壓實層厚為60～l00cm，少數(shù)工程有達到130～160cm為4—6遍，個別達8遍。墊層料的最大粒徑為150～300mm，用振動碾壓實，層厚為25～45cm，碾壓遍數(shù)通常為4遍，有些壩采用6～8遍。堆石壩殼最大粒徑可達1000—1500mm，壓實層厚一般為l00cm左右，最大達200cm壓實干容重以墊層料及內部堆石較大，壩殼堆石次之，三者的干容重一般在2．10～2．3g／cm3范圍內。和土石壩一樣，面板堆石壩的壓實參數(shù)如碾重、鋪層厚和碾壓遍數(shù)仍應通過碾壓試驗確定。其取值大小與設計壓實干容重、石質、填料形狀、尺寸和級配等因素有關，應在不同料場取料試驗，以優(yōu)化參數(shù)作為質控依據(jù)。2．5．2．3堆石體施工質量控制各填筑部位的壩料質量，壓實機具規(guī)格、質量、振動頻率、激振力等值應符合設計要求。負溫下施工，壩基已壓實的砂礫石層無凍結現(xiàn)象，填筑面上的冰雪已清除干凈。壩料壓實，質量檢查，應以控制碾壓參數(shù)為主，試坑取樣為輔。墊層料、過渡料和堆石料壓實干密度檢測方法，宜采用挖坑灌水法或表面波壓實密度儀法。并要求墊層料試坑直徑應不小于最大粒徑的3倍，試坑深度不小于最大粒徑的4倍。過渡料試坑直徑應不小于最大粒徑的3倍，試坑深度為碾壓層厚。堆石料試坑直徑為壩料最大粒徑的2—3倍，試坑深度為碾壓層厚。試坑取樣質量控制指標要符合施工規(guī)范要求。所測定的干密度，其合格率不應小于90％，且不合格點不得集中，不合格點的干密度不得低于設計干密度的98％。2．5．3鋼筋混凝土防滲面板施工混凝土面板施工受氣候條件的影響比粘土填筑小，有效作業(yè)時間較長。面板一般只設垂直伸縮縫，不設水平伸縮縫，可以沿上游壩面自下而上采用滑動模板連續(xù)澆筑混凝土?；炷练罎B面板的施工．對于中低壩．一般在壩體填筑完成后進行，面板一次澆筑。對于高壩，若因施工導流、渡汛需要提前施工時，可采用臨時斷面和分期施工，但須注意應等到堆石壩升到中間高度后方可開始一期面板施工，避免在施工期間，因堆石沉陷而影響工程質量。斜坡作業(yè)需要設計、制作專用施工設備，并應有安全措施。與此同時，繼續(xù)填筑臨時斷面以外的壩體堆石部分，然后澆筑二期面板。分期澆筑接縫，應按施工縫處理?；炷练罎B面板的構造有底座、填補板和主面板。面板澆筑順序通常是先澆筑中部，然后再向兩側澆筑。面板的縱縫間距決定了面板的寬度，由于面板通常采用滑模連續(xù)澆筑，因此面板的寬度決定了混凝土的澆筑能力，也決定了鋼模的尺寸及其提升設備的能力。面板通常有寬窄塊之分。根據(jù)國內外資料統(tǒng)計，通常寬塊縱縫間距12—18m，窄塊3．5～7．5m。1．混凝土底座底座澆筑在上游壩趾基巖上，通過止水板與填補板或主面板相連接，應在壩體填筑前進行施工。底座的基礎開挖、處理、鋪筑、灌漿等項目，要按設計要求及有關規(guī)范進行施工。2．填補板．填補板是主面板與底座之間的三角形板，因從壩頂?shù)竭_這些位置比較困難，故多用人工或小型設備進行施工。壩體在底板1／4—1／3高度，由于填筑面積比較大，可沿上游面留一平臺，在平臺以外填筑堆石的同時，盡早進行填補板的施工。3．主面板主面板的施工條件好，可用大型機械設備進行施工。為避免出現(xiàn)水平澆筑冷縫和保證面板的體型與設計厚度準確，中、高壩面板一般采用鋼制滑動模板澆筑，只設垂直縫，不設水平縫。低壩多采用分塊澆筑，壩高超過10～12m，可考慮采用滑模澆筑。面板混凝土人倉應選用溜槽輸送。