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2014.09,执业资格培训包,一级建造师水利水电工程管理与实务1F410000水利水电工程技术主讲人胡老师安徽水利水电职业技术学院,水利水电建筑工程,,,,1F415000土石坝工程,1F415010土石坝施工技术,,,1F415011掌握土石料场的规划一、料场规划的基本内容（一）空间规划空间规划系指对料场位置、高程的恰当选择，合理布置。规划要求上坝运距尽可能短。高程上有利于重车下坡。不应因取料影响坝的防渗稳定和上坝运输。坝的上下游、左右岸最好都选有料场，保证坝体均衡上升。使用原则低料低用，高料高用，当高料场储量有富裕时，亦可高料低用。同时料场的位置应有利于布置开采设备、交通及排水通畅。对石料场尚应考虑与重要建筑物、构筑物、机械设备等保持足够的防爆、防震安全距离。,1F415010土石坝施工技术,（二）时间规划根据施工强度和坝体填筑部位变化选择料场使用时机和填料数量。使用原则上坝强度高时用近料场，低时用较远的料场，使运输任务比较均衡。对近料和上游易淹的料场应先用，远料和下游不易淹的料场后用；含水率高的料场旱季用，含水率低的料场雨季用。在料场使用规划中，还应保留一部分近料场供合龙段填筑和拦洪度汛高峰强度时使用,1F415010土石坝施工技术,（三）料场质与量的规划即质量要满足设计要求，数量要满足填筑的要求。在选择和规划使用料场时，应对料场的地质成因、产状、埋深、储量以及各种物理力学指标进行全面勘探和试验。勘探精度应随设计深度加深而提高。在施工组织设计中，进行用料规划，不仅应使料场的总储量满足坝体总方量的要求，而且应满足施工各个阶段最大上坝强度的要求。,1F415010土石坝施工技术,二、料场规划的基本要求1．充分利用基础开挖的渣料。2．料场规划应对主要料场和备用料场分别加以考虑。在主要料场要求质好、量大、运距近，且有利于常年开采；备用料场通常在淹没区外，保证坝体填筑不致中断。3．考虑料场查勘的精度、料场天然密度与坝体压实密度的差异，以及损失等。实际可开采总量与坝体填筑量之比一般为土料2～2.5；砂砾料1.5～2；水下砂砾料2～3；石料1.5～2；反滤料应根据筛后有效方量确定，一般不宜小于3。另外，全面考虑出料、堆料、弃料的位置，力求避免干扰以加快采运速度。,1F415010土石坝施工技术,1F415012掌握土石坝施工机械的配置一、挖运机械的类型（一）挖掘机械开挖机械主要是挖掘机。（二）挖装运组合机械挖运组合机械主要有推土机和铲运机；装运结合的机械则有装载机。（三）运输机械1．循环式运输机械有轨机车和汽车。2．连续运输机械带式运输机。不受地形限制，结构简单，运行方便灵活，生产率很高。,1F415010土石坝施工技术,二、施工机械的配置方法按照施工条件、工程进度和工作面的参数选择主要机械。根据主要机械的生产能力和性能选用配套机械。常用土方施工机械的经济运距如下1．推土机15～30m时，生产率最大。经济运距一般为30～50m，大型推土机的推运距离不宜超过100m。2．装载机运距一般不超过l00～150m；履带式装载机不超过100m。3．牵引式铲运机经济运距一般为300m。自行式铲运机一般为200300m。4．自卸汽车在运距方面的适应性较强。,1F415010土石坝施工技术,1F415013掌握土石坝填筑的施工碾压实验一、压实机械静压碾压、振动碾压、夯击三种基本类型。其中静压碾压设备有羊脚碾、气胎碾等；夯击设备有夯板等。,1F415010土石坝施工技术,二、土料填筑标准（一）黏性土的填筑标准含砾和不含砾的黏性土的填筑标准应以压实度和最优含水率作为设计控制指标。设计最大干密度击实最大干密度压实度1级、2级坝和高坝的压实度应为98100，3级中低坝及3级以下的中坝压实度应为96％～98％。设计地震烈度为8度、9度的地区，宜取大值。（二）非黏性土的填筑标准砂砾石和砂的填筑标准应以相对密度为设计控制指标。砂砾石的相对密度不应低于0.75，砂的相对密度不应低于0.7，反滤料宜为0.7。,1F415010土石坝施工技术,1F415010土石坝施工技术,三、压实参数的确定1．土料填筑压实参数重量、含水率、碾压遍数及铺土厚度等，对于振动碾还应包括振动频率及行走速率等。2．以单位压实遍数的压实厚度最大者为最经济、合理。3．对非黏性土料的试验，只需作铺土厚度、压实遍数和干密度的关系曲线,1F415014掌握土石坝填筑的施工方法一、土石坝施工内容土石坝分为干填碾压（碾压式）、水中填土、水力冲填（包括水坠坝）和定向爆破等类型。