土石坝施工的基本知识

施工时： γd要求的合格率为：Ⅰ、Ⅱ级心墙坝――90% Ⅲ、Ⅳ级心墙坝或Ⅰ、Ⅱ级均质坝80～90%
2、非粘性土的压实标准
压实标准由相对密度D来衡量 D与γd的换算关系式为：P113式4－17
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压实控制可以把D换算成γd进行，也可以直接用D来确定控 制标准：
无地震情况：D大于0.65 有地震情况：D大于------6度→0.65
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显然：γd↑——C、φ↑——稳定性
抗渗性↑——工程量↓
举例：当达到同样抗滑与抗渗稳定时
若γd = 1.3，则n≥3
若γd ＝ 1.7，则n＝1
n＝3时，断面面积A ＝1320㎡ n＝1时，断面面积A ＝520㎡
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并且γd↑——K↑——沉降↓
一般地，γd ＝ 1.4～1.7
②土石坝设计和施工技术进步很快 特别是结合面板技术
③省工省料，施工简单（无模板、无温控） ④机械化施工，工期短 ⑤有环境保护方面的优势
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2、从施工的角度来看土石坝的优点（与砼坝相比）
①要求的地质条件不高：
能筑土石坝的地方多，且地基处理省时省力省钱
②充分利用当地材料 ：
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2、料场排水：地表水与地下水 排水沟、截水沟、集水井，人工降低地下水位
3、场内布置：土料开采――避免施工干扰 石料开采――爆破布置
§4－3 土石料的压实
一、土料压实的标准
1、粘性土的压实标准
填筑的土方要求有较高的稳定性和抗渗性 根据莫尔――库仑破坏理论有：τf = C+бtgφ
干容重小于1.48的表层土 含有机物大于1%的表土 含可溶盐大于2%的表土 细沙及粉沙等易液化的土
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B――四通建设及临时设施
②基本作业：A――土石料的开采
B――土石料的挖运 C――土石料的铺、卸 D――土石料的平散与压实
③辅助作业： A――料场的清理：（先规划、选择）
B――土质检查 C――地下水位控制：主要是降低 D――压实过程中的刨毛、加水或翻晒等
④附加作业： A――坝坡修整
铺砌护面石块或草皮等
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三、面板坝的施工要点 P117－123 材料另附
§4－2 土石料场的规划
坝型及坝址选择阶段：全面调查土石料的 种类、数量、位置等
施工组织设计阶段：具体勘测、规划
γd为粘性土的压实指标――干容重或干密度：
设计上与土质本身有关 、 施工上与施工因素有关
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设计时： γd＝mγd max 设计干容重 γd＝[ωOP－2%～ωOP＋3%] 含水量控制范围 式中：m――施工条件系数 0.95～0.97～0.99 γd max――击实试验的平均最大干容重
从环境上来看，土石坝基本上不破坏生态。
3、从施工的角度来看土石坝的缺点（与砼坝相比）
①防渗问题 ②过水问题
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二、土石坝的施工方法
1、水中填土法：常用于修筑土石围堰 2、水力冲填法 3、定向爆破法 4、干填辗压法：施工内容和施工程序如下：
①准备工作：A――地基和岸坡的处理 主要清理：杂草杂树及乱石
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三、质量与数量的规划 1、料尽其用原则：土石方平衡 、充分利用碴料 2、坝体不同部位对土料的种类要求不同：
ω%值、с值、φ值、γd值、料的成份、料的级配d等。 均质坝、斜心墙坝、心墙坝、……
提问：什么是土方石平衡？
3、质量与数量的规划要同时进行 4、控制料的质量，缩小坝体断面尺寸
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一、空间规划
1、高程适当：高料高用，低料低用 2、四周都有料场：近料先用，远料后用 3、取土不影响坝的防渗稳定 4、施工干扰小，坝体上升均匀
5、少占用农田，少破坏植被
二、时间规划
施工强度随季节和填筑部位变化而变化
1．易淹的料场先用：上游料先用，下游料后用 2．上坝强度低时用远料（如雨季），反之用近料 3．含水量高的旱季用，含水量小的雨季用 4．储备料场关键时刻用：如龙口合拢、拦洪渡汛等
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5、主料场与备用料场 ： 主料场――土质好，储量大，开采集中，距离近， 可常年开采
V主＝（150～200）%V设，考虑：勘测不准确 损耗土料 、废弃土料
备用料场――主料场无法使用时用，一般在淹没区 以外
V备＝（150～200）%V主
四、料场管理
1、料场清理：剥弃表层腐植土，清除覆盖层
既省材料，又省运费，还可以解决部分弃料的堆放问题
③工期短：
既有利于群众性施工，又容易采用机械化作业，速度快
81年统计资料：（大型坝）
日本 美国 苏联 中国
土石坝 2～3年 3～4年 5年 4～6年
砼坝
3～5年 4～6年 5～8年 6～10年
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④安全
从设计上来看，土石坝高且大： 苏联罗贡坝（土石坝）Hmax＝325M 瑞士大狄克桑斯重力坝Hmax＝285M 我国小浪底土石坝Bmax＝840M 我国锦屏电站土石坝Hmax＝300M
二、土料的压实机理
1．水膜理论 （本章难点）
→固相――土粒子，不可压缩，可重新排列，与土质有关 土→气相――可压缩，可排出，与土的颗粒级配有关
→液相――水→自由水（非粘性水），可以排出 →束缚水（粘性水），难以排出。
束缚水为包裹在土粒子表面的弹性水膜，
第四章 土石坝的施工
本章重点：土石坝施工的挖运机械及 施工方案
本章难点：土料压实的机理――最优 含水量
增加内容：面板材料坝的施工 结合讲课安排2～3次录象教学
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§4－1 土石坝施工概述
一、土石坝的施工特点
1、土石坝建设方兴未艾的原因
①地质条件好的坝址已开发殆尽， 余下的只好建土石坝
7度→0.70 8度→0.75 9度→0.8～0.85
3、石碴及堆石的压实标准
土石坝以石碴及堆石为坝壳材料时用孔隙率作为压实标准 ①一般地 e<30% 防止过大沉陷及湿陷裂缝 ②当石碴料中细粒含量为10～25%时 e<25%
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③当石碴料中细粒含量为5～10%时 e<28% ④当石碴料中细粒含量为0～5%时 e<30%