應根據(jù)面板寬度選擇溜槽數(shù)量，寬度為8m以下時應選1條，寬度為8～12m時應選2條，寬度為12m以上時應選3條。澆筑寬度為12m以上的面板時，宜采用1條溜槽集中送料倉面皮帶機布判的方法。溜槽連接不得脫落，漏漿。溜槽出口距倉面距離不應大于2m?；炷寥藗}必須均勻布料，每層布料厚度應為250～300mm。布料后應及時振搗密實。振搗時，振搗器不得觸及滑動模板、鋼盤、止水片。每次滑升距離不得大于30mm，每次滑升間隔時間不宜超過30分鐘。面板澆筑滑升速度應為1．5—2．5m／h，最大滑升速度不應大于4．5m／h。在澆筑混凝土面板前，上游堆石坡面要進行平整，壓實處理。因為水平分層碾壓只能保證邊緣lm左右壓實，故坡面必須另行碾壓。護坡形式及技術要求前面已介紹過。壩體填筑和混凝土面板施工期間，若存在形成反向水壓條件時，壩內應設置自由排水或抽排系統(tǒng)，消除反向水壓對墊層和面板的影響。趾板底座及面板混凝土澆筑完成，表面覆蓋或蓄水前，對其裂縫情況進行全面檢查，并對寬度大于0．2mm，或判定為貫穿性的面板裂縫，選用灌漿或表面封堵進行處理。2．5．4瀝青混凝土防滲體施工自1935年阿爾及利亞修建世界上第一座瀝青混凝土面板堆石壩以來，國內外用瀝青混凝土作土石壩的防滲體已有數(shù)百座之多。其優(yōu)點是防滲體較薄，工程量小，所需勞動力少，施工速度快，有利于施工渡汛，特別是當壩址附近不易取得適宜的防滲土料時，瀝青混凝土便是土石壩的一種較好的防滲材料。但瀝青混凝土施工技術要求較高，需外購瀝青，儲運較為復雜，需嚴格控制質量，對溫度控制十分嚴格，宜擁有專用施工設備的專業(yè)隊伍施工，并要加強勞動保護，注意施工安全。瀝青混凝土防滲體，按施工方法可分為碾壓法，澆注法，預制裝配法和填石振壓法。下面主要就碾壓法施工加以簡要介紹，其余方法只作概念介紹。1．碾壓法指將熱拌瀝青?昆合料碾壓成型的施工方法，可用于土石壩的斜墻或心墻施工，是應用較廣的一種方法。瀝青混凝土防滲體的施工工藝及各工序的溫度控制如下所示：瀝青加熱160～190℃稱量礦粉加熱100～160℃稱量拌和砂石加熱170～200℃稱量瀝青在泵送、拌和、噴射、澆筑和壓實過程中對其運動粘度值V應加以控制。瀝青的運動粘度值V與溫度存在一定關系，因此，控制瀝青的運動粘度V的過程，也是控制溫度的過程，二者應協(xié)調一致。瀝青混凝土面板的施工特點在于鋪填及壓實層薄，通常板厚10～35cm，施工壓實層厚僅5～15cm，且鋪填及壓實均在坡面上進行。瀝青混凝土的鋪填和壓實多采用機械化流水作業(yè)施工。瀝青混凝土熱料由汽車或裝有料罐的平車經(jīng)堆石體上的工作平臺運至壩頂門式絞車前，由門式絞車桿吊運料罐卸料人給料車的料斗內。給料車供給鋪料車瀝青混凝土。鋪料車在門式絞車的牽引下，沿平整后的堆石坡面自下而上地鋪料，鋪料寬度一般為3—4m。特制的斜坡振動碾壓機械，在門式絞車的牽引下，尾隨鋪料車將鋪好的瀝青混凝土壓實。采用這些機械施工的最大坡長150m。當坡長超過范圍時，須將堆石體分成兩期或多期進行，每期堆石體頂部均須留出20—30m的工作平臺寬度，機械化施工，每天可鋪填壓實300～500t瀝青混凝土。2．澆筑法此法所用熱拌瀝青混合料，瀝青含量較多，高溫時流動性較好，靠自重壓實，不需壓實設備。該法一般適用于土壩心墻，也用于砌石壩上游的防滲面板。3．預制裝配法把瀝青混合料預制成板或蔗，然后在現(xiàn)場裝配。這種方法一般僅用于表面防滲，目前在國內使用較少。4．填石振壓法先將熱拌的細粒瀝青混合料攤鋪好，在其上填放塊石，然后用巨型振搗器將塊石振搗沉入瀝青混合料中。這是法國、德國用以修建塊石瀝青混凝土心墻的一種施工方法。