碾压式土坝施工

压实： 严格按照碾压试验确定的含水量，铺土 厚度，压实机械重量，压实遍数进行。对 汽车上坝或光面压实机械压实的土层，应 刨毛处理，以利层间结合。 ① 压实机械： a）粘性土料：粘结力是主要的。压实 机械一般采用羊角碾。 b）非粘性土：内摩擦力是主要的。压 实机械一般采用震动碾。
② 压实标准： 一般粘性土为干容重γd ，非粘性土为 土料的相对密度D来控制。其控制标准随 建筑物等级不同而异。
• 沟端开挖(图1.28(a))反铲挖土机停在沟端，向后 退着挖土。 • 沟侧开挖(图1.28(b))挖土机在沟槽一侧挖土，挖 土机移动方向与挖土方向垂直。
(3) 拉铲挖土机 拉铲挖土机工作时利用惯性，把铲斗甩出
后靠收紧和放松钢丝绳进行挖土或卸土，铲斗 由上而下，靠自重切土，可以开挖一、二类土 壤的基坑、基槽和管沟等地面以下的挖土工程， 特别适用于含水量大的水下松软土和普通土的 挖掘。拉铲开挖方式与反铲相似，可沟端开挖， 也可沟侧开挖。 (4) 抓铲挖土机 抓铲挖土机主要用于开挖土质比较松软， 施工面比较狭窄的基坑、沟槽、沉井等工程， 特别适于水下挖土。土质坚硬时不能用抓铲施 工。
填土施工Βιβλιοθήκη Baidu的分层厚度及压实遍数
压实机具 分层厚度(mm) 每层压实遍数
平碾
振动压实机 柴油打夯机 人工打夯
250～300
250～350 200～250 ＜200
6～8
3～4 3～4 3～4
4、 填土质量检查
填土压实后必须要达到密实度要求，填土密实度以设 计规定的控制干密度ρd(或规定的压实系数λ)作为检查
挖掘机的工作方式
(1) 正铲挖土机 – 正铲挖土机的工作特点是前进行驶，铲斗由 下向上强制切土，挖掘力大，生产效率高； 适用于开挖含水量不大于27%的一至三类土， 且与自卸汽车配合完成整个挖掘运输作业； 可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。 – 正铲挖土机的开挖方式，根据开挖路线与运 输车辆的相对位置的不同，挖土和卸土的方 式有以下两种：
⒈防渗料 防渗的土料最基本的要求： 防渗性：渗透系数不大于l×10-5cm/s时， 一般即可满足要求 。 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。
⒉坝壳料 工程实践中，堆石、砂砾石及风化料等 均可作为坝壳料。 堆石（含漂卵石、石渣料） 堆石是最好的筑坝材料，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。
2 、土方机械的选择
2.1 土方机械选择的原则
施工机械的选择应与施工内容相适应； 土方施工机械的选择与工程实际情况相结合； 主导施工机械确定后，要合理配备完成其他
辅助施工过程的机械； 选择土方施工机械要考虑其他施工方法，辅 助土方机械化施工
2.2 土方开挖方式与机械选择 (1) 平整场地常由土方的开挖、运输、填
铺土、平土、洒水、压实、质检等工序。 坝面作业工作面狭窄，工种多，工序 多，机械设备多，施工时必须妥善的安排 施工组织规划 。坝面作业是保证坝体施工 质量的关键，各道工序应把好质量关。
2. 坝面作业的施工特点：
工作面狭窄，工种多，工序多，机械 设备多，故常用流水作业组织坝面的施 工，避免因施工干扰、窝工而延误进度， 影响工程质量，造成浪费。
流水作业： 在土石坝（或其它工程）施工中，为 避免窝工、延误进度，提高工程质量而采 取的一种各专业队按照工序依次进入各工 作阶段连续施工的一种施工组织方式。 坝面流水作业保证了施工过程中，人， 地、机具三不闲。从而避免了施工干扰。 有利于坝面作业，多、快、好、省安全的
进行。
3. 坝面施工各工序的施工要求
1.2 铲运机
按行走方式分为牵引式铲运机和自行式铲运机；按

