土石坝施工技术
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压实方法按其作用原理分为碾压、夯击和振动三类。 1、羊脚碾 2、气胎碾 3、振动碾
图5-7 羊脚碾压实原理
图5-8 气胎碾压实原理
图5-9 振动碾构造示意图
4、夯实机械 (1)强夯机 (2)挖掘机夯板
图5-10 挖掘机夯板示意图
三、压实标准及参数确定 (一)压实标准
１、粘性土料 （１）压实干表观密度 （2）施工含水量 （3）砂土及砂砾石
1.80～1.95
1.90～2.10
土壤的工程分级表
外形特征
开挖方法
疏松，粘着力差或易 透水，略有粘性
开挖时能成块并易打 碎
用锹（有时略加 脚踩）开挖
用锹并用脚踩开 挖
粘手，干硬，看不见 砂砾
土壤结构坚硬，将土 分裂后成块状或含粘 粒、砾石较多
用镐、三齿或用 锹并用力加脚踩 开挖
用稿、三齿等工 具开挖
23-25 100
WD11000.00 13.0 45.0 18.9 13.6 16.4 8.5 5.8
15.7
二、多斗式挖掘机
链斗容量 （L） 项目
理论生产率（m／h）
图5-3 链斗式采砂船
表5-5
采砂船工作性能表
160 120
200 150
400 250
500 750
最大挖掘深度（m）
6.5
7.0
12.0
20.0
船身外廓尺寸(长×宽× 高)(m)
吃水深度(m)
28.05×8×2.4 1.0
31.9×8×2. 3
1.1
52.2×12.4×3 .5
2.0
69.9×14×5 3.1
图5-4 斗轮式挖掘机
三、铲运机械 1、推土机 2、铲运机 四、水力开挖机械 1、水枪开挖 ２、吸泥船开挖
图5-5 推土机构造示意图
1.15
表5-3
挖深在5米以内的窄槽未加支撑时的安全施工边坡
土的类别 砂土 轻亚粘土 亚粘土 粘土 砾石土 干黄土
人工开挖 1:1.00 1:0.67 1:0.50 1:0.33 1:0.67 1:0.25
机械开挖 1:0.75 1:0.50 1:0.33 1:0.25 1:0.50 1:0.10
第一节 土的施工分级和可松性
教学重点：土的施工分级和工程特性 教学难点：土壤的工程特性
一、土的施工分级 表5-1
土质级别 土壤名称
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
1.沙土 2.种植土
1.壤土 2.淤泥 3.含根种植 土1.粘土 2.干燥黄土 3.干淤泥 4.含砾质粘 土1.坚硬粘土 2.砾质粘土 3.含卵石粘 土
自然湿容 重（t/m³） 1.65～1.75 1.75～1.85
土石坝施工中，料场的规划和使用，是土石坝施工中关键技 术之一，它不仅关系到坝体的质量、工期和造价，甚至还会影响 到周围的农林业生产和生态环境。 二、土石料挖运方案 （一）综合机械化施工的基本原则
1、确保主要机械发挥作用 2、根据机械工作特点进行配套组合 3、充分发挥配套机械作用 4、便于机械使用维修管理 5、合理布置、加强保养、提高工效
二、土壤的工程特性
1、表观密度
2、含水量
3、可松性
4、自然倾斜角
土的类别
砂土 壤土 粘土 砂砾土 含砂砾壤土 含砂砾粘土 卵石
表5-2
自然状态 容重
1.65~1.75 1.75~1.85 1.80~1.95 1.90~2.05 1.85~2.00 1.90~2.10 1.95~2.15
土的容重和可松性系数
7.0 25.0 120
正铲挖掘机工作性能
WD-200 2.0 9.0 50.0 11.6 9.5 10.1 6.0 3.5
8.7 24.0 90
WD330.00 10.5 45.0 14.0 7.4 12.7 6.6 4.9
12.4 22.0 100
WD440.00 10.5 45.0 14.4 10.1 12.7 6.3
2、石渣及堆石体 （二）压实参数确定 （三）压实试验
图5-11 设计干表观密度与施工含水量范围
图5-12 粘性土碾压场地布置
图5-13 堆石料压实场地布置
第四节
碾压式土石坝施工
教学重点： 坝面作业 土石坝施工的质量控制
教学难点： 土石坝的冬雨季施工
本章重点内容：①平洞施工程序；②平洞开挖的炮眼数量及 布置；③平洞开挖的循环作业；④地下工程的衬砌施工；⑤喷锚 支护。 一、土石料场规划
