第4章土石坝工程_水利工程施工

第四章土石坝工程 土石坝又名当地材料坝，包括土坝、堆石坝及土石混合坝。土石坝使用越来越广泛。土石坝的特点： 土石坝对于坝基要求不高； 岩土力学理论及试验技术的发展，放宽了对筑坝材料的要求； 施工技术的提高，使得安全更有保证，缩短施工进度成为可能； 更为经济，施工相对简便。 土石坝的施工 土石坝根据施工方法的不同分为： 干填碾压；---即碾压式，为最常用的方法。 水中填土、水力冲填（包括水坠坝）； 定向爆破修筑。 碾石式土石坝的施工： 准备作业、基本作业、辅助作业和附加作业。 准备作业 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 料场土石料开采，挖、装、运、卸和坝面铺平、压实、质检。 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 坝坡修整，铺砌护面块石及铺植草皮等。水力冲填坝（hydraulicfilldam） 水力冲填坝利用水力开采、运输土料，并依靠自重作用逐渐使泥浆土料脱水固结而密实的坝。 有管道输送式和自流式两种。前者用水枪开挖土料成泥浆，用泥浆泵将泥浆经压力管输送到坝体，依靠排水设备将水排出坝外；后者靠水力自流携带泥浆经渠道输送入坝体。 工效较高、劳力节省，但要有充足的电能和水源，其坝坡宜缓，且由于孔隙水压力大，易于失稳，故现阶段国内采用较少，仅广东省修建一座22m高的水力冲填坝。水坠坝(earthdambysluicingsiltationmethod) 水坠坝是水力冲填坝的一种，亦称为自流式水力冲填坝。 水力冲填坝的一种。引水入高于坝顶的土料场中，水土混合后，经顺坡渠道急流而下，在流动过程中拌合均匀成为泥浆，并进入坝体的冲填池中脱水固结，然后土体逐渐密实成坝。土料必须遇水崩解，故只能在黄土地区修建中小型工程中运用。为中国根据水力冲填坝原理所创造的，其优点可节省劳力、投资，施工方法简便。在华北、西北地区已用此法筑坝5000余座．最大坝高达52m。第一节坝体材料与料场规划土石坝筑坝材料虽然是当地材料，但对材料的质量是有要求的。土石坝的用料量很大，必须对料场进行全面规划。第一节坝体材料与料场规划一、土石坝筑坝材料及其要求二、料场规划三、料场优化的基本方法一、土石坝筑坝材料及其要求 土石坝筑坝材料 主要是当地材料，根据这些材料的作用可分为： 1、防渗料    防渗的土料最基本的要求： （1）防渗性 渗透系数不大于l×10-5cm/s时，一般即可满足要求；同时还有抗剪强度、渗流稳定性、变形性能、压缩性能、可溶盐和有机物的含量等指标。 （2）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。一、土石坝筑坝材料及其要求 2、坝壳料  堆石、砂砾石及风化料等均可作为坝壳料。  堆石料 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。 堆石料是最好的筑坝材料，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。一、土石坝筑坝材料及其要求 3、反滤料和过渡料 反滤料和过渡料一般要满足坚固度要求，其级配应满足要求，尽量避免用纯砂做反滤料。 一般采用混凝土生产系统生产，但不要求冲洗。二、料场规划  料场的合理规划与使用关系到： 坝体的施工质量、工期和工程投资； 且还会影响到工程的生态环境和国民经济其他部门。 应从空间、时间、质与量等方面进行全面规划。二、料场规划 1.空间规划 对料场的位置、高程的恰当选择，合理布置。 2.时间规划 考虑施工强度和坝体填筑部位的变化，随着季节及坝前蓄水情况的变动，料场的工作条件也在变化。二、料场规划 3.质与量的规划 料场的质量和数量应满足要求。 