其中，碾压式土石坝最为普遍。施工作业准备作业、基本作业、辅助作业和附加作业。,1F415010土石坝施工技术,1．准备作业。包括“四通一平”及修建生产、生活福利、行政办公用房以及排水清基等项工作。2．基本作业。土石料开采，挖、装、运、卸以及坝面作业等。3．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。4．附加作业。坝坡修整，铺砌护面块石及铺植草皮等。,1F415010土石坝施工技术,三、坝面作业的基本要求施工程序包括铺料、整平、洒水、压实、质检等工序。可按流水作业进行组织。四、铺料与整平1．铺料宜平行坝轴线进行，厚度要匀，超径打碎，杂物剔除。防渗体内铺料，自卸汽车卸料宜用进占法倒退铺土，避免超压，引起剪力破坏。,1F415010土石坝施工技术,2．按设计厚度铺料整平是保证压实质量的关键。带式运输机或自卸汽车上坝卸料，推土机或平土机散料平土。3．（加水问题）黏性土料含水率偏低，主要在料场加水。非黏性土料，加水工作主要在坝面进行。石渣料和砂砾料压实前应充分加水，确保压实质量。4．光面土层，应刨毛处理，以利层间结合。通常刨毛深度3～5cm。,1F415010土石坝施工技术,五、碾压1．进退错距法操作简便，碾压、铺土和质检等工序协调，便于分段流水作业，压实质量容易保证。错距宽度b按下式计算bB／n式中B碾滚净宽（m）n设计碾压遍数。,1F415010土石坝施工技术,2．圈转套压法适用开行的工作面较大，适合于多碾滚组合碾压。优点生产效率较高。缺点重压、漏压过多，质量难以保证。,1F415010土石坝施工技术,六、接头处理1．层与层之间分段接头应错开一定距离；分段条带应与坝轴线平行布置，各分段之间不应形成过大的高差。接坡坡比一般缓于13。2．采用土、砂平起的施工方法。一种是先土后砂法，即先填土料后填砂砾反滤料；另一种是先砂后土法，即先填砂砾反滤料后填土料。3．对于坝身与混凝土结构物如涵管、刺墙等的连接，靠近混凝土结构物部位采用小型机械夯或人工夯实。混凝土结构物两侧均衡填料压实，以免对其产生过大的侧向压力，影响其安全。,1F415010土石坝施工技术,1F415015掌握土石坝的施工质量控制主要包括料场的质量检查和控制、坝面的质量检查和控制。一、料场的质量检查和控制1．对土料场应经常检查所取土料的土质情况、土块大小、杂质含量和含水率等。含水率的检查和控制尤为重要。简单办法是“手检”，即手握土料能成团，手指搓可成碎块，则含水率合适。更精确可靠的方法是用含水率测定仪测定，含水率测定仪使用快捷方便，测试结果直接从LCD读取，即插即读。,1F415010土石坝施工技术,2．含水率偏高，一方面应改善料场的排水条件和采取防雨措施，另一方面需将含水率偏高的土料进行翻晒处理，或采取轮换掌子面的办法，使土料含水率降低到规定范围再开挖。若以上方法仍难满足要求，可以采用机械烘干法烘干。3．当含水率偏低时，对于黏性土料应考虑在料场加水。采用分块筑畦埂，灌水浸渍，轮换取土。地形高差大也可采用喷灌机喷洒。无论哪种加水方式，均应进行现场试验。对非黏性土料可用洒水车在坝面喷洒加水，避免运输时从料场至坝上的水量损失。,1F415010土石坝施工技术,4．当土料含水率不均匀时，应考虑堆筑“土牛”（大土堆），使含水率均匀后再外运。5．对石料场应经常检查石质、风化程度、石料级配大小及形状等是否满足上坝要求。如发现不合要求，应查明原因，及时处理。,1F415010土石坝施工技术,二、坝面的质量检查和控制1．在坝面作业中，应对铺土厚度、土块大小、含水率、压实后的干密度等进行检查，并提出质量控制措施。对黏性土，含水率的检测是关键，可用含水率测定仪测定。干密度的测定，黏性土一般可用体积为200～500cm3的环刀取样测定；砂可用体积为500cm3的环刀取样测定；砾质土、砂砾料、反滤料用灌水法或灌砂法测定；堆石因其空隙大，一般用灌水法测定。当砂砾料因缺乏细料而架空时，也用灌水法测定。,1F415010土石坝施工技术,2．沿坝高5～10m，取代表性试样（总数不宜少于30个）进行室内物理力学性能试验，作为核对设计及工程管理之根据。3．对于反滤层、过渡层、坝壳等非黏性土的填筑，主要应控制压实参数。在填筑排水反滤层过程中，每层在25m25m的面积内取样1～2个；对条形反滤层，每隔50m设一取样断面，每个取样断面每层取样不得少于4个，均匀分布在断面的不同部位，且层间取样位置应彼此对应。