第4章土石坝工程水利工程施工.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,你们好,第四章 土石坝工程,土石坝又名当地材料坝，包括土坝、堆石坝及土石混合坝。土石坝使用越来越广泛。,土石坝的特点：,土石坝对于坝基要求不高；,岩土力学理论及试验技术的发展，放宽了对筑坝材料的要求；,施工技术的提高，使得安全更有保证，缩短施工进度成为可能；,更为经济，施工相对简便。,土石坝的施工,土石坝根据施工方法的不同分为：,干填碾压；,-,即碾压式，为最常用的方法。,水中填土、水力冲填（包括水坠坝）；,定向爆破修筑。,碾石式土石坝的施工：,准备作业、基本作业、辅助作业和附加作业。,准备作业,三通一平，架设通讯线路，修建生产、生活、办公用房、排水清基等。,基本作业,料场土石料开采，挖、装、运、卸和坝面铺平、压实、质检。,辅助作业,清除施工场地及料场的覆盖，从上坝土料中剔除超径石块、杂物，坝面排水、层间刨毛和加水等。,附加作业,坝坡修整，铺砌护面块石及铺植草皮等。,水力冲填坝（,hydraulic fill dam,）,水力冲填坝利用水力开采、运输土料，并依靠自重作用逐渐使泥浆土料脱水固结而密实的坝。,有管道输送式和自流式两种。前者用水枪开挖土料成泥浆，用泥浆泵将泥浆经压力管输送到坝体，依靠排水设备将水排出坝外；后者靠水力自流携带泥浆经渠道输送入坝体。,工效较高、劳力节省，但要有充足的电能和水源，其坝坡宜缓，且由于孔隙水压力大，易于失稳，故现阶段国内采用较少，仅广东省修建一座,22m,高的水力冲填坝。,水坠坝,(earth dam by sluicing siltation method),水坠坝是水力冲填坝的一种，亦称为自流式水力冲填坝。,水力冲填坝的一种。引水入高于坝顶的土料场中，水土混合后，经顺坡渠道急流而下，在流动过程中拌合均匀成为泥浆，并进入坝体的冲填池中脱水固结，然后土体逐渐密实成坝。土料必须遇水崩解，故只能在黄土地区修建中小型工程中运用。为中国根据水力冲填坝原理所创造的，其优点可节省劳力、投资，施工方法简便。在华北、西北地区已用此法筑坝,5000,余座最大坝高达,52m,。,第一节 坝体材料与料场规划,土石坝筑坝材料虽然是当地材料，但对材料的质量是有要求的。土石坝的用料量很大，必须对料场进行全面规划。,第一节 坝体材料与料场规划,一、土石坝筑坝材料及其要求,二、料场规划,三、料场优化的基本方法,一、土石坝筑坝材料及其要求,土石坝筑坝材料,主要是当地材料，根据这些材料的作用可分为：,1,、防渗料,防渗的土料最基本的要求：,（,1,）防渗性,渗透系数不大于,l,10,-5,cm/s,时，一般即可满足要求；同时还有抗剪强度、渗流稳定性、变形性能、压缩性能、可溶盐和有机物的含量等指标。,（,2,）施工性,土料的天然含水量在最优含水量附近，无影响压实的超径材料，压实后的坝面有较高的承载力。,一、土石坝筑坝材料及其要求,2,、坝壳料,堆石、砂砾石及风化料等均可作为坝壳料。,堆石料,按其型式可分为抛填、分层碾压、手工干砌石、机械干砌石等；,按其材料及来源可分为采石场玄武岩、变质安山岩、砂岩、砾岩、采石场花岗岩、片麻岩、石灰岩、冲击的漂卵石、石渣料等。,堆石料是最好的筑坝材料，现广泛用于高土石坝的坝壳料。,砂砾石,碾压砂砾石压缩性低，抗剪强度高，但易冲蚀、易管涌。,风化料,属于抗压强度小于,30MPa,的软岩类，往往存在湿陷问题。,一、土石坝筑坝材料及其要求,3,、反滤料和过渡料,反滤料和过渡料一般要满足坚固度要求，其级配应满足要求，尽量避免用纯砂做反滤料。,一般采用混凝土生产系统生产，但不要求冲洗。,二、料场规划,料场的合理规划与使用关系到：,坝体的施工质量、工期和工程投资；,且还会影响到工程的生态环境和国民经济其他部门。,应从,空间、时间、质与量,等方面进行全面规划。,二、料场规划,1.,空间规划,对料场的位置、高程的恰当选择，合理布置。,2.,时间规划,考虑施工强度和坝体填筑部位的变化，随着季节及坝前蓄水情况的变动，料场的工作条件也在变化。,二、料场规划,3.,质与量的规划,料场的质量和数量应满足要求。