各种不同坝料的质量指标达到要求；料场的总储量应满足坝体总方量的要求，还应满足各施工阶段最大上坝强度的需要。二、料场规划 注意以下几个问题： 1）料尽其用，充分利用永久和临时建筑物基础开挖碴料。 2）主要料场和备用料场之分：主料场要求质好、量大、运距近，且有利于常年开采；备料场通常在淹没区外，做主要料场之备用。 3）料场的储量一般要求是工程量的1.5～2.0倍，并要求提供备用料场。粘性土料采用钻探或坑探取样。砾类土用坑探取样，布孔间距50～100m。防渗料的勘探要仔细按深度查明天然含水量。堆石料的勘探可以采用钻探及洞探。第二节土石料的开挖与运输施工土石坝工程施工包括挖、运、填、压等多道工序和相匹配的工程机械来完成。土石料的开挖与运输是一个非常重要的环节。第二节土石料的开挖与运输施工一、土石料的开采与加工二、挖运机械三、挖运强度和挖运机械数量的确定四、综合机械化施工五、土石料开挖运输一、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。 土料的开采 土料开采一般有立采和平采两种。 土料较厚，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，宜采用立采。 土层较薄，土料层次少且相对均质，天然含水量偏高需翻晒减水情况下，宜采用平面开采方法。 土料加工 1）调整土料含水量 2）掺合 3）超径料处理 4）反滤料、垫层料的破碎、筛分一、土石料的开采与加工 砂砾石料和堆石料开采 1）砂砾石料开采 陆上开采和水下开采。 2）块石料开采 一般采用深孔梯段爆破，也有使用洞室爆破开采。 超径石处理 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。二、挖运机械 一）挖掘机 1）按传动系统分a）索式；b）链式；c）液压。 2）按构造和工作特点分a）单斗式挖掘机（分为正铲和反铲）b）多斗式挖掘机 3）挖掘机的生产率计算(m3/h)q-土豆的几何容积，m3；n-对于单斗挖掘机指每分钟循环工作次数，对于多斗挖掘机为每分钟倾倒的土斗数量；KH为土斗的充盈系数；Kp‘为土的松散影响系数；KB为时间利用系数；Kt为联合作业延误系数。挖掘机挖掘机 【例】已知砂砾开挖强度为4966.25m3/d。用1m3正铲挖土，10t自卸汽车运土。正铲挖装土的循环时间为26s，土斗的充盈系数为1，土的松散影响系数为0.75。求所需挖掘机的台数。解： 正铲每分钟循环作业次数次。 土斗的充盈系数取为KH=1； 时间利用系数KB=0.85； 联合作业延误系数Kt＝0.9； 土料的松散影响系数K’P=0.75。 故正铲的生产率为 P铲＝ ＝60×1×2.3×1×0.75×0.85×0.9＝79.18m3/h。 每天按工作21h计，所需正铲台数为 取3台。二、挖运机械 二）挖运组合机械 1）推土机经济运距为60-100m。 2）铲运机经济运距与铲斗容量有关。推土机铲运机二、挖运机械 三）运输机械 1）连续式--如：带式运输机a)移动b)固定 2）循环式a)有轨机车b)自卸汽车 3)装载机是一种短程的装运结合的机械。皮带机自卸汽车装载机装载挖掘机二、挖运机械 4）运输机械生产能力a）循环运输工具数量的确定循环时间每昼夜或每班运输次数按下式确定生产能力为(m3/d)：b)带式运输机的生产率(m3/h)K—带形系数，对于平面带，K=200,槽型带K=400;B---带宽，m；V---带的运行速度，m/s，通常取1-2m/s；KB---为时间利用系数，可取0.75-0.8；KH---为充盈系数；Kp‘---为土的松散影响系数；Kd---为土石粒径系数；Ka---为倾角影响系数。