反滤层的层间系数（D50／d50）和每层的颗粒不均匀系数（d60／d10）是否符合设计要求。如不符要求，应重新筛选，重新铺填。,1F415010土石坝施工技术,水利水电建筑工程,,,,1F415000土石坝工程,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,,,1F415021熟悉面板堆石坝坝体材料分区面板堆石坝上游面有薄层防渗面板，面板可以是刚性钢筋混凝土的，也可以是柔性沥青混凝土的。一、堆石材料的质量要求1．为保证堆石体的坚固、稳定，主要部位石料的抗压强度不应低于78MPa，当抗压强度只有49～59MPa时，只能布置在坝体的次要部位。2．石料硬度不应低于莫氏硬度表中的第三级，其韧性不应低于2kgm/cm2变脆性能。,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,3．石料的天然重度不应低于22kN／m3，石料的重度越大，堆石体的稳定性越好。4．石料应具有抗风化能力，其软化系数水上不低于0.8，水下不应低于0.85。5．堆石体碾压后应有较大的密实度和内摩擦角，且具有一定渗透能力。,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,图1F415021堆石坝坝体分区1A上游铺盖区；1B压重区；2垫层去；3A过渡区；3B主堆石区；3C下游堆石区；4主堆石区和下游堆石区的可变界限；5下游护坡；6混凝土面板,二、堆石坝坝体分区堆石体的边坡取决于填筑石料的特性与荷载大小，对于优质石料，坝坡一般在11.3左右。,IF415022熟悉堆石体填筑的施工质量控制堆石坝填筑施工质量控制关键是要对填筑工艺和压实参数进行有效控制。（一）填筑工艺1．坝体堆石料铺筑宜采用进占法，必要时可采用自卸汽车后退法与进占法结合卸料，应及时平料，并保持填筑面平整，每层铺料后宜测量检查铺料厚度，发现超厚应及时处理。,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,后退法优点减轻轮胎磨损；缺点摊平工作量大，且影响施工进度。进占法优点减轻了推土机的摊平工作量，使堆石填筑速度加快；缺点轮胎磨损较严重。,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,2．垫层料的摊铺多用后退法，以减轻物料的分离。当压实层厚度大时，可采用混合法卸料，即先用后退法卸料呈分散堆状，再用进占法卸料铺平，以减轻物料的分离。垫层料粒径较小，又处于倾斜部位，可采用斜坡振动碾或液压平板振动器压实。3．坝体堆石料碾压应采用振动平碾，其工作质量不小于10t。高坝宜采用重型振动碾，振动碾行进速度宜小于3km/h。各碾压段之间的搭接不应小于1.0m。,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,4．压实过程中，有时表层块石有失稳现象。为改善垫层料碾压质量，采用斜坡碾压与砂浆固坡相结合的施工方法。优点（1）施工工艺和施工机械设备简单，既解决了斜坡碾压中垫层表层块石振动失稳下滚，又在垫层上游面形成一坚固稳定的表面，可满足临时挡水防渗要求。（2）形成坚固的“结石层”，具有较小而均匀的压缩性和吸水性，对克服面板混凝土的塑性收缩和裂缝发生有积极作用。这种方法使固坡速度大为加快，对防洪度汛、争取工期效果明显。,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,（二）堆石坝的压实参数和质量控制1．堆石坝的压实参数碾重、行车速率、铺料厚度、加水量、碾压遍数。2．堆石坝施工质量控制（1）坝料压实质量检查，应采用碾压参数和干密度孔隙率等参数控制，以控制碾压参数为主。（2）铺料厚度、碾压遍数、加水量等碾压参数应符合设计要求，铺料厚度应每层测量，其误差不宜超过层厚的10％。,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,（3）坝料压实检查项目、取样次数见表,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,（4）坝料压实检查方法垫层料、过渡料和堆石料压实干密度检测方法，宜采用挖坑灌水（砂）法，或辅以其他成熟的方法。垫层料也可用核子密度仪法。