2．6漿砌石壩施工2．6．1筑壩石料的種類及用量估算2．6．1．1石料的種類砌石壩所用石料可分為細料石、粗料石、塊石、片石或毛石、樣石等種類。細料石要經(jīng)過較為細致的加工，其外形方正規(guī)則，表面凹凸深度不大于2mm，寬、厚不小于200mm，且不小于其長度的1／3。細料石主要用于壩面、拱及欄桿等有美觀要求的建筑物表面。粗料石為四角方正的長方形體，寬、厚均不小于250mm。除背面外，其它五個面一般應加工鑿平，表面凹凸深度不大于l0mm。粗料石主要用于閘、橋墩臺、直墻和砌石壩。塊石一般稍經(jīng)修整，形狀大致方正，大小約200—300mm見方，并有兩個大致平行的面，每塊重量以不小于30kg為宜。塊石除用于一般防護工程外，還多用于砌筑重力壩的內部，此外塊石也可用于涵洞的砌筑。片石或毛石，是開采石料的副產(chǎn)品，體積較小，而且不規(guī)則，毛石多用于干砌石工程或護岸和護底工程，片石用來填塞砌體的縫隙。樣石是按設計圖樣、尺寸加工鑿成的細料石。多用于拱石的外臉、閘墩圓頭及墩墻帽石等。2．6．1．2壩體石料用量估算用于壩體的石料塊度愈大愈能節(jié)省膠結材料，砌體強度也愈高。石料的最大尺寸應根據(jù)搬運條件確定。人工抬運時，塊體重量以2人或4人能抬運為宜，約80～200kg。為了充分利用各種不同尺寸的石料，減少砌體空隙節(jié)省膠結材料用量，增加壩體密實程度，應選用大、中、小塊石合理搭配。根據(jù)實踐資料統(tǒng)計：50—200kg大石約占70％，20—50kg中石約占20％，2．5～20kg小石約占10％。筑壩石料需開采石方總量，可按下式計算：V=Vn（1－e）p/r式中：Vn——砌石塊體的幾何體積，m3；e——砌石壩的設計孔隙率，塊石按40％，料石按9％；r——石料開采成品率(應由爆破試驗確定，無條件試驗時，塊石按60％～80％，爆破石料再力p工后按40％～70％，用鐵楔開采可按70％～90％計)；P——石料施工損失系數(shù)，可取1．05～1．10。2．6．2石料儲運漿砌石壩所用石料有塊石和料石。塊石的修整與料石的加工，應在采石場附近進行。在壩址附近，應選一儲料場儲放加工好的石料。儲料場除盡量利用下游河床灘地外，還可分布在溝谷兩岸不同的高程上，使出料路線和壩體的砌筑高程相適應，以減輕施工運輸?shù)碾y度。一般可按10～20m高差布置一條，盡可能安排成重車下坡。運到儲料場的石料應將料石、塊石及不成規(guī)格的中小片石分開堆存，以便使用。石料在上壩前應用水沖洗干凈，并使其吸水飽和。石料的儲存量，應根據(jù)進度計劃和砌筑強度確定，并留有足夠的余地。料、塊石的堆放高度一般不宜超過1．5m，堆放范圍不宜過大。石料上壩運輸，在壩面不太高時，常采用人力抬運或架子車通過“Z”形腳手架(斜坡不陡于15％)運料上壩。壩面升高后，可采用各種提升設備和運輸機械運送石料，也可在兩岸山坡修筑上壩公路(坡度約為8％一10％)或窄軌卷揚機道，還可依靠布置在壩址上的門塔機垂直提升，局部控制不到的地方，輔以人工水平搬運。2．6．3膠結材料制備漿砌石壩常用的膠結材料有：水泥砂漿、混合砂漿、小石子砂漿和細石混凝土等，各種膠結材料應具有良好的和易性，以保證砌體的質量和砌筑工效。1．水泥砂漿水泥砂漿和易性好，它在砌石壩工程的應用最廣，砌石、勾縫、抹面都可采用。用于壩體砌筑的水泥砂漿多采用50號、70號、100號水泥砂漿。壩面防滲勾縫多采用100號的水泥砂漿。對于較高或較重的漿砌石壩，水泥砂漿的配比設計應通過試驗確定。2．混合砂漿混合砂漿是在水泥砂漿中摻入適量塑性摻合物，如水泥石灰砂漿、水泥粘土砂漿等。