二、挖运机械 四）水下开挖运输机械 1)开挖设备吸泥船、链斗采砂船、铲扬、抓斗 2）运输设备底开驳、自卸船工程船舶三、挖运强度和挖运机械数量的确定 一）挖运强度（m3/d） 1)上坝强度(压实方): V’-分期完成的坝体设计方量，压实方计，m3； Ka-为坝体沉陷影响系数，1.03-1.05； K-施工不均衡系数，1.2-1.3； K1-坝面作业土料损失系数，0.9-0.95； T-施工分期时段的有效工作日数，d。 2)运输强度（松方）;3)开挖强度（自然方）:例题 【例】土坝施工，粘性土的上坝强度为4992m3/d。已知设计干容重为1.65t/m3，料场土料干容重1.35t/m3，土料松散干容重为1.28t/m3。土料开挖损失系数为0.95，运输损失系数为0.98，求开挖与运输强度。解：开挖强度＝6461.63m3/d运输强度＝6474.25m3/d三、挖运强度和挖运机械数量的确定 二）挖运机械数量 1)挖掘机数量：2)汽车数量：3)挖掘机与汽车生产能力的关系：Pa—为一辆汽车的生产率，m3/h；Pc---为一辆挖掘机的生产率，m3/h；n---为一台挖掘机所需的汽车数。三、挖运强度和挖运机械数量的确定 三）挖运机装车斗数的复核注意:m过大或过小都不合适。Q—自卸汽车的载重量，t；q—所选挖掘机的斗容量，m3；γc—料场土的天然表观密度，t/m3；KH—为挖掘机的土斗充盈系数；KP’—为土料的松散影响系数；【例】砂砾石的容重2.3t/m3，松散影响系数为0.75。用1m3正铲开挖的循环时间为26s。用10t自卸汽车运土。运距1730m，运行平均速度18km/h，卸土时间1min，求每台正铲需配几辆汽车。 取土料充盈系数为1，则每辆车装斗数m取5，则装车时间为26×5/60=2.16min，已知卸车时间为1min，来往运输时间为每台正铲需配汽车辆数取7辆。四、综合机械化施工 1）充分发挥主要机械的作用 2）挖运机械应根据工作特点配套选择 3）机械配套要有利于使用、维修和管理 4）加强维修管理，充分发挥机械联合作业的生产能力，提高机械的时间利用系数 5）合理布置工作面、改善道路条件、减少机械的转移时间五、土石料开挖运输方案 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。 五、土石料开挖运输方案 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。五、土石料开挖运输方案 土石坝运输方案 1）正向铲开挖，自卸汽车运输上坝 2）正向铲开挖、胶带机运输 3）斗轮式挖掘机开挖，胶带机运输，转自卸汽车上坝  4）采砂船开挖，有轨机车运输，转胶带机（或自卸汽车）上坝。 坝料的开挖运输方案很多，但无论采用何种方案，都应结合工程施工的具体条件，提高机械利用率；减少坝料的转运次数；各种坝料铺筑方法及设备应尽量一致，减少辅助设施；充分利用地形条件，统筹规划和布置。第三节坝面作业坝面作业主要是坝体的铺筑、压实工作。第三节坝面作业一、坝面作业施工组织规划二、压实机械及生产能力计算五、压实标准与压实参数三、结合部位的施工四、反滤料、垫层料、过渡料的施工一、坝面作业施工组织规划一）坝面作业施工程序 基本工序：铺料、平整、压实、质检等； 辅助工序：洒水、刨毛、清理坝面、接缝处理等坝面作业特点：工作面狭窄，工种多，工序多，机械设备多。因此施工时需要有妥善的施工组织规划。坝面作业宜采用分段流水作业施工。填筑单元平面测量各区料边线测量、洒白灰线进料、卸料超径石处理平料、层厚控制洒水碾压碾压质量检查基础面验收填筑料挖装运NO单元验收转入下一填筑单元土石坝填筑施工程序图一、坝面作业施工组织规划二）坝面流水作业 流水作业法施工的概念： 首先根据施工工序数目将坝面划分成几个施工段， 然后组织各工种的专业队依次进入所划分的施工段同时施工。 对同一施工段而言，各专业队按工序依次连续进行施工；对各专业队，则不停的轮流在各个施工段完成本专业的施工工作。 根据施工工序数目将坝面分段，然后组织各工种的专业队伍依次进入各工段施工。如下图： 施工专业化，有利于施工队伍技术水平的提高。 