（二）挖运方案及其选择 1、人工开挖，马车、拖拉机、翻斗车运土上坝 2、挖掘机挖土装车，自卸汽车运输上坝 3、挖掘机挖土装车，胶带机运输上坝 4、采砂船挖土装车，机车运输，转胶带机上坝
（三）挖运强度与设备 分期施工的土石坝，应根据坝体分期施工的填筑强
度和开挖强度来确定相应的机械设备容量。 1、坝体分期填筑强度Qd（ m³／h）可按下式计算 Qd=Vd·K·K1/(T·N) 2、分期施工运输强度(m³/h) 3、坝体分期施工的开挖强度Qc（m³/h） 4、满足上坝填筑强度要求的挖掘机数量Nc 5、满足上坝填筑强度要求的汽车数量Na
备注
1、必须做好 防水措施，雨 季应加支撑。
2、附近如有 强烈振动，应 加支撑。
第二节
一、单斗式挖掘机 1、正向铲挖掘机 2、反向铲挖掘机 3、拉铲挖掘机 4、抓铲挖掘机 5、单斗挖掘机生产率
土石开挖
图5-1 单斗挖掘机
图5-2 正向铲挖掘机工作尺寸
表5-4
项目
铲斗容量（m³）
动臂长度（m）
动臂倾角（º）
图5-6 铲运机工作过程示意图
第三节 土料压实
线教学重点：土料压实方法与机械、压实标准及 参数确定 教学难点：压实标准及参数确定
一、土料压实基体理论 土是松散颗粒的集合体，其自身的稳定性主要取决于
土料内摩擦力和粘结力。而土料的内摩擦力、凝聚力和抗 渗性都与土的密实性有关，密实性越大，物理力学性能越 好。 二、土料压实方法与机械
最大挖掘半径（m）
最大挖掘高度（m）
最大卸土半径（m）
最大卸土高度（m）
最大卸土半径卸土高 度（m） 最大卸土高度卸土半 径（m） 工作循环时间（s）
卸土回转角度（°）
WD-50 0.5 5.5 60.0 7.2 7.9 6.5 5.6 3.0
5.1 28.0 100
WD11.000 6.8 60.0 9.0 9.0 8.0 6.8 3.7
挖松后
可松系数 容 重
ห้องสมุดไป่ตู้
1.0
1.50~1.55
1.0
1.65~1.70
1.0
1.60~1.65
1.0
1.50~1.70
1.0
1.70~1.8
1.0
1.55~1.75
1.0
1.70~1.90
可松系数 1.05~1. 15 1.05~1. 10 1.10~1. 20 1.10~1. 40 1.05~1. 10 1.10~1.35
图5-7 羊脚碾压实原理
图5-8 气胎碾压实原理
图5-9 振动碾构造示意图
4、夯实机械 (1)强夯机 (2)挖掘机夯板
图5-10 挖掘机夯板示意图
三、压实标准及参数确定 (一)压实标准
１、粘性土料 （１）压实干表观密度 （2）施工含水量 （3）砂土及砂砾石
1.80～1.95
1.90～2.10
土壤的工程分级表
外形特征
开挖方法
疏松，粘着力差或易 透水，略有粘性
开挖时能成块并易打 碎
用锹（有时略加 脚踩）开挖
用锹并用脚踩开 挖
粘手，干硬，看不见 砂砾
土壤结构坚硬，将土 分裂后成块状或含粘 粒、砾石较多
用镐、三齿或用 锹并用力加脚踩 开挖
用稿、三齿等工 具开挖
23-25 100
WD11000.00 13.0 45.0 18.9 13.6 16.4 8.5 5.8
15.7
二、多斗式挖掘机
链斗容量 （L） 项目
理论生产率（m／h）
图5-3 链斗式采砂船
表5-5
采砂船工作性能表
160 120
200 150
400 250
500 750
最大挖掘深度（m）
6.5
7.0
12.0
20.0
船身外廓尺寸(长×宽× 高)(m)
吃水深度(m)
28.05×8×2.4 1.0
31.9×8×2. 3
1.1
52.2×12.4×3 .5
2.0
69.9×14×5 3.1
图5-4 斗轮式挖掘机
三、铲运机械 1、推土机 2、铲运机 四、水力开挖机械 1、水枪开挖 ２、吸泥船开挖
图5-5 推土机构造示意图
1.15
表5-3
挖深在5米以内的窄槽未加支撑时的安全施工边坡
土的类别 砂土 轻亚粘土 亚粘土 粘土 砾石土 干黄土
人工开挖 1:1.00 1:0.67 1:0.50 1:0.33 1:0.67 1:0.25
机械开挖 1:0.75 1:0.50 1:0.33 1:0.25 1:0.50 1:0.10
第一节 土的施工分级和可松性
教学重点：土的施工分级和工程特性 教学难点：土壤的工程特性
一、土的施工分级 表5-1
土质级别 土壤名称
