土石坝施工技术课件

,单击此处编辑母版标题样式,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,线,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,第一节 土的施工分级和可松性,线教学重点：土的施工分级和工程特性 第一节 土的,1,一、土的施工分级,表,5-1,土壤的工程分级表,土质级别,土壤名称,自然湿容重（,t/m,）,外形特征,开挖方法,1.沙土,2.种植土,1.651.75,疏松，粘着力差或易透水，略有粘性,用锹（有时略加脚踩）开挖,1.壤土,2.淤泥,3.含根种植土,1.751.85,开挖时能成块并易打碎,用锹并用脚踩开挖,1.粘土,2.干燥黄土,3.干淤泥,4.含砾质粘土,1.801.95,粘手，干硬，看不见砂砾,用镐、三齿或用锹并用力加脚踩开挖,1.坚硬粘土,2.砾质粘土,3.含卵石粘土,1.902.10,土壤结构坚硬，将土分裂后成块状或含粘粒、砾石较多,用稿、三齿等工具开挖,一、土的施工分级 表5-1 土壤的,2,二、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,自然状态,挖松后,容 重,可松系数,容 重,可松系数,砂土,1.651.75,1.0,1.501.55,1.051.15,壤土,1.751.85,1.0,1.651.70,1.051.10,粘土,1.801.95,1.0,1.601.65,1.101.20,砂砾土,1.902.05,1.0,1.501.70,1.101.40,含砂砾壤土,1.852.00,1.0,1.701.8,1.051.10,含砂砾粘土,1.902.10,1.0,1.551.75,1.101.35,卵石,1.952.15,1.0,1.701.90,1.15,表,5-2,土的容重和可松性系数,二、土壤的工程特性,3,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,人工开挖,机械开挖,备注,砂土,1:1.00,1:0.75,1、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。,轻亚粘土,1:0.67,1:0.50,亚粘土,1:0.50,1:0.33,粘土,1:0.33,1:0.25,砾石土,1:0.67,1:0.50,干黄土,1:0.25,1:0.10,表5-3 挖深在5米以内的窄槽未加支撑时的安全施工边,4,第二节,土石开挖,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,图,5-1,单斗挖掘机,图5-2 正向铲挖掘机工作尺寸,第二节 土石开挖一、单斗式挖掘机图5-1 单斗挖掘机,5,表5-4正铲挖掘机工作性能,项 目,WD-50,WD-100,WD-200,WD-300,WD-400,WD-1000,铲斗容量（,m,）,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,10.0,动臂长度（,m）,5.5,6.8,9.0,10.5,10.5,13.0,动臂倾角（,）,60.0,60.0,50.0,45.0,45.0,45.0,最大挖掘半径（,m）,7.2,9.0,11.6,14.0,14.4,18.9,最大挖掘高度（,m）,7.9,9.0,9.5,7.4,10.1,13.6,最大卸土半径（,m）,6.5,8.0,10.1,12.7,12.7,16.4,最大卸土高度（,m）,5.6,6.8,6.0,6.6,6.3,8.5,最大卸土半径卸土高度（,m）,3.0,3.7,3.5,4.9,5.8,最大卸土高度卸土半径（,m）,5.1,7.0,8.7,12.4,15.7,工作循环时间（,s）,28.0,25.0,24.0,22.0,23-25,卸土回转角度（,）,100,120,90,100,100,表5-4正铲挖掘机工作性能,表5-4正铲挖掘机工作性能项 目WD,6,二、多斗式挖掘机,图,5-3,链斗式采砂船,表5-5 采砂船工作性能表,链 斗 容 量,（,L）,项 目,160,200,400,500,理论生产率（,mh）,120,150,250,750,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),28.05,8,2.4,31.9,8,2.3,52.2,12.4,3.5,69.9,14,5.1,吃水深度(,m),1.0,1.1,2.0,3.1,二、多斗式挖掘机 图5-3 链斗式采砂船 表5-5,7,图,5-4,斗轮式挖掘机,图5-4 斗轮式挖掘机,8,三、铲运机械,1、推土机,2、铲运机,四、水力开挖机械,1、水枪开挖,、吸泥船开挖,图,5-5,推土机构造示意图,图,5-6,铲运机工作过程示意图,三、铲运机械 图5-5 推土机构造,9,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,第三节 土料压实 线教学重点：土料压实方法与机,10,一、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,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,一、土料压实基体理论,11,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,图5-7 羊脚碾压实原理图5-8 气胎碾压实原理图5-9,12,4、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,4、夯实机械 图5-10 挖掘机夯板示意图,13,三、压实标准及参数确定,(一)压实标准,、,粘性土料,（）,压实干表观密度,（2）,施工含水量,（3）,砂土及砂砾石,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,三、压实标准及参数确定图5-11 设计干表观密度与施工含水,14,图5-12 粘性土碾压场地布置,图5-13 堆石料压实场地布置,图5-12 粘性土碾压场地布置 图5-13 堆石料压实场,15,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,第四节 碾压式土石坝施工 教学重点：,16,本章重点内容：平洞施工程序；平洞开挖的炮眼数量及布置；平洞开挖的循环作业；地下工程的衬砌施工；喷锚支护。