保证施工过程中人、地、机三不闲，避免施工干扰，有利于连续快速施工。 特点一、坝面作业施工组织规划三）坝面施工 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（或一岸向另一岸）进占方式； 另一种为汽车沿坝坡“之”字形公路上坝。 自卸汽车上坝运输线路布置方式 1.进占法 汽车在已平好的松土层上行驶、卸料，用推土机向前进占平料，这种方法铺料不会影响洒水、刨毛作业。 防渗体土料应用进占法卸料。堆石料宜采用进占法卸料。 2.后退法 汽车在已压实合格的坝面上行驶并卸料，此法卸料方便，但对已压实土料容易产生过压。 砂砾料宜采用后退法卸料。坝壳砾质土可以采用后退法卸料。 应采用轻型汽车(20t以下)，在填土坝面重车行驶路线要尽量短，且不走一辙，控制土料含水率略低于最优值。 3.综合法 开始用后退法卸料，然后在平料面上再采用进占法卸料，平料，可以满足大铺土厚度的要求。 I-卸料（1）土料　　当用自卸汽车卸防渗土料时，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　　堆石料往往含有大量的大块径石料，不仅影响推土机、汽车在卸料堆上行驶，还容易损坏推土机履带和汽车轮胎；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，细颗粒料填入堆石体上部的空隙，使表面平整，便于车辆通行。（3）堆石料 在堆石体的卸料中，有时为了增加铺料厚度或缺乏大型汽车，则可采用综合法卸料的方式，堆石料的综合法卸料，即先采用稀密度的后退法卸料；然后，再在其上采用进占法卸料、平料，达到要求的铺料厚度。此法可加快卸料及铺料速度，比单纯的进占法可减少分离架空现象。进占法进占法堆石体进占法卸料综合法 1.铺料一般采用推土机铺料； 2.按设计厚度铺料和平料是保证压实质量的关键； 3.铺料边界和铺料方向 铺料边界：在坝面各料区的边界处，铺料会越界，通常规定其他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的距离不能超过50cm。 铺料方向：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。 II-铺料 4.坝体分期分块填筑时，会形成横向或纵向接缝。在纵横向接缝上存在不密实层。 存在不密实层的原因： 由于接坡面临空，压实机械有一定安全距离，因此坡面上有一定厚度不密实层； 另外铺料不可避免的溜滑，也增加了不密实层厚度。 不密实层的处理：这部分在相邻块段填筑时必须处理，处理方法一般采用留台法或削坡法。 5.对于汽车上坝或光面压实机具压实的土层，应刨毛处理，以利于层间结合。通常刨毛深度为3-5cm。 II-铺料---横向、纵向接缝问题 1.压实方法 有两种方法：进退错距法和圈转套压法。 国内多采用进退错距法 进退错距法：在碾压带的两侧先往复压够遍数后，再进行错距碾压。错距宽度b(m)按下式计算：b=B/n。 III-压实二、土料压实 一）压实原理 土料压实特性 压实机械的压实作用 土料本身的性质 粘性土---克服粘结力 粘性土透水性小，排水困难，压缩过程慢，故难以达到固结压实 非粘性土---克服内摩擦力。 非粘性土透水性大，排水容易，压缩过程快，能很快达到压实。 颗粒组成情况 颗粒越细，孔隙比就越大，越不易压实； 故粘性土的压实干表观密度低于非粘性土的压实干表观密度。 级配特点 级配好，越不均匀，越易压实。 级配差，越均匀，越不易压实。 含水量大小 粘性土—最优含水量；非粘性土—对含水量不做专门控制； 压实功能 压实功增加，干表观密度增大，最优含水量减小。 土料压实特性 1)分类碾压、夯击和震动三种2)作用和特点碾压——静压力夯击——瞬时动力震动——周期性的重复动力 土料压实特性二、土料压实 二)压实机械的分类及压实方法1）羊脚碾2）震动碾3）气胎碾4）夯实机械羊脚碾 适用于粘性土料的压实。 