土石坝施工的基本知识

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1、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6/14/2021§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6/14/20212、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

2、省钱②充分利用当地材料：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6/14/2021④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

3、过水问题6/14/2021二、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6/14/2021B――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

4、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6/14/2021三、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6/14/2021一、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

5、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6/14/2021三、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、……3、质量与数量的规划要同时进行4、控制料的质量，缩小坝体断面尺寸提问：什么是土方石平衡？6/14/20215、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

6、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6/14/20212、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+бtgφ6/14/2021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

7、n≥3若γd＝1.7，则n＝1n＝3时，断面面积A＝1320㎡n＝1时，断面面积A＝520㎡并且γd↑——K↑——沉降↓一般地，γd＝1.4～1.7γd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插入图片6/14/2021设计时：γd＝mγdmax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0.95～0.97～0.99γdmax――击实试验的平均最大干容重施工时：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

8、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4－176/14/2021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→0.657度