铲斗操纵系统分，有液压操纵和机械操纵两种。 为了提高铲运机的生产效率，可以采取下坡铲土、 推土机推土助铲等方法，缩短装土时间，使铲斗的 土装得较满。 助铲法：根据填、挖方区分布情况，结合当地具体 条件，合理选择运行路线，提高生产率。一般有环 形路线和“8”字形路线两种形式。
土石坝施工中开挖运输方案主要有以下 几种： 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
第四节
坝面作业
在坝基清理和基础处理等作业完成之 后，就可以全面开展坝面作业。
1. 坝面作业的施工程序：
三、料场优化的基本方法 土石方平衡的原则：充分而合理地利用 建筑物开挖料。
1．填挖料平衡计算 2．土石方调度优化 3．弃料处理
第二节 土方机械化施工
1. 常用土方施工机械
1.1 推土机
按行走的方式，可分为履带式推土机和轮胎式推土

机。 履带式推土机附着力强，爬坡性能好，适应性强； 轮胎式推土机行驶速度快，灵活性好。 目前，我国生产的履带式推土机有东方32100、T120、黄河220等；轮胎式推土机有TL160等。
2. 时间规划 考虑施工强度及坝体填筑部位的变化， 随着季节及坝前蓄水情况，料场的工作条 件也在变。一般填筑强度较高时，选择距 离近的料场；填筑强度较低时，选择距离 远的料场。这样可以时运输任务均衡。
3. 料场质与量的规划 ①质：对料场的地质成因、产状、埋 深、储量及各种物理力学指标进行仓面勘 探和试验。 ②量：对施工的各个用料多少，用料 分配和开采程序有统一的规划布置。
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：防护及整理、坝坡整理、 植草皮。
第一节
土石料场规划
土石坝的土石料用量很大 ，为了保证 质量、节约投资，加快施工进度，有必要 从空间、时间，质与量等方面进行全面的 规划。 一、土石坝筑坝材料及其要求 料场土料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。
• 正向挖土，侧向卸土(图1.26(b)) • 正向挖土，反向卸土(图1.26(a))
(2) 反铲挖土机 – 反铲挖土机的工作特点是机械后退行驶，铲 斗由上而下强制切土，用于开挖停机面以下 的一至三类土，适用于挖掘深度不大于4m 的基坑、基槽、管沟，也适用湿土、含水量 较大的及地下水位以下的土壤开挖。 – 反铲挖土机的开行方式有沟端开挖和沟侧开 挖两种。
环形路线
见图1.23 “8”字形路线 见图1.24
环形路线
“8”字形路线
1.3 单斗挖土机 – 单斗挖土机按工作装置不同，可分为正铲、 反铲、拉铲和抓铲四种(图1.25)。 – 单斗挖土机按其操纵机构的不同，可分为机 械式和液压式两类。 – 液压式单斗挖土机的优点是能无级调速且调 速范围大；快速作业时，惯性小，并能高速 反转；转动平稳，可减少强烈的冲击和振动； 结构简单，机身轻，尺寸小；附有不同的装 置，能一机多用；操纵省力，易实现自动化。
⒊反滤料和过渡料 反滤料一般要满足坚固度要求，应尽量 避免用纯砂做反滤料。
二、料场规划的原则 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，而且还会影响 到工程的生态环境和国民经济其他部门。 施工前应从空间、时间、质与量等方面 进行全面规划。
1. 空间规划：料场的位置、高程的恰当选 择，合理布置。 ① 运距尽可能短，高程上有利于重车 下坡，减少运输机械功率的消耗； ② 左右岸最好都有料场，有利上下由 左右岸同时供料，还可以减少干扰，保证 坝体均衡上升；
土的最佳含水量和最大干密度参考表 变动范围 项次 土的种类 最佳含水量(%) 最大干密度 (质量比) (g/cm3) 砂土 8～12 1.80～1.88
1
2
3 4
粘土
粉质粘土 粉土
19～23
12～15 16～22
1.58～1.70
1.85～1.95 1.61～1.80
