4.夯实机械(重锤)
夯板使用于压实沙砾料、砾质土和粘性土,也可用于压实粘土。
第四节 坝体填筑土石坝的坝基开挖、基础处理及隐蔽工程等验收合格后,就可以全面展开坝体填筑。坝体填筑包括基本作业(卸料、平料、压实及质检)和辅助作业(洒水、刨毛]清理坝面和接触缝处理)。
坝面流水作业土石坝填筑必须严密组织,保证各工序的衔接,通常采用分段流水作业。分段流水作业,是根据施工工序数目,将坝面分段,组织各工种的专业队伍,依次进入各工段施工。对同一工段来讲,各专业队按工序依次连续施工;对各专业队来讲,依次连续地在各工段完成固定的专业工作。进行流水作业,有利于施工队伍技术水平的提高,保证施工过程中人、地和机具的充分利用,避免施工干扰,有利于坝面连续有序的施工。
1.组织流水作业原则1)流水作业方向和工作段大小的划分,要与相应高程的坝面面积相适应,并满足施工机械正常作业要求。宽度应大于碾压机械能错车与压实的最小宽度,或卸料汽车最小转弯半径的2倍,一般为10~20m;长度主要考虑碾压机械的作业要求,一般为40~100m.其布置形式(A.垂直坝轴线流水;B.平行坝轴线流水;C.交叉流水)。
2)坝体填筑工序,按基本作业内容进行划分(辅助作业可穿插进行,不过多占用基本作业时间),其数目与填筑面积大小,铺料方式、施工强度和季节等有关。一般多划分为铺料和压实2个工序;也有划分为铺料、压实、质检3个工序或铺料、平料、压实、质检4个工序。为保证个工序能同时施工,坝面划分的工作段数目至少应等于相应的工序数目;在坝面较大或强度较低的情况下,工作段数可大于工序数。
3)完成填筑土料的作业时间,应控制在一个班以内,最多不超过一个半班,冬夏季施工为防止热量和水分散失,应尽量缩短作业循环时间。
4)应将反滤料和防渗料的施工紧密配合,统一安排。
2.拟定流水作业程序1)拟定工序数目n. 2)拟定流水作业单位时间t(h):t=a*T/n式中T——一个班内有效工作时间,h/班;n—— 工序数目;a—— 同一段各工序循环一次所用的班数,一般取1~1.5. 3)计算工作段面积w(m^2):w=q/h*t/T式中q—— 坝体填筑相应高程的松土上坝强度,m^3/班;h—— 每层铺松土厚度,m;T——一个班内有效时间,h/班;t—— 单位时间(h)。
4)计算工作段数目m,即:m=S/w 式中S——坝体相应高程的填筑面积,m^2;w——工作段面积,m^2.若m<n时,流水作业不能正常进行,需要进行适当调整,使两者相等。调整途径为合并某些工序以减少n;缩短流水单位时间t以增加m.二。卸料及平料通常采用自卸汽车、胶带机直接进入坝面卸料,由推土机平铺成要求的厚度。自卸汽车倒土的间距应使后面的平料工作减少,而且便于铺成要求的厚度。在坝面各料区的边界处,铺料会有出入,通常规定其它材料不准进入防渗区边界线的内侧,边界外侧铺土距边界线的距离不能超过5cm.为配合碾压施工,防渗体土料铺筑应平行于坝轴线方向进行。
1.自卸汽车卸料自卸汽车可分为后卸、底卸和侧卸三种。底卸式汽车可边行驶边卸料,但不能运输大粒径的块石或漂石;侧卸式汽车适用运输反滤料及有固定卸料点的运输。自卸汽车上坝的运输线路布置,取决于坝址两岸地形条件,枢纽布置,坝的高低,上坝强度等因素。主要有两种布置方式:一种为汽车自两岸(或一岸)岸坡上坝公路上坝,因此采用由两岸向中央(或一岸想另一岸)进占方式;另一种为汽车沿坝坡“之”字形公路上坝。
(1)土料 当用自卸汽车防渗土料时,为了避免重型汽车多次反复在已压实的填筑土层上行驶,会使土层产生弹簧土、光面与剪力破坏,严重影响结合层的质量,应采取进占法卸料与平料。即汽车卸料方向向前进展,一边卸料,推土机也随即平料,交替作业,汽车在刚平好的松土上行驶,重车行驶坝面路线应尽量不重复。
(2)砂砾料,一般粒径较小,推土机很容易在料堆上平土,因此,可采用常规的后退法卸料,即汽车卸料方向后退扩展。