,各种不同坝料的质量指标达到要求；料场的总储量应满足坝体总方量的要求，还应满足各施工阶段最大上坝强度的需要。,二、料场规划,注意以下几个问题：,1,）料尽其用，充分利用永久和临时建筑物基础开挖碴料。,2,）主要料场和备用料场之分：主料场要求质好、量大、运距近，且有利于常年开采；备料场通常在淹没区外，做主要料场之备用。,3,）料场的储量一般要求是设计工程量的,1.5,2.0,倍，并要求提供备用料场。粘性土料采用钻探或坑探取样。砾类土用坑探取样，布孔间距,50,100m,。防渗料的勘探要仔细按深度查明天然含水量。堆石料的勘探可以采用钻探及洞探。,第二节 土石料的开挖与运输施工,土石坝工程施工包括挖、运、填、压等多道工序和相匹配的工程机械来完成。土石料的开挖与运输是一个非常重要的环节。,第二节 土石料的开挖与运输施工,一、土石料的开采与加工,二、挖运机械,三、挖运强度和挖运机械数量的确定,四、综合机械化施工,五、土石料开挖运输方案,一、土石料的开采与加工,料场开采前的准备工作,划定料场范围；分期分区清理覆盖层；设置排水系统；修建施工道路；修建辅助设施。,土料的开采,土料开采一般有立采和平采两种。,土料较厚，天然含水量接近填筑含水量，土料层次较多，各层土质差异较大时，宜采用,立采,。,土层较薄，土料层次少且相对均质，天然含水量偏高需翻晒减水情况下，宜采用,平面开采,方法。,土料加工,1,）调整土料含水量,2,）掺合,3,）超径料处理,4,）反滤料、垫层料的破碎、筛分,一、土石料的开采与加工,砂砾石料和堆石料开采,1,）砂砾石料开采,陆上开采和水下开采。,2,）块石料开采,一般采用深孔梯段爆破，也有使用洞室爆破开采。,超径石处理,超径块石料的处理方法主要有浅孔爆破法和机械破碎法两种。,二、挖运机械,一）挖掘机,1,）按传动系统分,a,）索式；,b,）链式；,c,）液压。,2,）按构造和工作特点分,a,）单斗式挖掘机（分为正铲和反铲）,b,）多斗式挖掘机,3,）挖掘机的生产率计算,(m,3,/h),q-,土豆的几何容积，,m,3,；,n-,对于单斗挖掘机指每分钟循环工作次数，对于多斗挖掘机为每分钟倾倒的土斗数量；,K,H,为土斗的充盈系数；,K,p,为土的松散影响系数；,K,B,为时间利用系数；,K,t,为联合作业延误系数。,挖掘机,挖掘机,【例】已知砂砾开挖强度为,4966.25m,3,/d,。用,1 m,3,正铲挖土，,10 t,自卸汽车运土。正铲挖装土的循环时间为,26 s,，土斗的充盈系数为,1,，土的松散影响系数为,0.75,。求所需挖掘机的台数。,解：,正铲每分钟循环作业次数 次。,土斗的充盈系数取为,K,H,=1,；,时间利用系数,K,B,=0.85,；,联合作业延误系数,K,t,0.9,；,土料的松散影响系数,K,P,=0.75,。,故正铲的生产率为,P,铲,60,1,2.3,1,0.75,0.85,0.9,79.18m,3,/h,。,每天按工作,21h,计，所需正铲台数为,取,3,台。,二、挖运机械,二）挖运组合机械,1,）推土机,经济运距为,60-100m,。,2,）铲运机,经济运距与铲斗容量有关。,推土机,铲运机,二、挖运机械,三）运输机械,1,）连续式,-,如：带式运输机,a),移动,b),固定,2,）循环式,a),有轨机车,b),自卸汽车,3),装载机,是一种短程的装运结合的机械。,皮带机,自卸汽车,装载机,装载挖掘机,二、挖运机械,4,）运输机械生产能力,a,）循环运输工具数量的确定,循环时间,每昼夜或每班运输次数按下式确定,生产能力为,(m,3,/d),：,b),带式运输机的生产率,(m,3,/h),K,带形系数，对于平面带，,K=200,槽型带,K=400;,B-,带宽，,m,；,V-,带的运行速度，,m/s,，通常取,1-2m/s,；,K,B,-,为时间利用系数，可取,0.75-0.8,；,K,H,-,为充盈系数；,K,p,-,为土的松散影响系数；,K,d,-,为土石粒径系数；,K,a,-,为倾角影响系数。