3.3 铺土厚度的影响 – 在压实功作用下，土中的应力随深度增加而 逐渐减小(图1.35)，其压实作用也随土层深 度的增加而逐渐减小。 – 各种压实机械的压实影响深度与土的性质和 含水量等因素有关。 – 对于重要填方工程，其达到规定密实度所需 的压实遍数、铺土厚度等应根据土质和压实 机械在施工现场的压实试验决定。若无试验 依据应符合表1.8的规定。
标准。 土的控制干密度与最大干密度之比称为压实系数。 即可计算出填土控制干密度ρd的值。
土的最大干密度乘以规范规定或设计要求的压实系数， 土的实际干密度可用“环刀法”测定。 填方施工结束后，应检查标高、边坡坡度、压实程度
等应符合规定要求。
第三节
土石料挖运方案
土石坝施工有挖、运、填等各道工序 及匹配的工程机械来完成，构成“一条龙” 的生产流程，称为土石坝的综合机械化施 工。
第四章 土石坝工程
土石坝是一种充分利用当地材料的坝 型，它不仅有利于群众性施工，而且随着 大型高效施工机具的广泛应用，施工人数 减少，施工工期进一步缩短，施工费用显 著降低，施工条件日益改善。土石坝工程 的应用比任何坝型应用都广。
目前，国内外采用最多的土石坝为碾 压式土石坝。 碾压式土石坝的施工，包括： 1）准备作业：①一平：平整场地； ②三通：风、水、电 保证①②，可以创造良好的工作条件。 2）基本作业：土石料的开采，挖、装、 运、卸及坝面铺平、压实、质检。
在组织综合机械化施工中应遵循如下的 原则： 1.充分发挥主要机械的作用，有利于加 快施工进度，降低工程成本； 2.挖运机械应该根据工作特点配套选择； 有轨运输、连续式、循环式也可。 （带式运输机、斗轮挖掘机、自卸汽车） 连续式挖掘机与连续式运输机械相配套； 循环式挖掘机与循环式运输机械相配套。
3.机械配套要有利于使用、维修和管理 尽量利用一种机械完成几道工序，以减少 机械间的配套环节。 4.加强生产和管理，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。
物尽其用，充分利用永久和临时建筑 物基础开挖的渣料是土石坝料场规划的重 要原则，为此增加必要的施工技术组织措 施确保渣料的充分利用。 料场规划还应该考虑主要料场既质好、 量大、距近且利于长年开挖的料场；备用 料场即通常在淹没区外，当前者被淹没或 因库水位抬高、土料过湿或其它原因中断 时，则用备用料场保证坝体填筑不致中断。
铺土： a. 沿坝轴线方向进行，厚度要均匀。 b. 在进入防渗体填筑时，宜采用进占法 倒退铺土，使汽车始终在松土上进行，防 止超压，剪力破坏。 c.防止反滤料和防渗土料混淆，影响质 量。
平土： ①务使平土厚度均匀，保证压实质量。 ②对心墙或斜墙坝，坝面应向上游倾斜 1～ 2％的坡度，对均质坝，应使中部凸起 向两侧倾斜同样的坡度。 洒水： ①应做到“少，勤，均”，不应起伏凸 凹不平，防止雨水淤积。 ②对石渣及砂料充分加水，保证压实效 果。对非粘性土料，加水主要在坝面上进 行。
筑和压实等工序完成。
– 地势较平坦、含水量适中的大面积平整场地， 选用铲运机较适宜。 – 地形起伏较大，挖方、填方量大且集中的平 整场地，运距在1000m以上时，可选择正铲 挖土机配合自卸车进行挖土、运土，在填方 区配备推土机平整及压路机碾压施工。 – 挖填方高度均不大，运距在60～100m以内 时，采用推土机施工，灵活、经济。
3、 填土压实的影响因素
填土压实的主要影响因素为压实功、土的含水量以及
每层铺土厚度。 3.1 压实功的影响 填土压实后的密度与压实机械在其上所施加功的关 系见图1.33。
3.2 含水量的影响 – 填土含水量的大小直接影响碾压(或夯实)遍 数和质量。 – 较为干燥的土，由于摩阻力较大，而不易压 实；当土具有适当含水量时，土的颗粒之间 因水的润滑作用使摩阻力减小，在同样压实 功作用下，得到最大的密实度，这时土的含 水量称做最佳含水量(图1.34)。 – 各种土的最佳含水量和最大干密度见表1.7 所示。