(3)堆石料 堆石料往往含大量的大块径石料,不仅影响推土机、汽车在卸料上行驶,还容易损坏推土机履带和汽车的轮胎;而且也难以将堆石料散开。可采用进占法卸料,推土机随即平料,这样大粒径块石易推至铺料前沿的下部,细部粒料填入堆石体上部的空隙,使表面平整,便于车辆通行。
2.胶带机上坝布置及卸料(1)上坝布置 上坝胶带机应根据地形、坝长、施工场地具体条件、运输强度以及施工分期等因素进行布置。布置方式主要有:①岸坡式布置;②坝坡式布置。
(2)胶带机坝面卸料 与铺土厚度或压实工具有关,可适用于粘性土、砂砾料、砂质土。其优点是可利用坝坡直接上坝,不需专门道路,但要配合专门机械或人工散料,随着坝体升高,将经常移动胶带机,一般有以下几种卸、散料方式:①摇臂胶带机卸料、推土机散料;②摇臂胶带机卸料,人工——手推车散料。[NextPage]
碾压方法坝面的填筑压实,应按一定的次序进行,避免发生漏压与超压。防渗体土料的碾压方向,应平行坝轴线方向进行,不得垂直于坝轴线方向碾压,避免局部漏压形成横穿坝体的集中渗流带。碾压机械行驶的行与行之间必须重叠20~30cm左右,以免产生漏压。此外,坝料分区之间的边界也容易成为漏压的薄弱带,必须特别注意要互相重叠碾压。
根据工程实践经验,碾压机械行驶速度大小,对坝料(如粘性土)压实效果有一定的影响,各种碾压机械的行驶速度,一般应通过试验确定。自行式碾压机械的行驶速度以1~2档为宜。羊脚碾、气胎碾可采用进退错距法或转圈套压法两种。
四 结合部位施工土石坝施工中,坝体的防渗土料不可避免地与地基、岸坡、周围其他建筑的边界相结合;由于施工导流、施工方法、分期分段分层填筑等的要求,还必须设置纵横向的接坡、接缝。所以这些结合部位,都是影响坝体整体性和质量的关键部位,也是施工中的薄弱环节,处理工序复杂,施工技术要求高,且多系手工操作,质量不易控制。接坡、接缝过多,还会影响到坝体填筑速度,特别是影响机械化施工。对结合部位的施工,必须采取可靠的技术措施,加强质量控制和管理,确保坝体的填筑质量满足设计要求。1.坝基结合面;2.与岸坡及砼建筑物结合;3.坝体纵横向接坡及接缝。
五 反滤层施工反滤层的填筑方法,大体可分为削坡体、档板法及土、砂松坡接触平起法三类。土、砂松坡接触平起法能适应机械化施工,填筑强度高,可做到防渗体、反滤料与坝壳料平起填筑,均衡施工,被广泛采用。根据防渗体土料和反滤层填筑的次序,搭接形式的不同,可分为先土后砂法和先砂后土法。
无论是先砂后土法或先土后砂法,土砂之间必然出现犬牙交错的现象。反滤料的设计厚度,不应将犬牙厚度计算在内,不允许过多削弱防渗体的有效断面,反滤料一般不应伸入心墙内,犬牙大小由各种材料的休止角所决定,且犬牙交错带不得大于其每层铺土厚度的1.5~2倍。
第五节 砼面板堆石坝垫层与面板的施工一。垫层施工垫层为堆石体坡面上最上游部分,可用人工碎料或级配良好的砂砾料填筑。垫层须与其他堆石体平起施工,要求垫层坡面必须平整密实,坡面偏离设计坡面线最大不应超过3~5cm,以避免面板厚薄不均,有利于面板应力分布。施工程序:①先沿坡面上下无振碾压数遍,随即将突出及凹陷处加以平整;②然后用振动碾沿坡面自下而上用振动碾压数遍,再次对凹突处进行平整;③在坡面上涂抹三次阳离子沥青乳胶,每涂抹一次用手或机械喷撒一些粒径小于3mm的砂子,并再在坡面上自下向上用振动碾碾压。涂抹沥青乳胶的目的是:用以粘结垫层坡面的松散材料不被振动滚落,可防止雨水对垫层坡面的冲刷,提高垫层的阻水性和使面板易于沿垫层坡面滑移,避免开裂。
砼面板的分缝止水及施工砼防渗面板包括主面板及砼底座。面板砼应满足设计和施工强度、抗渗、抗侵蚀、抗冻及温度控制的要求。1.面板的分缝止水;2.砼面板施工,底座的基坑开挖、处理、锚筋及灌浆等项目,应按设计及有关规范要求进行,并在坝体填筑前施工。砼面板,是面板堆石坝挡水防渗的主要部位,同时也是影响进度与工程造价的关键。在确保质量的前提下,还必须进一步研究快速经济的施工技术,如施工机具的研制、砼输送和浇筑方案的选择、施工工艺及技术措施等方面的问题。
