水電工程管理與實(shí)務(wù):土石壩施工
土石壩施工:
1.根據施工方法的不同,土石壩分為分層干填碾壓(碾壓式)、水中填土、水力沖填(包括水墜壩)和定向爆破修筑等類(lèi)型。其中,碾壓式土石壩最為普遍。
2.壓實(shí)機械:壓實(shí)機械分為靜壓碾壓、振動(dòng)碾壓、夯擊三種基本類(lèi)型。其中靜壓碾壓設備有羊腳碾、氣胎碾等;夯擊設備有夯板等。
?。?)靜壓碾壓的作用力是靜壓力,其大小不隨作用時(shí)間而變化。
?。?)夯擊的作用力為瞬時(shí)動(dòng)力,有瞬時(shí)脈沖作用,其大小隨時(shí)間和落高而變化。
?。?)振動(dòng)的作用力為周期性的重復動(dòng)力,其大小隨時(shí)間呈周期性變化,振動(dòng)周期的長(cháng)短,隨振動(dòng)頻率的大小而變化。與靜壓碾壓相比,具有重量輕,體積小,碾壓遍數少,深度大,效率高的優(yōu)點(diǎn)。
3.土料填筑標準:
?。?)黏性土的填筑標準:以壓實(shí)度和最優(yōu)含水率作為設計控制指標。設計最大干密度應以擊實(shí)最大干密度乘以壓實(shí)度求得。1級、2級壩和高壩的壓實(shí)度應為98%~100%,3級中低壩及3級以下的中壩壓實(shí)度應為9 6%~98%。設計地震烈度為8度、9度的地區,宜取上述規定的大值。
?。?)非黏性土的填筑標準:砂礫石和砂的填筑標準應以相對密度為設計控制指標。砂礫石的相對密度不應低于0.75,砂的相對密度不應低于0.7,反濾料宜為0.7。
4.壓實(shí)參數的確定:
?。?)主要包括碾壓機具的重量、含水量、碾壓遍數及鋪土厚度等,對于振動(dòng)碾還應包括振動(dòng)頻率及行走速率等。
?。?)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。ωp為土料塑限。
?。?)分別計算單位壓實(shí)遍數的壓實(shí)厚度進(jìn)行比較,以單位壓實(shí)遍數的壓實(shí)厚度最大者為最經(jīng)濟、合理。
?。?)對非黏性土料的試驗,不考慮含水量,只需作鋪土厚度、壓實(shí)遍數和干密度r,d的關(guān)系曲線(xiàn)。
5.碾壓土石壩的施工作業(yè),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):包括“四通一平”通車(chē)、通水、通電、通信、平整場(chǎng)地)、修建生產(chǎn)、生活福利、行政辦公用房以及排水清基等項工作。
基本作業(yè):包括料場(chǎng)土石料開(kāi)采,挖、裝、運、卸以及壩面作業(yè)等。
輔助作業(yè):輔助作業(yè)是保證準備及基本作業(yè)順利進(jìn)行,創(chuàng )造良好工作條件的作業(yè),包括清除施工場(chǎng)地及料場(chǎng)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):附加作業(yè)是保證壩體長(cháng)期安全運行的防護及修整工作,包括壩坡修整,鋪砌護面塊石及鋪植草皮等。
6.壩體填筑中的街接頭處理:
(1)在壩體填筑中,層與層之間分段接頭應錯開(kāi)一定距離,同時(shí)分段條帶應與壩軸線(xiàn)平行布置,各分段之間不應形成過(guò)大的高差。接坡坡比一般緩于l:3。
(2)壩體填筑中,為了保護黏土心墻或黏土斜墻不致長(cháng)時(shí)間暴露在大氣中遭受影響,一般都采用土、砂平起的施工方法。土、砂平起填筑,采用兩種施工方法: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,即先填砂礫反濾料后填土料。
(3)對于壩身與混凝土結構物(如涵管、刺墻等)的連接,靠近混凝土結構物部位不能采用大型機械壓實(shí)時(shí),可采用小型機械夯或人工夯實(shí)。填土碾壓時(shí),要注意混凝土結構物兩側均衡填料壓實(shí),以免對其產(chǎn)生過(guò)大的側向壓力,影響其安全。相關(guān)土石類(lèi)與混凝土的鏈接均采用類(lèi)似的方法和思路。
7.土石壩的施工質(zhì)量控制:包括料場(chǎng)的質(zhì)量檢查和控制、壩面的質(zhì)量檢查和控制。
?。?)料場(chǎng)的質(zhì)量檢查和控制:
a.對所取土質(zhì)情況、土塊大小、雜質(zhì)含量和含水量等。其中含水量的檢查和控制尤為重要。簡(jiǎn)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?;蛴糜煤繙y定儀測定,即插即讀。
b.若土料的含水量偏高,則應改善料場(chǎng)的排水條件和采取防雨措施,翻曬處理,輪換掌子面或者機械烘干法進(jìn)行處理。
c.當含水量偏低時(shí),對于黏性土料應考慮在料場(chǎng)加水。方法:分塊筑畦埂,灌水浸漬,輪換取土和噴灌機噴灑,但都應進(jìn)行現場(chǎng)檢驗。對非黏性土料可用灑水車(chē)在壩面噴灑加水,避免運輸時(shí)從料場(chǎng)至壩上的水量損失。
d.含水量不均勻時(shí),堆筑“土牛”(大土堆)。
e.經(jīng)常檢查石質(zhì)、風(fēng)化程度、石料級配大小及形狀等是否滿(mǎn)足上壩要求。
?。?)壩面的質(zhì)量檢查和控制:
a.對鋪土厚度、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。對黏性土,含水量的檢測是關(guān)鍵。干密度的測定,黏性土一般可用體積為200~500cm 3的環(huán)刀取樣測定;砂可用體積為500cm 3的環(huán)刀取樣測定;礫質(zhì)土、砂礫料、反濾料用灌水法或灌砂法測定;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(shí),也用灌水法測定。
b.選定固定取樣斷面,沿壩高5~10m,取代表性試樣(總數不宜少于30個(gè))進(jìn)行室內物理力學(xué)性能試驗,作為核對設計及工程管理之根據。
c.非黏性土的填筑,主要應控制壓實(shí)參數:25m×25m,1~2個(gè);50m,不得少于4個(gè)。
挖運的方案選擇(技術(shù)、經(jīng)濟分析比較):挖掘機的產(chǎn)出量÷汽車(chē)運載量=斗數(取2~5為宜)
方案設計(施工強度計算、施工機械數量計算、主導機械數量驗算):配置中,由于挖掘機為主導機械且臺班費高于汽車(chē),所以應出現車(chē)等機而避免出現機等車(chē)的現象。則車(chē)的運載能力要略大于機得生產(chǎn)能力。結合實(shí)際案例和相關(guān)知識掌握。

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