辗压
土木工程学科术语
辗压土坝有均质坝、心墙坝斜墙坝三种类型。主要施工工序包括导流、基坑开挖、地基处理、排水棱体堆筑、土料备料运输、坝面填筑压实、护坡及坝顶工程等。其中主要施工内容为料场作业、运输作业及坝面填筑作业。
词语简介
土石坝均属当地材料坝,可就地取材,工程成本低,对地基要求不高,施工技术简单,利于群众性施工。随着土石方施工机械的不断完善,大型高效施工机具的发展,施工费用将进一步降低,因而,土石坝在国内外被广泛应用。
土石坝按施工方法的不同可分为碾压式土石坝、水中倒土或水力冲填坝,以及定向爆破筑坝等类型。国内外多采用碾压式土石坝。
辗压土坝有均质坝、心墙坝和斜墙坝三种类型。主要施工工序包括导流、基坑开挖、地基处理、排水棱体堆筑、土料备料运输、坝面填筑压实、护坡及坝顶工程等。其中主要施工内容为料场作业、运输作业及坝面填筑作业。
料场作业
(一)料场的选择与规划
土坝的用料量很大,有一定的质量要求,用料工作面相对集中,因此,要对料场从空间、时间、质量等方面进行全面规划,通盘考虑。
选择料场应根据坝体对土料的要求进行,要先近后远。工程量较大时,尽量使上下游、左右岸的不同高程均有适当的料场。优先选用较大料场,以利于机械化施工。要预留一部分条件有利的料场供抢修拦洪高程时使用。
由于土料的自然方与坝上压实方量的差异、不合格土料的剔除以及施工过程中的损耗,因而规划的主要料场的总储量,应比土坝设计总方量大50%~100%。为防止主要料场因土料过湿等原因不能继续使用,还要在库区以外范围的高地上安排备用料场,其土料埋藏量应为主要料场总储量的20%~30%。
(二)料场清理与排水
料场清理与排水是料场作业的辅助工作,但直接影响采料的质量和开采的进度。料场清理主要是草木及覆盖层的清除,如挖树、除草、剥弃表层种植土等。排水则是在料场布置排水系统,降低地下水位和排除雨水。
(三)土料含水量控制
料场土料的自然含水量与压实要求的最优含水量应当适应,才适合于压实。否则应采取相应调节措施,以保证压实质量。
当自然含水量大时,除料场使用期问排水沟应随土料挖深相应下降外,对于稍湿的土料,可采用分层取土、逐层晾晒、轮换使用的办法;如土料过湿,可将土料挖碎翻晒,堆土牛储备,松土上坝铺晒一定时问再碾压。
如果料场土料自然含水量小于最优含水量时,对于粘性土料应在土料中加水。相差不大时,可在土料表层喷洒,否则需用钻孔灌水法或淹没法。当土料稍于,而加水量又较大时,可用增加碾重及碾压遍数的办法,以省去加水的费用。
土料开采运输
土坝施工,挖、运、填的工作量大,强度高,应尽量采用配套成龙的综合机械化施工方法,以降低工程成本,加快建设速度。
土料开采运输方案的选择,主要根据工程量的大小、上坝强度的高低、料场位置及储量大小、机械设备种类和能力等各种因素综合确定。常用的土料开采运输方案有以下几种。
(一)人力及半机械化施工
中小型工程常用人工开采、人力挑抬运以及胶轮架子车直接上坝或卷扬机牵引上坝。胶轮架子车载重300~500kg,坡度2%以下。当人力协助拉坡时,最陡可达45°。可直接上坝,也可采用卷扬机拉车上坝。这类方法运距不宜大于1.0km。
人工开采,胶带机运输上坝:胶带机为连续性生产机械,但装土容量较小,不宜于较长运距的作业。爬坡坡度以1:3~1:3.5为宜。
人工开采,人力推0.6m3斗车运输。坡度应小于0.5%~15%,适于1~2km内运输。一般需卸料至坝下由胶带机等转运上坝。
人工挖装手扶拖拉机、翻斗车运输直接上坝。
(二)机械开采运输
挖掘机或装载机挖装自卸汽车直接上坝,这种方式机动灵活,布置方便,是上坝工程优先选用的方案。