第六节 质量检查控制及事故处理土石坝施工的整个过程中,加强施工质量的检查与控制,是保证施工质量的重要措施;同时,对施工中出现的质量事故,必须及时地认真处理,确保坝体的安全运用。
质量检查控制施工质量是直接影响坝体土料物理力学性质,从而影响到大坝安全的重要因素。我国在已查明滑坡原因的107座土坝中,因施工质量差而滑坡溃坝的有73座,占68%.土石坝施工中,质量检查控制的项目较多,从坝基的开挖及处理、直到坝体的填筑,都应按国家和部颁发的有关标准、工程的设计和施工图、技术要求以及工地制定的施工规定进行。
事故处理最常见的事故是土石坝的防渗土体发生裂缝、滑坡、坝体及坝基漏水等。
1.干缩、冻融裂缝干缩裂缝多发生在施工期上下游坝坡或坝顶的填筑面上,其特征是规律性差,呈龟裂状。如不及时处理,将加速水力劈裂或不均匀沉陷裂缝的产生和发展,造成严重的危害。其防止方法是及时做好护坡和保护层。对已出现的裂缝,可视深浅的不同,采用开挖回填或将裂缝全部铲除重新回填处理。
2.沉陷裂缝由于岸坡过陡或坡率变差大,地基不均匀沉降,黄土湿陷变形,坝体施工期填筑高度过大及坝体压实不够等原因而产生沉陷裂缝。这种裂缝有横向和纵向两种,而以横向裂缝危害更大。对横向裂缝,不论其大小,都应进行严格的处理,防止贯穿坝体漏水失事。如裂缝深度在1.5m以内,可沿缝开挖成梯形断面,应挖至裂缝尖灭后再加深0.2~0.5m.以防止遗漏“多”字形成或“纺锤形”裂缝的存在;在裂缝水平方向的开挖宽度,应延伸裂缝尖灭后再加长1~2m.裂缝开挖后应避免日晒雨淋,防止雨水渗入缝内,回填时要注意新老土料的结合。
3.滑坡裂缝土坝的滑坡多出现在均质土坝的施工期或初期运行中,据裂缝的不同特点,可分成滑弧形式和塑流滑动两大类。
第七节 雨季和冬季施工受外界气象环境的影响,尤其是对防渗土料影响更大。雨季会给土料增大含水量;而冬季土料又会冻结成块,都会影响压实效果和施工质量。此外,为了保证坝体的施工速度,降低工程造价,也需要解决好雨季和冬季中的施工措施问题。
雨季施工土石坝防渗体土料,在雨季施工总的原则是“避开、适应和保护”。一般情况下应尽量避免在雨季进行土料施工;选择对含水量不敏感的非粘性土料适应雨季施工,争取小雨日施工,以增加施工天数;在雨日不太多,降低强度大,花费不大的情况下,采取一般性的防护措施也常能奏效。
运输道路也是雨季施工的关键之一。一般的泥结碎石路面,当遇雨水侵泡时,路面容易破坏,即使天晴坝面可复工,但因道路影响了运输而不能即时复工,不少工程有过此教训。所以应加强雨季路面维护和排水措施,在多雨地区的主要运输道路,可考虑采用砼路面。
冬季施工寒冷地区,当日平均气温低于0°C时,粘性土料按低温季节施工。日平均气温低于-10°C时,一般不宜填筑土料,否则应进行技术论证。冬季施工的主要问题在于;土的冻结使土体强度增高,不易压实;而冻土的融化却使土体的强度和土坡的强度和土坡的稳定性降低;处理不好,将使土体产生渗漏或塑流滑动。外界气温降低时,土料中水份开始结冰的温度低于0°C,即所谓过冷现象。1.负温下的土料填筑;2.负温下的沙砾料填筑;3.架设暖棚。
第二章 水工隧洞施工水工隧洞施工的主要内容是开挖、出渣、衬砌或支护、灌浆工作等。常用的开挖掘进方法为钻孔爆破法,也有采用掘进机直接开挖的。衬砌和支护的型式,常用现浇钢筋砼以及喷锚支护。隧洞灌浆的目的是为了加固围岩或充填衬砌与围岩之间的空隙。
钻爆法开挖掘进的施工过程为测量放线、钻孔、装药、爆破、通风散烟、安全检查与处理、装渣运输、洞室临时支护、洞室衬砌或支护、灌浆及质量检查等。同时还需要进行排水、照明、通风、供水、动力供电等辅助作业,以保证隧洞施工的顺利进行。
上述各项工作,绝大部分是在地面以下,施工场地狭窄的情况下进行的,施工干扰大,劳动条件差,施工组织复杂,安全问题突出。如果遇到不良的地质和水文地质情况,如大的断层和破碎带、大的溶洞和地下暗河、高压含水层等,将严重影响施工进度和安全。正确处理安全、质量、进度和经济的关系,采用有效的机械设备与新的施工技术,加强安全措施,严密组织施工。