,二、挖运机械,四）水下开挖运输机械,1),开挖设备,吸泥船、链斗采砂船、铲扬、抓斗,2,）运输设备,底开驳、自卸船,工程船舶,三、挖运强度和挖运机械数量的确定,一）挖运强度（,m,3,/d,）,1),上坝强度,(,压实方,):,V,-,分期完成的坝体设计方量，压实方计，,m,3,；,K,a,-,为坝体沉陷影响系数，,1.03-1.05,；,K-,施工不均衡系数，,1.2-1.3,；,K,1,-,坝面作业土料损失系数，,0.9-0.95,；,T-,施工分期时段的有效工作日数，,d,。,2),运输强度（松方）,;,3),开挖强度（自然方）,:,【例】土坝施工，粘性土的上坝强度为,4992m,3,/d,。已知设计干容重为,1.65 t/m,3,，料场土料干容重,1.35 t/m,3,，土料松散干容重为,1.28 t/m,3,。土料开挖损失系数为,0.95,，运输损失系数为,0.98,，求开挖与运输强度。,解：开挖强度,6461.63m,3,/d,运输强度,6474.25m,3,/d,例题,三、挖运强度和挖运机械数量的确定,二）挖运机械数量,1),挖掘机数量：,2),汽车数量：,3),挖掘机与汽车生产能力的关系：,P,a,为一辆汽车的生产率，,m,3,/h,；,P,c,-,为一辆挖掘机的生产率，,m,3,/h,；,n-,为一台挖掘机所需的汽车数。,三、挖运强度和挖运机械数量的确定,三）挖运机装车斗数的复核,注意,:m,过大或过小都不合适。,Q,自卸汽车的载重量，,t,；,q,所选挖掘机的斗容量，,m,3,；,c,料场土的天然表观密度，,t/m,3,；,K,H,为挖掘机的土斗充盈系数；,K,P,为土料的松散影响系数；,【例】砂砾石的容重,2.3 t/m,3,，松散影响系数为,0.75,。用,1m,3,正铲开挖的循环时间为,26 s,。用,10 t,自卸汽车运土。运距,1730 m,，运行平均速度,18km/h,，卸土时间,1min,，求每台正铲需配几辆汽车。,取土料充盈系数为,1,，则每辆车装斗数,m,取,5,，则装车时间为,26,5/60=2.16min,，已知卸车时间为,1min,，来往运输时间为,每台正铲需配汽车辆数,取,7,辆。,四、综合机械化施工,1,）充分发挥主要机械的作用,2,）挖运机械应根据工作特点配套选择,3,）机械配套要有利于使用、维修和管理,4,）加强维修管理，充分发挥机械联合作业的生产能力，提高机械的时间利用系数,5,）合理布置工作面、改善道路条件、减少机械的转移时间,五、土石料开挖运输方案,开挖运输方案主要根据坝体结构布置特点、坝料性质、填筑强度、料场特性、运距远近、可供选择的机械设备型号等多种因素，综合分析比较确定。,五、土石料开挖运输方案,设备选型的基本原则,1,）所选机械的技术性能能适应工作的要求、施工对象的性质和施工场地特征，保证施工质量，能充分发挥机械效率，生产能力满足整个施工过程的要求；,2,）所选施工机械应技术先进、生产效率高，操作灵活、机动性好，安全可靠，结构简单，易于检修保养；,3,）类型比较单一，通用性好；,4,）工艺流程中各供需所用机械应成龙配套，各类设备应能充分发挥效率，特别应注意充分发挥主导机械的效率。,5,）设备购置费和运行费用较低，易于获得零、配件，便于维修、保养、管理和调度，经济效果好。对于关键的、数量少且不能替代的设备，应使用新购置的，以保证施工质量，避免在一条龙生产中卡壳影响进度。,五、土石料开挖运输方案,土石坝运输方案,1,）正向铲开挖，自卸汽车运输上坝,2,）正向铲开挖、胶带机运输,3,）斗轮式挖掘机开挖，胶带机运输，转自卸汽车上坝,4,）采砂船开挖，有轨机车运输，转胶带机（或自卸汽车）上坝。,坝料的开挖运输方案很多，但无论采用何种方案，都应结合工程施工的具体条件，提高机械利用率；减少坝料的转运次数；各种坝料铺筑方法及设备应尽量一致，减少辅助设施；充分利用地形条件，统筹规划和布置。,第三节 坝面作业,坝面作业主要是坝体的铺筑、压实工作。,第三节 坝面作业,一、坝面作业施工组织规划,二、压实机械及生产能力计算,五、压实标准与压实参数,三、结合部位的施工,四、反滤料、垫层料、过渡料的施工,一、坝面作业施工组织规划,一）坝面作业施工程序,基本工序：铺料、平整、压实、质检等；,辅助工序：洒水、刨毛、清理坝面、接缝处理等,坝面作业特点：工作面狭窄，工种多，工序多，机械设备多。