它不僅可以節(jié)省水泥，而且能改善砂漿的和易性、可塑性，便于操作。其缺點是凝固時間較長，強度低，易被水流侵蝕，抗?jié)B抗沖能力均較差。因此只適于低壩的水上部位和壩體內部。3．小石子砂漿小石子砂漿是由水泥、砂子和一定量的小石子(料徑小于15～20mm)組成。小石子摻量一般為砂漿骨料總重量的20％一30％。當小石子料徑過大或摻量多時，不如水泥砂漿容易搗實。它與水泥砂漿相比一般具有強度、變形模量均較高，容重大，節(jié)省水泥等優(yōu)點，適于塊石砌筑的壩體。4．細石混凝土細石混凝土是由水泥、砂、水和料徑為5～40mm的細石按一定配比拌制而成的混凝土。細石多采用5—20mm和20～40mm二級配，配比大致為1：1，也可根據(jù)試驗資料來確定。細石混凝土適用于塊石砌體。它與水泥砂漿比較有節(jié)省水泥、受力性能較好、充分利用料源等優(yōu)點。但和易性較差、不易人工搗實，可通過摻塑化劑或摻合料改善和易性，用小型振搗器搗實。砂漿的制備分人工拌合和機械攪拌兩種方法。當砂漿用量較大時，多采用灰漿攪拌機拌制，細石混凝土可用雙錐形拌和機拌合。拌合站的位置一般選在壩肩高程較高、靠近使用地點、運輸方便的地點。2．6．4施工放樣砌石重力壩外形尺寸較規(guī)則，根據(jù)壩軸線的位置，利用經(jīng)緯儀、鋼尺、花桿即可進行施工放線。砌石拱壩施工放線比砌石重力壩精度要求高，比較復雜。放線方法也較多?，F(xiàn)介紹兩種簡易的砌石拱壩放線方法。2．6．4．1中心角與偏角交會法根據(jù)圓弧中心角等于弦切角兩倍的原理，在拱壩對稱軸上定出某一高程拱圈的圓心點O，以平均半徑R=OD在拱弧上定出D點，分別在O及D點架設經(jīng)緯儀，自O點以CD為起始方向，按α1、α2、α3…角度在壩面上定出方向線。在D點以DC起始方向(DC線與OD線垂直)，按1/2α1、1/2α2、1/2α3…角度在壩面上定出方向線。此兩條方向線的交點，就是拱圈圓弧中心線上的點。將各相應交點連成光滑的圓弧，即得所需的拱圈中心線。2．6．4．2矢高定點法此法是一種不用經(jīng)緯儀的簡單放樣方法，適用于小型砌石拱壩。AB為拱弧弦線，自AB中點D量矢高OD=y0，定拱冠點O，自弦線OB中點量矢高y1，得÷拱弧點P1，由PlO和PlB的中點量出矢高y2，得1／8拱弧點P2和P3。如此繼續(xù)加密得1/16，1/32…拱弧點。將各點相連，即得所需的拱圈中心線。2．6．5壩體砌筑壩體砌筑是施工的關鍵環(huán)節(jié)，砌體施工質量的好壞，對壩體強度，防滲效果有重要影響，必須做到精心組織施工。2．6．5．1壩體砌筑方法1．拱壩的砌筑(1)全拱逐層砌筑平衡上升法：漿砌石拱壩，有一層順石一層丁石和一層順石多層丁石之分。前者順拱軸方向長石較多，受力條件較差；后者則垂直拱軸方向長石較多，受力條件較好，且可增加壩的整體性。此法多適用于小跨度的高壩，如圖2—26所示。同一層砌體應內外搭接、錯縫砌筑。(2)拱圈全斷面按內外拱與腹石分別砌筑：即內、外拱圈用料石按丁順相間砌筑面石，然后用塊石或毛石砌筑壩體腹石，并用調整灰縫的方法使面石外緣成拱形。此法適用于拱圈斷面及壩體工程量較大，開采料石又較困難的工程。按面石與腹石砌筑程序分為：面石與腹石同層平衡砌筑和內外拱圈超前砌筑然后填筑腹石兩種方法。(3)全拱分廂砌筑：即將拱圈斷面分成若干廂塊進行砌筑，每廂寬度沿拱壩外弧長約3m。以粗料石砌廂塊四周，然后在廂內用水泥砂漿安砌料石或用細石混凝土安砌塊石或毛石。上下層分廂、垂直錯縫。這種方法有利于勞動組合，對拱跨