《土石坝工程》PPT课件.ppt
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1、第四章土石坝工程重要提示重要提示:本章的重点和本章的重点和难点是土石点是土石坝的料的料场规划、土石划、土石坝的的坝面作面作业。主要的知。主要的知识点包括:点包括:料料场空空间规划和划和时间规划;流水作划;流水作业;工段数;工段数和工序数的关系;和工序数的关系;进退退错距法;距法;转圈套圈套压法;法;结合部位的施工;土料合部位的施工;土料压实标准。准。概述n土石坝包括各种碾压式土坝、堆石坝和土石混合坝,是一种充分利用当地材料的坝型。n分类(根据施工方法的不同)干填碾压、水中填土、水力冲填(包括水坠坝)和定向爆破修筑等。n碾石式土石坝的施工 包括准备作业、基本作业、辅助作业和附加作业。n准备作业准
2、备作业:三通一平,架设通讯线路,修建生产、生活、办公用房、排水清基等。基本作业:基本作业:料场土石料开采,挖、装、运、卸和坝面铺平、压实、质检。辅助作业: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。附加作业:附加作业:坝坡修整,铺砌护面块石及铺植草皮等。第一节第一节坝体材料与料场规划坝体材料与料场规划一坝体材料及其要求一坝体材料及其要求防渗料防渗料防渗的土料最基本的要求:防渗性:渗透系数不大于110-5cm/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坝壳料坝壳料工程实践中
3、,堆石、砂砾石及风化料等均可作为坝壳料。堆石:按其型式可分为抛填、分层碾压、手工干砌石、机械干砌石等;按其材料及来源可分为采石场玄武岩、变质安山岩、砂岩、砾岩、采石场花岗岩、片麻岩、石灰岩、冲击的漂卵石、石渣料等。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。反滤料和过渡料反滤料一般要满足坚固度要求,要求级配严格,一般采用混凝土砂石料生产系统生产,但不要求冲洗。二空间规划二空间规划料场位置、高程的恰当的选择1高程上有利于重车下坡,低料低用,高料高用;2易于排除地面水和地下
4、水;3坝的上下游、左右岸最好都选有料场;4近料场不应因取料影响坝的防渗稳定和上坝运输。二时间规划二时间规划考虑施工强度和坝体填筑部位的变化,随季节及坝前蓄水情况的变化,料场的工作条件在变化。1近料先用,远料后用;2上游易淹的料场先用,下游不易淹的料场后用;3含水量高的料场旱季用,含水量低的料场雨季用;4上坝强度高时用近料场,低时用较远的料场。n三质量和数量的规划三质量和数量的规划质量方面要对料场的地质成因、产状以及各种物理力学指标进行全面勘探和试验。数量方面:主要料场备用料场四料场体积比坝体体积大的原因四料场体积比坝体体积大的原因1大坝比重比料场土料比重大;2料场中的废料要挖除;3开挖、运输、
5、填筑、削坡的损耗;4施工道路、废料占地不能开采;5施工中如遇雨天,要将填好的土料挖除。五、料场优化五、料场优化土石方平衡的原则:充分而合理地利用建筑物开挖料。1.填挖料平衡计算2.土石方调度优化第二节第二节土石料的开挖与运输土石料的开挖与运输一、土石料的开采与加工一、土石料的开采与加工料场开采前的准备工作:划定料场范围;分期分区清理覆盖层;设置排水系统;修建施工道路;修建辅助设施。1土料的开采土料的开采土料开采一般有立采和平采立采和平采两种。立面开采方法适用于土层较厚,天然含水量接近填筑含水量,土料层次较多,各层土质差异较大时。平面开采方法适用于土层较薄,土料层次少且相对均质、天然含水量偏高需
6、翻晒减水的情况下,宜采用。规划中应将料场划分成数区,进行流水作业。2土料加工土料加工调整土料含水量调整土料含水量降低土料含水量的方法有挖装运卸中的自然蒸发、翻晒、掺料、烘烤等方法。提高土料含水量的方法有在料场加水,料堆加水,在开挖、装料、运输过程中加水。n掺合、超径料处理掺合、超径料处理一般掺合办法有:水平互层铺料立面(斜面)开采掺合法;土料场水平单层铺放掺料立面开采掺合法;在填筑面堆放掺合法;漏斗带式输送机掺合法。第、种方法采用较多。砾质土中超径石含量不多时,常用装耙的堆土机先在料场中初步清除,然后在坝体填筑面上进行填筑平整时再作进一步清除;当超径石的含量较多时,可用料斗加设蓖条筛(格筛)或