,因此施工时需要有妥善的施工组织规划。,坝面作业宜采用,分段流水作业,施工。,填筑单元平面测量,各区料边线测量、洒白灰线,进料、卸料,超径石处理,平料、层厚控制,洒 水,碾 压,碾压质量检查,基础面验收,填筑料挖装运,NO,单元验收,转入下一填筑单元,土石坝填筑施工程序图,一、坝面作业施工组织规划,二）坝面流水作业,流水作业法施工的概念：,首先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。,根据施工工序数目将坝面分段，然后组织各工种的专业队伍依次进入各工段施工。如下图：,施工专业化，有利于施工队伍技术水平的提高。,保证施工过程中人、地、机三不闲，避免施工干扰，有利于连续快速施工。,特点,一、坝面作业施工组织规划,三）坝面施工,卸料,铺料,压实,辅助作业,自卸汽车上坝的运输线路布置，取决于坝址两岸地形条件，枢纽布置，坝的高低，上坝强度等因素。,主要有两种布置方式：,一种为汽车自两岸（或一岸）岸坡上坝公路上坝，因,此采用由两岸向中央（或一岸向另一岸）进占方式；,另一种为汽车沿坝坡,“,之,”,字形公路上坝。,自卸汽车上坝运输线路布置方式,1.,进占法,汽车在已平好的松土层上行驶、卸料，用推土机向前进占平料，这种方法铺料不会影响洒水、刨毛作业。,防渗体土料应用进占法卸料。堆石料宜采用进占法卸料。,2.,后退法,汽车在已压实合格的坝面上行驶并卸料，此法卸料方便，但对已压实土料容易产生过压。,砂砾料宜采用后退法卸料。坝壳砾质土可以采用后退法卸料。,应采用轻型汽车,(20t,以下,),，在填土坝面重车行驶路线要尽量短，且不走一辙，控制土料含水率略低于最优值。,3.,综合法,开始用后退法卸料，然后在平料面上再采用进占法卸料，平料，可以满足大铺土厚度的要求。,I,-,卸料,（,1,）土料,当用自卸汽车卸防渗土料时，为了避免重型汽车多次反复在已压实的填筑土层上行驶，会使土层产生弹簧土、光面与剪力破坏，严重影响结合层的质量，应采取进占法卸料与平料，即汽车卸料方向向前进展，一边卸料，推土机也随即平料，交替作业，汽车在刚平好的松土上行驶，重车行驶坝面路线应尽量不重复。,（,2,）砂砾料,一般粒径较小，推土机很容易在料 堆上平土，因此，可采用常规的后退法卸料，即汽车卸料方向后退扩展。,（,3,）堆石料,堆石料往往含有大量的大块径石料，不仅影响推土机、汽车在卸料堆上行驶，还容易损坏推土机履带和汽车轮胎；而且也难以将堆石料散开。可采用进占法卸料，推土机随即平料，这样大粒径块石易推至铺料前沿的下部，细颗粒料填入堆石体上部的空隙，使表面平整，便于车辆通行。,（,3,）堆石料,在堆石体的卸料中，有时为了增加铺料厚度或缺乏大型汽车，则可采用综合法卸料的方式，堆石料的综合法卸料，即先采用稀密度的后退法卸料；然后，再在其上采用进占法卸料、平料，达到要求的铺料厚度。此法可加快卸料及铺料速度，比单纯的进占法可减少分离架空现象。,进占法,进占法,堆石体进占法卸料,综合法,1.,铺料一般采用推土机铺料；,2.,按设计厚度铺料和平料是保证压实质量的关键；,3.,铺料边界和铺料方向,铺料边界：在坝面各料区的边界处，铺料会越界，通常规定其他材料不准进入防渗区边界线的内侧。边界外侧铺土距边界线的的距离不能超过,50cm,。,铺料方向：为配合碾压施工，防渗体土料铺筑应平行于坝轴线方向进行。,II,-,铺料,4.,坝体分期分块填筑时，会形成横向或纵向接缝。在纵横向接缝上存在不密实层。,存在不密实层的原因：,由于接坡面临空，压实机械有一定安全距离，因此坡面上有一定厚度不密实层；,另外铺料不可避免的溜滑，也增加了不密实层厚度。,不密实层的处理：这部分在相邻块段填筑时必须处理，处理方法一般采用留台法或削坡法。,5.,对于汽车上坝或光面压实机具压实的土层，应刨毛处理，以利于层间结合。通常刨毛深度为,3-5cm,。,II-,铺料,-,横向、纵向接缝问题,1.,压实方法,有两种方法：进退错距法和圈转套压法。,国内多采用进退错距法,进退错距法：在碾压带的两侧先往复压够遍数后，再进行错距碾压。