羊角碾： 碾压滚筒设有交错排列的截头圆锥体。 羊脚插入土中，羊脚端部和侧向同时压实。 羊脚对表层土有翻松作用，无需刨毛就能保证土料良好的层间结合。振动碾 适用于压实非粘性土石料 它是振动和碾压作用相结合的压实机械 振动力的大小，取决于振幅和频率 压实厚度，不仅取决于碾重，而且与振动力有关 压实厚度大，生产率高 震动碾 气胎碾的特点 对土体的接触压力分布均匀，而且作用时间长，压实效果好，压实的土层厚度大，生产效率高。 气胎碾可通过改变充气压力来调节接触应力，适宜于压实粘性土及非粘性土。 平碾碾滚是刚性的，不能适应土体的变形，荷载过大就会使碾滚的接触应力超过土体极限强度，这就限制了这类碾超重型方向发展。 气胎碾却不然，随着荷载的增加气胎与土体的接触面积增大，接触应力仍不致超过土体的极限强度。所以只要牵引力满足要求，就不妨碍气胎碾朝重型方向发展。 可以夯实粘性土和非粘性土 借助与夯体下落的动能压实土料 通常由起重机或挖掘机改装 大型夯能夯实较厚土层，小型夯能夯实碾压机械不能压到的边角和接头部位 夯实机械特点二、土料压实 三)压实机械的选择 1）原则；2）适用情况 可能取得的设备类型； 能满足设计压实标准； 与压实土料的物理力学性质相适应； 满足施工强度要求； 设备类型、规格与工作面的大小、压实部位相适应； 施工队伍的现有装备和施工经验三、结合部位的施工 结合部位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，还会影响到坝体的填筑速度； 因此，对此部位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。结合部位如下： 一）坝基结合面 二）与岸坡及混凝土建筑物的结合 三）坝体纵横向接坡及接缝三、结合部位的施工 一）坝基结合面 基础部位填土，一般采用薄层轻碾方法，不允许用重型碾或重型夯。 当填筑厚度达到2m以后，才可使用重型压实机械。 二）与岸坡及混凝土建筑物结合 填土前，将结合面污物冲洗干净，清除松动岩石； 然后，在结合面上洒水湿润，涂刷一层厚约5mm的浓粘土浆或浓水泥粘土浆或水泥砂浆。目的是防止接触冲刷和渗透。 边涂刷，边铺土，边碾压。保证粘结强度。 防渗体与岸坡结合处，宽度1.5-2m范围内或边界处，不得使用羊角碾、夯板等重型机具。 砾质土、掺和土与岸坡或混凝土建筑物结合处，应填筑1-2m宽塑性较高而透水性低的土料，避免直接与粗料接触。三、结合部位的施工 三）坝体纵横向接坡与接缝 一般情况下，填筑面应力争平起。 斜墙及窄心墙不应留有纵向接缝； 防渗体及均质坝的横向接坡不应陡于1:3，高差不超过15m。 均质坝上的纵向接缝，宜采用不同高度的斜坡和平台相间形式。 坝体接坡面可用推土机自上而下削坡。 注意接坡与接缝的概念区别。四、反滤料、垫层料、过渡料的施工 反滤料、垫层料、过渡料方量不大，但铺料要求高，压实标准高，分区线控制严。 一）填筑方法 1、削坡法 2、挡板法 3、松坡接触平起法:有先土后砂,先砂后土,土砂平起。 削坡法和挡板法不适于机械化施工，故已不再使用。 二）压实 应采用不同的压实机械分别压实，注意保证接触部位的质量。三、压实标准与压实参数 一）压实标准 1）粘性土料---两个指标 设计干表观密度γd 施工含水量 2)非粘性土料 砂土或砂砾石：相对密实度D 石渣或堆石体：孔隙率 3)换算公式三、压实标准与压实参数 二）压实参数 1)机械参数碾重、压力等 2)施工参数铺土厚度、碾压遍数、含水量等 三）压实试验 1)试验方法 逐步收敛法现场试验---固定其他参数，变动一个参数，通过试验得到该参数的最优值。将优选的参数和其他参数固定，再变动另一个参数，用试验确定其最优值。以此类推，得到每个参数的最优值。