7、其他简单筛分装置加以筛除,还可采用从高坡下料,造成粗细分离的方法清除粗粒径。粗粒径较大的过渡料宜直接采用控制爆破技术开采,对于较细的、质量要求高的反滤料,垫层料则可用破碎、筛分、掺和工艺加工。n3砂砾石料和堆石料开采砂砾石料和堆石料开采砂砾石料开采陆上开采:一般挖运设备即可。水下开采:采用采砂船和索铲开采。当水下开采砂砾石料含水量高时,需加以堆放排水。块石料开采:结合建筑物开挖或由石料场开采,开采的布置要形成多工作面流水作业方式。开采方法一般采用深孔梯段爆破,特定目的使用洞室爆破。4超径处理超径块石料的处理方法主要有浅孔爆破法和机械破碎法两种。浅孔爆破法:指采用手持式风动凿岩机对超径石进行钻孔
8、爆破。机械破碎法:指采用风动和振冲破石、锤破碎超径块石,也可利用吊车起吊重锤,利用重锤自由下落破碎超径块石。二、挖运机械二、挖运机械(一)挖掘机械(教材:P106)1单斗式挖掘机以正向铲和反向铲挖掘机为代表的单斗式挖掘机,有柴油或电力驱动两类,后者又称电铲。挖掘机有回转、行使和挖掘三个装置。正向铲挖掘机有强力的推力装置,能挖掘级土和破碎后的岩石。主要挖掘停机地面以上的土石方,也可以挖掘停机地面以下不深的地方。机型常根据挖斗容量来区分。正向铲反向铲n2多斗式挖掘机斗轮式挖掘机是陆上使用较普遍的一种多斗连续式挖掘机。斗轮式挖掘机(二)挖运组合机械能同时担负开挖、运输、卸土、铺土任务的有推土机和铲运
9、机。1推土机以拖拉机为原动机械,另加切土片的推土器,既可薄层切土又能短距离推运。它又按推土器在平面能否转动分为固定式和万能式,前者结构简单而牢固,应用普遍,多用液压操作。若长距离推土,土料从推土器两侧散失较多,有效推土量大为减少。推土机的经济运距为60100m。为了减少推土过程中土料的散失,可在推土器两侧加挡板,或先推成槽,然后在槽中推土,或多台并列推土推土机2铲运机按行驶方式,铲运机分为牵引式和自行式。前者用拖拉机牵引铲斗,后者自身有行驶动力装置。铲运机的经济运距与铲斗容量有关,一般在几百米至几公里以内。在一个作业循环中可完成挖土、运土、卸土、平整和压实等作业。铲运机三、土石料开挖运输方案三
10、、土石料开挖运输方案坝料的开挖与运输,是保证上坝强度的重要环节之一。开挖运输方案主要根据坝体结构布置特点、坝料性质、填筑强度、料场特性、运距远近、可供选择的机械设备型号等多种因素,综合分析比较确定。土石坝施工设备的选型对坝的施工进度、施工质量以及经济效益产生重大影响。(一)设备选型的基本原则:1所选机械的技术性能能适应工作的要求、施工对象的性质和施工场地特征,保证施工质量,能充分发挥机械效率,生产能力满足整个施工过程的要求。2所选施工机械应技术先进、生产效率高,操作灵活、机动性好,安全可靠,结构简单,易于检修保养;3类型比较单一,通用性好;4工艺流程中各供需所用机械应成龙配套,各类设备应能充分
11、发挥效率,特别应注意充分发挥主导机械的效率。5设备购置费和运行费用较低,易于获得零、配件,便于维修、保养、管理和调度,经济效果好。对于关键的、数量少且不能替代的设备,应使用新购置的,以保证施工质量,避免在一条龙生产中卡壳影响进度。(二)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,自卸汽车运输上坝正向铲开挖,自卸汽车运输上坝正向铲开挖、装载,自卸汽车运输直接上坝,通常运距小于10km。自卸汽车可运各种坝料,运输能力高,设备通用,能直接铺料,机动灵活,转弯半径小,爬坡能力较强,管理方便,设备易于获得。在施工布置上,正向铲一般都采用立面开挖,汽车运输道路可布置成循环路线,装料时停在挖掘机
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