错距宽度,b(m,),按下式计算：,b=B/n,。,III,-,压实,二、土料压实,一）压实原理,土料压实特性,压实机械的压实作用,土料本身的性质,粘性土,-,克服粘结力,粘性土透水性小，排水困难，压缩过程慢，故难以达到固结压实,非粘性土,-,克服内摩擦力。,非粘性土透水性大，排水容易，压缩过程快，能很快达到压实。,颗粒组成情况,颗粒越细，孔隙比就越大，越不易压实；,故粘性土的压实干表观密度低于非粘性土的压实干表观密度。,级配特点,级配好，越不均匀，越易压实。,级配差，越均匀，越不易压实。,含水量大小,粘性土,最优含水量；非粘性土,对含水量不做专门控制；,压实功能,压实功增加，干表观密度增大，最优含水量减小。,土料压实特性,1),分类,碾压、夯击和震动三种,2),作用和特点,碾压,静压力,夯击,瞬时动力,震动,周期性的重复动力,土料压实特性,二、土料压实,二,),压实机械的分类及压实方法,1,）羊脚碾,2,）震动碾,3,）气胎碾,4,）夯实机械,羊脚碾,适用于粘性土料的压实。,羊角碾：,碾压滚筒设有交错排列的截头圆锥体。,羊脚插入土中，羊脚端部和侧向同时压实。,羊脚对表层土有翻松作用，无需刨毛就能保证土料良好的层间结合。,振动碾,适用于压实非粘性土石料,它是振动和碾压作用相结合的压实机械,振动力的大小，取决于振幅和频率,压实厚度，不仅取决于碾重，而且与振动力有关,压实厚度大，生产率高,震动碾,气胎碾的特点,对土体的接触压力分布均匀，而且作用时间长，压实效果好，压实的土层厚度大，生产效率高。,气胎碾可通过改变充气压力来调节接触应力，适宜于压实粘性土及非粘性土。,平碾碾滚是刚性的，不能适应土体的变形，荷载过大就会使碾滚的接触应力超过土体极限强度，这就限制了这类碾超重型方向发展。,气胎碾却不然，随着荷载的增加气胎与土体的接触面积增大，接触应力仍不致超过土体的极限强度。所以只要牵引力满足要求，就不妨碍气胎碾朝重型方向发展。,可以夯实粘性土和非粘性土,借助与夯体下落的动能压实土料,通常由起重机或挖掘机改装,大型夯能夯实较厚土层，小型夯能夯实碾压机械不能压到的边角和接头部位,夯实机械特点,二、土料压实,三,),压实机械的选择,1,）原则；,2,）适用情况,可能取得的设备类型；,能满足设计压实标准；,与压实土料的物理力学性质相适应；,满足施工强度要求；,设备类型、规格与工作面的大小、压实部位相适应；,施工队伍的现有装备和施工经验,三、结合部位的施工,结合部位是影响坝体整体性和质量的关键部位，也是施工中的薄弱环节，还会影响到坝体的填筑速度；,因此，对此部位施工必须采取可靠的技术措施，加强质量控制和管理，确保坝体的填筑质量满足设计要求。结合部位如下：,一）坝基结合面,二）与岸坡及混凝土建筑物的结合,三）坝体纵横向接坡及接缝,三、结合部位的施工,一）坝基结合面,基础部位填土，一般采用薄层轻碾方法，不允许用重型碾或重型夯。,当填筑厚度达到,2m,以后，才可使用重型压实机械。,二）与岸坡及混凝土建筑物结合,填土前，将结合面污物冲洗干净，清除松动岩石；,然后，在结合面上洒水湿润，涂刷一层厚约,5mm,的浓粘土浆或浓水泥粘土浆或水泥砂浆。目的是防止接触冲刷和渗透。,边涂刷，边铺土，边碾压。保证粘结强度。,防渗体与岸坡结合处，宽度,1.5-2m,范围内或边界处，不得使用羊角碾、夯板等重型机具。,砾质土、掺和土与岸坡或混凝土建筑物结合处，应填筑,1-2m,宽塑性较高而透水性低的土料，避免直接与粗料接触。,三、结合部位的施工,三）坝体纵横向接坡与接缝,一般情况下，填筑面应力争平起。,斜墙及窄心墙不应留有纵向接缝；,防渗体及均质坝的横向接坡不应陡于,1:3,，高差不超过,15m,。,均质坝上的纵向接缝，宜采用不同高度的斜坡和平台相间形式。,坝体接坡面可用推土机自上而下削坡。,注意接坡与接缝的概念区别。,四、反滤料、垫层料、过渡料的施工,反滤料、垫层料、过渡料方量不大，但铺料要求高，压实标准高，分区线控制严。,一）填筑方法,1,、削坡法,2,、挡板法,3,、松坡接触平起法,:,有先土后砂,先砂后土,土砂平起。,削坡法和挡板法不适于机械化施工，故已不再使用。