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
1.沙土 2.种植土
1.壤土 2.淤泥 3.含根种植 土1.粘土 2.干燥黄土 3.干淤泥 4.含砾质粘 土1.坚硬粘土 2.砾质粘土 3.含卵石粘 土
自然湿容 重（t/m³） 1.65～1.75 1.75～1.85
土石坝施工中，料场的规划和使用，是土石坝施工中关键技 术之一，它不仅关系到坝体的质量、工期和造价，甚至还会影响 到周围的农林业生产和生态环境。 二、土石料挖运方案 （一）综合机械化施工的基本原则
1、确保主要机械发挥作用 2、根据机械工作特点进行配套组合 3、充分发挥配套机械作用 4、便于机械使用维修管理 5、合理布置、加强保养、提高工效
二、土壤的工程特性
1、表观密度
2、含水量
3、可松性
4、自然倾斜角
土的类别
砂土 壤土 粘土 砂砾土 含砂砾壤土 含砂砾粘土 卵石
表5-2
自然状态 容重
1.65~1.75 1.75~1.85 1.80~1.95 1.90~2.05 1.85~2.00 1.90~2.10 1.95~2.15
土的容重和可松性系数
7.0 25.0 120
正铲挖掘机工作性能
WD-200 2.0 9.0 50.0 11.6 9.5 10.1 6.0 3.5
8.7 24.0 90
WD330.00 10.5 45.0 14.0 7.4 12.7 6.6 4.9
12.4 22.0 100
WD440.00 10.5 45.0 14.4 10.1 12.7 6.3
2、石渣及堆石体 （二）压实参数确定 （三）压实试验
图5-11 设计干表观密度与施工含水量范围
图5-12 粘性土碾压场地布置
图5-13 堆石料压实场地布置
第四节
碾压式土石坝施工
教学重点： 坝面作业 土石坝施工的质量控制
教学难点： 土石坝的冬雨季施工
本章重点内容：①平洞施工程序；②平洞开挖的炮眼数量及 布置；③平洞开挖的循环作业；④地下工程的衬砌施工；⑤喷锚 支护。 一、土石料场规划
（二）挖运方案及其选择 1、人工开挖，马车、拖拉机、翻斗车运土上坝 2、挖掘机挖土装车，自卸汽车运输上坝 3、挖掘机挖土装车，胶带机运输上坝 4、采砂船挖土装车，机车运输，转胶带机上坝
（三）挖运强度与设备 分期施工的土石坝，应根据坝体分期施工的填筑强
度和开挖强度来确定相应的机械设备容量。 1、坝体分期填筑强度Qd（ m³／h）可按下式计算 Qd=Vd·K·K1/(T·N) 2、分期施工运输强度(m³/h) 3、坝体分期施工的开挖强度Qc（m³/h） 4、满足上坝填筑强度要求的挖掘机数量Nc 5、满足上坝填筑强度要求的汽车数量Na
备注
1、必须做好 防水措施，雨 季应加支撑。
2、附近如有 强烈振动，应 加支撑。
第二节
一、单斗式挖掘机 1、正向铲挖掘机 2、反向铲挖掘机 3、拉铲挖掘机 4、抓铲挖掘机 5、单斗挖掘机生产率
土石开挖
图5-1 单斗挖掘机
图5-2 正向铲挖掘机工作尺寸
表5-4
项目
铲斗容量（m³）
动臂长度（m）
动臂倾角（º）
图5-6 铲运机工作过程示意图
第三节 土料压实
线教学重点：土料压实方法与机械、压实标准及 参数确定 教学难点：压实标准及参数确定
一、土料压实基体理论 土是松散颗粒的集合体，其自身的稳定性主要取决于
土料内摩擦力和粘结力。而土料的内摩擦力、凝聚力和抗 渗性都与土的密实性有关，密实性越大，物理力学性能越 好。 二、土料压实方法与机械
最大挖掘半径（m）
最大挖掘高度（m）
最大卸土半径（m）
最大卸土高度（m）
最大卸土半径卸土高 度（m） 最大卸土高度卸土半 径（m） 工作循环时间（s）
卸土回转角度（°）
WD-50 0.5 5.5 60.0 7.2 7.9 6.5 5.6 3.0
5.1 28.0 100
WD11.000 6.8 60.0 9.0 9.0 8.0 6.8 3.7
挖松后
可松系数 容 重
ห้องสมุดไป่ตู้
1.0
1.50~1.55
1.0
1.65~1.70
1.0
1.60~1.65
1.0
1.50~1.70
1.0
1.70~1.8
1.0
1.55~1.75
1.0
1.70~1.90
可松系数 1.05~1. 15 1.05~1. 10 1.10~1. 20 1.10~1. 40 1.05~1. 10 1.10~1.35