最后将这组最优参数进行一次复核试验。 2)压实参数的确定根据设计干表观密度γd，可分别查出不同铺土厚度所需的碾压遍数a,b,c及相应的最优含水量d,e,f。然后以单位压实遍数的压实厚度进行比较，以单位压实遍数的压实厚度最大者为最经济合理。即Min{h1/a,h2/b,h3/c}第四节土石坝施工的质量控制施工质量的检查与控制是土石坝安全的重要保证，它贯穿于土石坝施工的各个关节和施工全过程。第四节土石坝施工的质量控制一、料场的质量检查和控制二、坝面的质量检查和控制三、质量事故处理一、料场的质量检查和控制 一）土料场 1、土质情况 2、土块大小 3、杂质含量 4、含水量 二）石料场 石质、风化程度、爆落块料大小、级配及形状等方面。一、料场的质量检查和控制 三）含水量调整 1、含水量偏高时解决的办法 a.改善料场的排水条件和采取防雨措施； b.将含水量偏高的土料进行翻晒处理，或者轮换掌子面开挖； c.机械烘干法。 2、含水量偏低时解决的办法 a.加水。 对于粘性土料应考虑在料场加水（分块筑畦埂、灌水浸渍、轮换取土）； 对于非粘性土料，用洒水车在坝面喷洒加水。 3、含水量不均匀时解决的办法 a.堆筑大土堆(“土牛”)。二、坝面的质量检查和控制 坝面的质量检查和控制非常重要。 在坝面作业中，主要是对以下几项进行检查，并提出质量控制措施。 a.铺土厚度； b.填土块度； c.含水量大小； d.压实后的干容重。 对于粘性土含水量是关键，对砂土干容重是关键。 1、密度的检查测定 2、室内试验 3、重点部位的检查 4、压实参数和填料质量二、坝面的质量检查和控制 对于检查中发现的问题应分析原因，找出解决办法，及时纠正。所有的检查记录，应及时整理，编号存档，作为施工过程质量管理的依据，也作为坝体运行后长期观测和事故分析的佐证。三、质量事故处理 一）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，呈龟裂状。 防止方法：及时作好护坡和保护层。对已出现裂缝可采用开挖回填或将裂缝全部铲除重新回填。 对均质坝，缝长不超过0.5m，缝宽不超过5mm，也可不处理。三、质量事故处理 二）沉陷裂缝 产生原因： （1）由于岸坡过陡或坡率变差大； （2）地基沉降不均匀； （3）黄土湿陷变形； （4）坝体施工期填筑高差过大及坝体压实不够产生沉陷裂缝。 对横向裂缝不论大小都应严格处理，防止贯穿坝体漏水失事。 可采用的办法开挖回填或灌浆处理。三、质量事故处理 三）滑坡裂缝 产生原因： 施工质量不好； 设计边坡陡于稳定边坡； 填筑土料含水量过大或地基有含水量大的淤泥层。 一般可采取坝脚压重或放缓边坡；或采取防渗、导渗措施。三、质量事故处理 四）坝体及坝基异常渗漏 往往是因施工不当造成的。 土坝渗漏处理原则是： 上截：基本措施可归纳为垂直防渗和水平防渗两种形式； 下排：排水应有可靠的反滤。第五节面板堆石坝的施工面板堆石坝有混凝土面板和沥青混凝土面板，其防渗由面板、趾板和基础防渗组成，其特点是：堆石坝体能直接挡水或过水，简化了施工导流与渡汛，枢纽布置紧凑，充分利用当地材料，面板可分期施工，便于机械化施工，施工受气候条件影响小。混凝土面板堆石坝施工沥青混凝土面板堆石坝施工第五节面板堆石坝的施工一、面板堆石坝概述二、堆石坝体材料分区三、垫层料和趾板的施工四、钢筋混凝土面板的施工五、沥青混凝土面板施工一、面板堆石坝概述 面板堆石坝是近期发展起来的新坝型,它具有适应好，工期短、投资省、施工简便、运行安全、工程量小的优点，是土石坝中工程量最省，投资最小的一种坝型，也是施工最快捷方便的一种坝型。 近年来，由于设计理论、施工机具和施工方法的发展，显示出它在各种坝型中具有极大的竞争力，在坝工建设有特殊重要的地位。水布垭天生桥天生桥三板溪三板溪紫坪铺紫坪铺公伯峡公伯峡二、堆石坝体材料分区 一）坝体分区 坝体部位不同，受力状况不同，对填筑材料的要求也不相同，所以对坝体进行分区。 