,二）压实,应采用不同的压实机械分别压实，注意保证接触部位的质量。,三、压实标准与压实参数,一）压实标准,1,）粘性土料,-,两个指标,设计干表观密度,d,施工含水量,2),非粘性土料,砂土或砂砾石：相对密实度,D,石渣或堆石体：孔隙率,3),换算公式,三、压实标准与压实参数,二）压实参数,1),机械参数,碾重、压力等,2),施工参数,铺土厚度、碾压遍数、含水量等,三）压实试验,1),试验方法,逐步收敛法现场试验,-,固定其他参数，变动一个参数，通过试验得到该参数的最优值。将优选的参数和其他参数固定，再变动另一个参数，用试验确定其最优值。以此类推，得到每个参数的最优值。最后将这组最优参数进行一次复核试验。,2),压实参数的确定,根据设计干表观密度,d,，可分别查出不同铺土厚度所需的碾压遍数,a,b,c,及相应的最优含水量,d,e,f,。然后以单位压实遍数的压实厚度进行比较，以单位压实遍数的压实厚度最大者为最经济合理。即,Minh,1,/a,h,2,/b,h,3,/c,第四节 土石坝施工的质量控制,施工质量的检查与控制是土石坝安全的重要保证，它贯穿于土石坝施工的各个关节和施工全过程。,第四节 土石坝施工的质量控制,一、料场的质量检查和控制,二、坝面的质量检查和控制,三、质量事故处理,一、料场的质量检查和控制,一）土料场,1,、土质情况,2,、土块大小,3,、杂质含量,4,、含水量,二）石料场,石质、风化程度、爆落块料大小、级配及形状等方面。,一、料场的质量检查和控制,三）含水量调整,1,、含水量偏高时解决的办法,a.,改善料场的排水条件和采取防雨措施；,b.,将含水量偏高的土料进行翻晒处理，或者轮换掌子面开挖；,c.,机械烘干法。,2,、含水量偏低时解决的办法,a.,加水。,对于粘性土料应考虑在料场加水（分块筑畦埂、灌水浸渍、轮换取土）；,对于非粘性土料，用洒水车在坝面喷洒加水。,3,、含水量不均匀时解决的办法,a.,堆筑大土堆,(,“,土牛,”,),。,二、坝面的质量检查和控制,坝面的质量检查和控制非常重要。,在坝面作业中，主要是对以下几项进行检查，并提出质量控制措施。,a.,铺土厚度；,b.,填土块度；,c.,含水量大小；,d.,压实后的干容重。,对于粘性土含水量是关键，对砂土干容重是关键。,1,、密度的检查测定,2,、室内试验,3,、重点部位的检查,4,、压实参数和填料质量,对于检查中发现的问题应分析原因，找出解决办法，及时纠正。所有的检查记录，应及时整理，编号存档，作为施工过程质量管理的依据，也作为坝体运行后长期观测和事故分析的佐证。,二、坝面的质量检查和控制,三、质量事故处理,一）干缩、冻融裂缝,干缩裂缝多发生在施工期上下游坝坡或坝顶的填筑面，呈龟裂状。,防止方法：及时作好护坡和保护层。对已出现裂缝可采用开挖回填或将裂缝全部铲除重新回填。,对均质坝，缝长不超过,0.5m,，缝宽不超过,5mm,，也可不处理。,二）沉陷裂缝,产生原因：,（,1,）由于岸坡过陡或坡率变差大；,（,2,）地基沉降不均匀；,（,3,）黄土湿陷变形；,（,4,）坝体施工期填筑高差过大及坝体压实不够产生沉陷裂缝。,对横向裂缝不论大小都应严格处理，防止贯穿坝体漏水失事。,可采用的办法开挖回填或灌浆处理。,三、质量事故处理,三、质量事故处理,三）滑坡裂缝,产生原因：,施工质量不好；,设计边坡陡于稳定边坡；,填筑土料含水量过大或地基有含水量大的淤泥层。,一般可采取坝脚压重或放缓边坡；或采取防渗、导渗措施。,三、质量事故处理,四）坝体及坝基异常渗漏,往往是因施工不当造成的。,土坝渗漏处理原则是：,上截：基本措施可归纳为垂直防渗和水平防渗两种形式；,下排：排水应有可靠的反滤。,第五节 面板堆石坝的施工,面板堆石坝有混凝土面板和沥青混凝土面板，其防渗由面板、趾板和基础防渗组成，其特点是：堆石坝体能直接挡水或过水，简化了施工导流与渡汛，枢纽布置紧凑，充分利用当地材料，面板可分期施工，便于机械化施工，施工受气候条件影响小。