垫层料试坑直径不小于最大料径的4倍，试坑深度为碾压层厚。过渡料试坑直径为最大料径的3～4倍，试坑深度为碾压层厚。堆石料试坑直径为坝料最大料径的2～3倍，试坑直径最大不超过2m。试坑深度为碾压层厚。（5）测定的干密度，其平均值不小于设计值，标准差不宜大于50g／m3。当样本数小于20组时，应按合格率不小于90％，不合格点的干密度不低于设计干密度的95％控制。,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,1F415023熟悉面板的施工方法一、混凝土面板的施工混凝土面板是面板堆石坝的主要防渗结构，厚度薄、面积大，在满足抗渗性和耐久性条件下，要求具有一定柔性，以适应堆石体的变形。主要包括混凝土面板的分块、垂直缝砂浆条铺设、钢筋架立、面板混凝土浇筑、面板养护等作业内容。,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,（一）混凝土面板的分块面板纵缝的间距决定了面板的宽度，由于面板通常采用滑模连续浇筑，因此，面板的宽度决定了混凝土浇筑能力，也决定了钢模的尺寸及其提升设备的能力。面板通常有宽、窄块之分。应根据坝体变形及施工条件进行面板分缝分块。垂直缝的间距可为12～18m。（二）垂直缝砂浆条铺设一般宽50cm，是控制面板体型的关键。砂浆由坝顶通过运料小车到达工作面，根据设定的坝面拉线进行施工，一般采用人工抹平，其平整度要求较高。砂浆强度等级与面板混凝土相同。砂浆铺设完成后，再在其上铺设止水，架立侧模。,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,（三）钢筋架立钢筋的施工方法一般采用人工在坝面上安装，加工好的钢筋从坝顶通过运料台车到达工作面，先安装架立筋，再用人工绑扎钢筋。1．面板宜采用单层双向钢筋，钢筋宜置于面板截面中部，每向配筋率为0.3％～0.4％，水平向配筋率可少于竖向配筋率。2．在拉应力区或岸边周边缝及附近可适当配置增强钢筋。高坝在邻近周边缝的垂直缝两侧宜适当布置抵抗挤压的构造钢筋，但不应影响止水安装及其附近混凝土振捣质量。3．计算钢筋面积应以面板混凝土的设计厚度为准。,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,（四）面板混凝土浇筑1．通常面板混凝土采用滑模浇筑。滑模由坝顶卷扬机牵引，在滑升过程中，对出模的混凝土表面要及时进行抹光处理，及时进行保护和养护。2．混凝土由混凝土搅拌车运输，溜槽输送混凝土人仓。12m宽滑模用两条溜槽人仓，16m的则采用三条，通过人工移动溜槽尾节进行均匀布料。3．施工中应控制入槽混凝土的坍落度在3～6cm，振捣器应在滑模前50cm处进行振捣。4．起始板的浇筑通过滑模的转动、平移平行侧移或先转动后平移等方式完成。转动由开动坝顶的一台卷扬机来完成，平移由坝顶两台卷扬机和侧向手动葫芦共同完成。,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,（五）面板养护养护是避免发生裂缝的重要措施。面板的养护包括保温、保湿两项内容。一般采用草袋保温，喷水保湿，并要求连续养护。面板混凝土宜在低温季节浇筑，混凝土入仓温度应加以控制，并加强混凝土面板表面的保湿和保温养护，直到蓄水为止，或至少90d。,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,二、沥青混凝土面板施工沥青混凝土施工过程中温度控制十分严格。沥青在泵送、拌合、喷射、浇筑和压实过程中对其运动黏度值应加以控制。二者应协调一致。沥青混凝土面板的施工特点在于铺填及压实层薄，通常板厚10～30cm，施工压实层厚仅5～10cm，且铺填及压实均在坡面上进行。,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,三、接缝止水施工接缝止水结构是面板堆石坝安全运行的关键问题之一，面板坝接缝包括趾板缝、周边缝、垂直缝（张性和压性缝）、防浪墙体缝、防浪墙底缝以及施工缝（水平缝）等，接缝止水材料包括金属止水片、塑料止水带、缝面嵌缝材料及保护膜等。,1F415020混凝土面板堆石坝施工技术,43,主持单位杨凌职业技术学院,参建单位安徽水利水电职业技术学院长江工程职业技术学院,
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