常常分为面板、垫层区、过渡区、主堆石区、下游堆石区。趾板趾板是布置在防渗面板的周边、座落在河床及两岸基岩上的混凝土结构。趾板与面板共同作用，形成坝基以上的防渗体，同时趾板与经过固结灌浆、帷幕灌浆处理后的稳定基岩连成整体，封闭地面以下的渗流通道，从而形成一个完整的防渗体系。因此，趾板是一个承上启下的防渗结构。由于坝体堆石在自重及水荷载作用下，可能产生变形，而河床及两岸的基岩相对来说变形则小得多，为此，建造在堆石体上的面板与设置在基岩上的趾板之间，通过具有柔性止水的周边缝来协调二者的变形不连续性。趾板的主要作用是：保证面板与坝基间的不透水连接；作为基础灌浆的盖板；当采用滑动模板施工时，趾板可作为滑动模板施工的开始工作面。趾板体型趾板轴线（趾板基准线）图中“x”点为面板底面线与趾板底面的交点，是趾板设计、施工的控制点。各截面的“x”点连线〔即面板设计底平面与趾板底平面的贯穿线)，称为趾板的基准线，亦称趾板轴线。趾板横断面图z点为面板底面线与趾板下游端面线的交点，是坝体填筑时上游面的起始控制点。各段趾板横截面上的“z”点应在同一平面上，即在面板底平面上，以保证大坝上游填筑面为一平整面。 趾板头部斜长段(QT)是作为面板滑模施工时起始工作面，要求该段与防渗面板在同一平面，即QT段的坡度与面板坡度相同，该段的长度一般要求不小于0.8m。 为使面板边缘能够自由下沉，避免硬性支承，消除面板固端应力。趾板下游端面应垂直面板，即QT⊥TE；同时要求面板下部与基岩面之间应保持一定厚度的堆石体。公伯峡大桥 100m以上的堆石坝的面板上游面下部应设上游铺盖区及重盖区。二、堆石坝体材料分区 二）面板坝的施工程序岸坡坝基开挖清理→趾板基础及坝基开挖→趾板混凝土浇筑→基础灌浆→分期分块填筑主堆石料区（垫层料平起上升）→（至分期分块高度）滑模浇混凝土面板→填筑下期坝体→下期混凝土面板→坝顶三、垫层料和趾板的施工 一）垫层料的施工 1、垫层料的填筑 垫层料为人工碎石或级配良好的沙砾石料，先超填，然后修整和压实。 2、垫层坡面的防护 为了防冲、挡水和提供良好的工作面要对垫层坡面进行防护，一般采用喷乳化沥青、喷射混凝土或摊铺碾压水泥砂浆。三、垫层料和趾板的施工 3、挤压边墙技术 采用挤压式边墙施工法进行上游垫层料坝坡的施工,代替传统的斜坡碾压砂浆方法。 采用挤压式边墙后，由于边墙在边坡上的限制作用，垫层料不需要超填，施工安全性高。三、垫层料和趾板的施工 二）趾板的施工趾板必须在填筑前完成开挖与浇筑，其施工步骤为：开挖→清理工作面→测量放线→锚杆施工→立模安止水片→架设钢筋→预埋件埋设→冲洗仓面→混凝土浇筑→养护。挤压边墙施工挤压边墙施工垫层碾压施工趾板施工四、钢筋混凝土面板的施工 一）钢筋和止水 钢筋采用现场绑扎焊接或预制钢筋网片现场拼装，止水成型后在现场焊接。 二）模板 有轨滑模和无轨滑模。 三）混凝土浇筑 面板采用滑模连续浇注（拉模浇注），按高度分为一次拉模、二次拉模和三次拉模到顶的浇注方法。五、沥青混凝土面板施工 一）温度控制 沥青混凝土施工过程温度控制十分严格，必须保证各工序的温度在设计的范围内。 二）施工特点 铺填及压实层薄，通常板厚10~30cm，施工压实层厚仅5~10cm，且铺填压实均在坡面上进行。 三）施工机械 沥青混凝土的铺填和压实采用机械化流水作业施工。第六节土石坝的冬雨季施工土石坝施工，受外界气候影响较大，特别是冬雨的施工，有效工作日大为减少，造成施工强度的不均匀，影响工程进度，所以需要采取专门措施解决冬雨季施工的问题。第六节土石坝的冬雨季施工一、土石坝的冬季施工二、雨季施工一、土石坝的冬季施工 当温度小于零0℃时，粘土应按低温季节施工；当温度小于-10℃时，一般不宜填筑土料。一）冬季施工的问题1、冻结使强度增高，不易压实；2、冻土融化使强度和稳定性降低；3、还容易产生渗漏和塑性滑动。