,混凝土面板堆石坝施工,沥青混凝土面板堆石坝施工,第五节 面板堆石坝的施工,一、面板堆石坝概述,二、堆石坝体材料分区,三、垫层料和趾板的施工,四、钢筋混凝土面板的施工,五、沥青混凝土面板施工,一、面板堆石坝概述,面板堆石坝是近期发展起来的新坝型,它具有适应好，工期短、投资省、施工简便、运行安全、工程量小的优点，是土石坝中工程量最省，投资最小的一种坝型，也是施工最快捷方便的一种坝型。,近年来，由于设计理论、施工机具和施工方法的发展，显示出它在各种坝型中具有极大的竞争力，在坝工建设有特殊重要的地位。,水布垭,天生桥,天生桥,三板溪,三板溪,紫坪铺,紫坪铺,公伯峡,公伯峡,二、堆石坝体材料分区,一）坝体分区,坝体部位不同，受力状况不同，对填筑材料的要求也不相同，所以对坝体进行分区。,常常分为面板、垫层区、过渡区、主堆石区、下游堆石区。,趾板,趾板是布置在防渗面板的周边、座落在河床及两岸基岩上的混凝土结构。,趾板与面板共同作用，形成坝基以上的防渗体，同时趾板与经过固结灌浆、帷幕灌浆处理后的稳定基岩连成整体，封闭地面以下的渗流通道，从而形成一个完整的防渗体系。,因此，趾板是一个承上启下的防渗结构。,由于坝体堆石在自重及水荷载作用下，可能产生变形，而河床及两岸的基岩相对来说变形则小得多，为此，建造在堆石体上的面板与设置在基岩上的趾板之间，通过具有柔性止水的周边缝来协调二者的变形不连续性。,趾板的主要作用是：保证面板与坝基间的不透水连接；作为基础灌浆的盖板；当采用滑动模板施工时，趾板可作为滑动模板施工的开始工作面。,趾板体型,趾板轴线（趾板基准线）,图中,“,x,”,点为面板底面线与趾板底面的交点，是趾板设计、施工的控制点。各截面的,“,x,”,点连线即面板设计底平面与趾板底平面的贯穿线,),，称为趾板的基准线，亦称趾板轴线。,趾板横断面图,z,点为面板底面线与趾板下游端面线的交点，是坝体填筑时上游面的起始控制点。各段趾板横截面上的,“,z,”,点应在同一平面上，即在面板底平面上，以保证大坝上游填筑面为一平整面。,趾板头部斜长段,(QT),是作为面板滑模施工时起始工作面，要求该段与防渗面板在同一平面，即,QT,段的坡度与面板坡度相同，该段的长度一般要求不小于,0.8m,。,为使面板边缘能够自由下沉，避免硬性支承，消除面板固端应力。趾板下游端面应垂直面板，即,QT,TE,；同时要求面板下部与基岩面之间应保持一定厚度的堆石体。,公伯峡,大桥,100m,以上的堆石坝的面板上游面下部应设上游铺盖区及重盖区。,二、堆石坝体材料分区,二）面板坝的施工程序,岸坡坝基开挖清理,趾板基础及坝基开挖,趾板混凝土浇筑,基础灌浆,分期分块填筑主堆石料区（垫层料平起上升）,（至分期分块高度）滑模浇混凝土面板,填筑下期坝体,下期混凝土面板,坝顶,三、垫层料和趾板的施工,一）垫层料的施工,1,、垫层料的填筑,垫层料为人工碎石或级配良好的沙砾石料，先超填，然后修整和压实。,2,、垫层坡面的防护,为了防冲、挡水和提供良好的工作面要对垫层坡面进行防护，一般采用喷乳化沥青、喷射混凝土或摊铺碾压水泥砂浆。,三、垫层料和趾板的施工,3,、挤压边墙技术,采用挤压式边墙施工法进行上游垫层料坝坡的施工,代替传统的斜坡碾压砂浆方法。,采用挤压式边墙后，由于边墙在边坡上的限制作用，垫层料不需要超填，施工安全性高。,三、垫层料和趾板的施工,二）趾板的施工,趾板必须在填筑前完成开挖与浇筑，其施工步骤为：开挖,清理工作面,测量放线,锚杆施工,立模安止水片,架设钢筋,预埋件埋设,冲洗仓面,混凝土浇筑,养护。,挤压边墙施工,挤压边墙施工,垫层碾压施工,趾板施工,四、钢筋混凝土面板的施工,一）钢筋和止水,钢筋采用现场绑扎焊接或预制钢筋网片现场拼装，止水成型后在现场焊接。,二）模板,有轨滑模和无轨滑模。,三）混凝土浇筑,面板采用滑模连续浇注（拉模浇注），按高度分为一次拉模、二次拉模和三次拉模到顶的浇注方法。,五、沥青混凝土面板施工,一）温度控制,沥青混凝土施工过程温度控制十分严格，必须保证各工序的温度在设计的范围内。,二）施工特点,铺填及压实层薄，通常板厚,1030cm,，施工压实层厚仅,510cm,，且铺填压实均在坡面上进行。,三）施工机械,沥青混凝土的铺填和压实采用机械化流水作业施工。,第六节 土石坝的冬雨季施工,土石坝施工，受外界气候影响较大，特别是冬雨的施工，有效工作日大为减少，造成施工强度的不均匀，影响工程进度，所以需要采取专门措施解决冬雨季施工的问题。