,一、,土石料场规划,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,本章重点内容：平洞施工程序；平洞开挖的炮眼,17,（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,（二）挖运方案及其选择,18,（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（m,h）,可按下式计算,Qd=Vd,K,K1/(T,N),2、分期施工运输强度(,m,/h),3、坝体分期施工的开挖强度,Qc（m,/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,（三）挖运强度与设备,19,三、坝面作业,（一）,坝体填筑的施工组织,1、坝基开挖与处理,2、坝面填筑施工程序及特点,3、坝面流水作业的实施,图5-16 坝面流水作业示意图,三、坝面作业图5-16 坝面流水作业示意图,20,(二)坝面填筑施工要求,1、基本要求,2、心、斜墙填筑,3、接缝处理,（1）、土料与坝基结合面处理,（2）土料与岸坡及混凝土建筑物结合面处理,（3）、坝身纵横接缝处理,图5-17 土砂平起法施工示意图(单位:,cm),(二)坝面填筑施工要求图5-17 土砂平起法施工示意图,21,四、土石坝施工的质量控制,（一）料场的质量检查和控制,（二）坝体填筑质量检查和控制,根据坝料类别及部位,检查项目,取样（检测）次数,防渗体,粘粘性土,边角夯实,干密度、含水率,2-3次每层,碾压面,1次100,m,200m,均质坝,1次200,m,500m,砾砾质土,边角夯实,干密度、含水率,大于5,mm,砾石含量,2-3次每层,碾压面,1次200,m,500m,反滤料,干密度、颗粒级配、含泥量,1次200,m,500m,每层至少1次,过渡料,干密度、颗粒级配,1次500,m,1000m,坝壳砂砾（卵）料,干密度、颗粒级配,1次5000,m,10000m,坝壳砾质土,干密度,含水率,小于5,mm,含量,1次3000,m,6000m,堆石料*,干密度、颗粒级配,1次10000,m,100000m,*堆石料颗粒级配试验组数可比干密度试验适当减少。,表,5-6,坝体压实检查次数,四、土石坝施工的质量控制 根据坝料类别及部位 防渗体,22,五、土石坝的冬雨季施工,（一）、土石坝冬季施工,1,、防冻措施,2,、保温措施,二、雨季施工,雨季施工最主要的问题是土料含水量的变化对施工带来的不利影响。,五、土石坝的冬雨季施工,23,第五节,面板堆石坝施工,教学重点：,堆石坝填筑工艺，压实参数和质量控制,钢筋混凝土面板的分块和浇筑,教学难点：,钢筋混凝土面板的分块和浇筑,第五节 面板堆石坝施工 教学重点：,24,一、堆石材料的质量要求和坝体材料分区,（一）堆石材料的质量要求,根据施工组织设计，查明各料场的储量和质量，如果利用施工中挖方石料时，要按料场要求增做试验。,（二）面板堆石坝的坝体分区,堆石坝坝体应根据石料来源及对坝料的强度、渗透性、压缩性、施工方便和经济合理性等要求进行分区。,一、堆石材料的质量要求和坝体材料分区,25,图5-18 岩基上硬岩堆石坝体分区示意图,A,防渗土料；,B,任意料；,垫层区；,A,过渡料区；,B,主堆石区；,C,任意料区或加大层厚的堆石区；,1,面板；,2,大块石护坡；,图5-18 岩基上硬岩堆石坝体分区示意,26,二、堆石坝填筑工艺，压实参数和质量控制,（一）填筑工艺,（,二）堆石体的压实参数和质量控制,1,、坝体填筑压实标准,表5-7 坝体填筑标准,坝 料,垫 层 料,砂 砾 石 料,过 渡 料,主 堆 石 料,下 游 堆 石 料,孔隙率,15,20,18,22,20,25,23,28,相对密度,0.75,0.85,表5-8 振动碾的压实参数,土石料类型,碾重（,T）,铺料厚度（,m）,碾压遍数,备注,砂砾料,13.5,1.21.6,46,风化料,13.5,1.01.5,46,石渣料,13.5,1.01.5,4,堆石料,13.5,1.01.5,46,堆石最大粒径应比铺料层厚小1020,cm,二、堆石坝填筑工艺，压实参数和质量控制表5-7,27,2,、堆石体的质量控制,（）在规定的料区范围内开采，料场的草皮、树根、覆盖层及风化层已清除干净；,（）堆石料开采加工方法符合规定要求；,（）堆石料级配、含泥量、物理力学性质符合设计要求，不合格料不充许上坝。,坝 料,检 查 项 目,检 查 次 数,垫,层,料,坝 面,干密度、颗粒级配,1次/500,m,1000m,每层至少1次,渗透系数,次数不定,上游坡面,干密度、颗粒级配,1次/1500,m,3000m,小区,干密度、颗粒级配,每1,3层1次,过渡区,干密度、颗粒级配,1次/3000,m,6000m,砂砾料,干密度、颗粒级配,1次/5000,m,10000m,堆石料*,干密度、颗粒级配,1次/1万,m,10,万,m,*堆石料颗粒级配可比干密度试验次数适当减少。,表,5-9,坝料压实检测项目和取样次数,2、堆石体的质量控制 坝 料检 查 项 目检 查 次,