一、土石坝的冬季施工二）冬季施工的措施由于填筑材料存在过冷现象，采用适当的措施仍可保证冬季施工的质量。具体措施有：1、防冻 降低土料的含水量；降低土料的冻结温度（加盐等）；快速施工，减少运输和压实过程中的热量损失，在下层未冻结前覆盖。 2、保温主要在料场，采用隔热材料、积雪、冰层覆盖，或松土进行保温。3、加热搭暖棚进行加热。4、加大压实功能采用重型碾压机械。二、雨季施工 由于防渗土料的含水量有严格的要求，如果在雨季进行防渗体的施工，总的原则是“避开、适应和防护”，通常采取如下措施： 1、合理安排施工，改进施工方法做好料场排水，合理安排的取土堆存；坝壳料与防渗体施工合理安排；雨前快速压实表层松土，然后将设备撤除填筑区，保护坝面；填筑面略向上下游倾斜，以利排水；加强路面维护和排水措施。二、雨季施工2、增加防雨措施，保证更多有效工作日在坝面增设防雨棚，覆盖坝面，避免雨水渗入，缩短停工时间。3、改造粘性土料特性，使之适应雨季作业主要是在粘性土料中掺和非粘性土料。复习题一、填空题1.土石坝施工需要对料场从________、________、_______与_________等方面进行全面规划。2.土石坝施工，坝面铺料行之有效的方法是________、________、__________、________、________、________。3.常用的碾压机械有________、__________与________。4.压实粘性土的压实参数包括_________、___________及_________。空间时间质量数量算方上料定点卸料随卸随平定机定人铺平把关插钎检查羊脚碾振动碾气胎碾铺土厚度碾压遍数最优含水量一、填空题5.压实非粘性土的压实参数包括_________、_________。6.土石坝冬季施工，可采取_________、_________、__________三方面的措施。7．土石坝冬季施工，对粘性土应将含水量降低到塑限的________倍。土料中的冻土块含量不超过_______。冻土块直径不超过铺土层厚的__________。8.土石坝雨季施工的防雨措施可以采用____________、____________、_____________。铺土厚度碾压遍数防冻保温加热0.915%1/3～1/2雨前压成光面坝面向外筑成缓坡用帆布或塑料布覆盖二、选择题二、选择题1.土石坝施工料场规划实际可开采总量与坝体填筑量之比，土料一般为________。   A．2—2.5   B．1.5—2.0   C．1.0—1.52.料场内装料面的间距以________m为宜。  A．200   B．150   C．1003.挖掘机开挖、自卸汽车运输两者配套时，自卸汽车运距为2.0km，车厢和铲斗容量的合理比值为_______。  A.3－5   B.4-7    C.7－10A．C．B．二、选择题4.心墙坝或斜墙坝施工，坝面应向上游倾斜______的坡度。  A.1%－2%B.3%－4%  C.4%－5% 5.振动碾的压实影响深度可达________以上。  A.0.5m    B.0.8m   C.1.0m6.土石坝粘性土防渗体碾压部位的干容重、含水量取样次数为________。  A．1次/（100~200）m3   B.1次/（200~400）m3   C.1次/（400~600）m3A.C.A.三、判断题1.正向铲挖掘机适于挖掘停机面以下的土方和水下土方。()2.土石坝施工中。因挖、运、填是配套的，所以开挖强度、运输强度均与上坝强度数值相等。()3.土石坝施工坝面流水作业的流水工段数应等于流水工序数。()××√三、判断题4.羊足碾只能用压实粘性土，振动碾最适宜于压实非粘性土。()5.土石坝的压实标准对非粘性土的一级建筑，其现对密度D可取0.7~0.75。()6.一般说，冬季土石坝施工，开采温度不低于5~10℃、碾压温度不低于2℃，便能保证土料的压实效果。()√√√