,第六节 土石坝的冬雨季施工,一、土石坝的冬季施工,二、雨季施工,一、土石坝的冬季施工,当温度小于零,0,时，粘土应按低温季节施工；当温度小于,-10,时，一般不宜填筑土料。,一）冬季施工的问题,1,、冻结使强度增高，不易压实；,2,、冻土融化使强度和稳定性降低；,3,、还容易产生渗漏和塑性滑动。,一、土石坝的冬季施工,二）冬季施工的措施,由于填筑材料存在过冷现象，采用适当的措施仍可保证冬季施工的质量。具体措施有：,1,、防冻,降低土料的含水量；降低土料的冻结温度（加盐等）；快速施工，减少运输和压实过程中的热量损失，在下层未冻结前覆盖。,2,、保温,主要在料场，采用隔热材料、积雪、冰层覆盖，或松土进行保温。,3,、加热,搭暖棚进行加热。,4,、加大压实功能,采用重型碾压机械。,二、雨季施工,由于防渗土料的含水量有严格的要求，如果在雨季进行防渗体的施工，总的原则是,“,避开、适应和防护,”,，通常采取如下措施：,1,、合理安排施工，改进施工方法,做好料场排水，合理安排的取土堆存；坝壳料与防渗体施工合理安排；雨前快速压实表层松土，然后将设备撤除填筑区，保护坝面；填筑面略向上下游倾斜，以利排水；加强路面维护和排水措施。,二、雨季施工,2,、增加防雨措施，保证更多有效工作日,在坝面增设防雨棚，覆盖坝面，避免雨水渗入，缩短停工时间。,3,、改造粘性土料特性，使之适应雨季作业,主要是在粘性土料中掺和非粘性土料。,复习题,一、填空题,1.,土石坝施工需要对料场从,_,、,_,、,_,与,_,等方面进行全面规划。,2.,土石坝施工，坝面铺料行之有效的方法是,_,、,_,、,_,、,_,、,_,、,_,。,3.,常用的碾压机械有,_,、,_,与,_,。,4.,压实粘性土的压实参数包括,_,、,_,及,_,。,空间,时间 质量 数量,算方上料 定点卸料 随卸随平 定机定人 铺平把关 插钎检查,羊脚碾 振动碾,气胎碾,铺土厚度,碾压遍数 最优含水量,一、填空题,5.,压实非粘性土的压实参数包括,_,、,_,。,6.,土石坝冬季施工，可采取,_,、,_,、,_,三方面的措施。,7,土石坝冬季施工，对粘性土应将含水量降低到塑限的,_,倍。土料中的冻土块含量不超过,_,。冻土块直径不超过铺土层厚的,_,。,8.,土石坝雨季施工的防雨措施可以采用,_ _,、,_,、,_,。,铺土厚度,碾压遍数,防冻,保温 加热,0.9,15%,1/3,1/2,雨前压成,光面 坝面向外筑成缓坡 用帆布或塑料布覆盖,二、选择题,二、选择题,1.,土石坝施工料场规划实际可开采总量与坝体填筑量之比，土料一般为,_,。,A,2,2.5,B,1.5,2.0,C,1.0,1.5,2.,料场内装料面的间距以,_m,为宜。,A,200,B,150,C,100,3.,挖掘机开挖、自卸汽车运输两者配套时，自卸汽车运距为,2.0km,，车厢和铲斗容量的合理比值为,_,。,A.3,5,B.4-7,C.7,10,A,C,B,二、选择题,4.,心墙坝或斜墙坝施工，坝面应向上游倾斜,_,的坡度。,A.1%,2%B.3%,4%,C.4%,5%,5.,振动碾的压实影响深度可达,_,以上。,A.0.5m,B.0.8m,C.1.0m,6.,土石坝粘性土防渗体碾压部位的干容重、含水量取样次数为,_,。,A,1,次,/,（,100200,）,m,3,B.1,次,/,（,200400,）,m,3,C.1,次,/,（,400600,）,m,3,A.,C.,A.,三、判断题,1.,正向铲挖掘机适于挖掘停机面以下的土方和水下土方。,(),2.,土石坝施工中。因挖、运、填是配套的，所以开挖强度、运输强度均与上坝强度数值相等。,(),3.,土石坝施工坝面流水作业的流水工段数应等于流水工序数。,(),三、判断题,4.,羊足碾只能用压实粘性土，振动碾最适宜于压实非粘性土。,(),5.,土石坝的压实标准对非粘性土的一级建筑，其现对密度,D,可取,0.70.75,。,(),6.,一般说，冬季土石坝施工，开采温度不低于,510,、碾压温度不低于,2,，便能保证土料的压实效果。,(),