挖掘机或链斗式采砂船开挖,762mm轨距机车牵引3.5m3矿车运输,重车坡度8%~10%,转弯半径干线大于150m,支线大于100m。适宜运距1.0~6.0km。此方案需转运上坝。
斗轮挖掘机挖,胶带机或矿车卸料后转胶带机上坝。
当料场位置合适,还可采用铲运机铲运和推土机推运的方法,这是挖、运、填结合的机械。
坝面作业
(一)清基
坝面作业前需进行坝基清理、基础处理、坝肩削坡等工作。
坝基范围内的所有草皮、杂木、乱石、腐殖土、细砂和粉砂均应清除。如遇岩石,应将浮土、浮渣及已经松动的石块冲洗清除干净。
对勘探用的试坑,应把坑内积水与杂物全部清除,并用筑坝土料分层回填夯实。
土坝与两岸山坡的结合面,易造成渗水通路,必须特别重视。土质山坡,应清理至不透水层。若为岩石,其清理坡度不应陡于1:1。
填筑坝基面以上第一层土料前,应将粘性土壤坝基表面加水润湿或晾晒,使表层含水量控制在最优含水量范围内,然后将表面耙松2~5cm,使其与第一层土结合更紧密。如为无粘性土壤坝基,则应洒水压实,再开始铺筑第一层土料。
(二)坝面作业施工程序
坝面作业包括铺土、平土、洒水(或晾晒)、压实、质检等工序。其施工特点是工作面狭窄、工序交叉、设备多。通常采用流水作业法组织坝面施工,这时,须将坝面划分成若干个工作面,以使各工作面上所有工序都能连续进行。
将坝面根据铺土、平土、压实三道主要工序分成三个互相平行的工作面,在同一时间内,每一工作面完成一道工序,依次流水作业。每个工作面面积的大小取决于各施工时段的上坝强度,以及不同高程相应的坝面面积大小。
(三)坝面铺土压实
土料的填铺,可采用推土机或平土机。铺土最好沿坝轴线方向进行,厚度要均匀并符合规定要求,大土块应打碎。填铺的土层不应有起伏不平的地方,以免雨后积水影响施工。
心墙砂壳坝的填筑,一般是心墙略高于砂壳1.0m左右,并保持心墙与砂壳的均衡上升,避免心墙上升过高造成千裂,或砂壳上升过快造成施工困难。在这样多种土质的压实中,土料主要用羊足碾,土砂分界线用气胎碾,砂砾料则用振动碾。心墙粘土料碾压两层时,滤料碾压一层。土料碾压时,气胎碾压过土砂界线0.3m。反滤料碾压时,振动碾要求压上粘土不少于0.5m。
斜墙坝的斜墙填筑,应低于砂壳上升。等坝体上升到一定高度甚至达到设计高程后,再进行斜墙填筑,以避免粘土防渗体因砂壳沉陷不均而产生裂缝的不利情况。已填筑好的斜墙,应立即在上游铺好保护层,防止干裂。
不同土料的上坝布置,应尽量避免交叉而互相干扰。
碾压前,如粘性土料含水量偏低,须在坝面上洒水,如为砂料或砂砾料,更需充分洒水,以保证压实效果。当粘土料含水量偏高时,铺土后可暂不进行碾压,先行自然晾晒以降低含水量。
土料压实是坝面工作中最重要的工作。一般应通过现场试验确定碾重、铺土厚度、碾压遍数等压实参数。碾压方向必须与坝轴线平行,碾压重叠宽度为10~15cm。对于汽车上坝或平碾压实形成的光面,应进行刨毛处理,以保证土层间结合良好。
压实机械分夯实机械、碾压机械和振动碾压机械。常用的有夯板(挖掘机改装)、履带式拖拉机、平碾、羊足碾、气胎碾和振动碾等。对于坝头和不同土质的交接面,以及小型水利工程,要用人工夯实或蛙式打夯机等小型机具夯实。
(四)质量控制检查
料场检查,包括控制料场土料的含水量,检查土质是否符合设计要求,料场排水系统和防雨措施是否完善。
坝身填筑,应分别控制铺土厚度、土块大小、含水量高低、刨毛情况、压实程度与结合状况。发现有层间结合不良、剪力破坏、弹簧土、漏压土、裂缝及坡度不符要求等,都应挖掉重填或补压。要注意不同土料分界面接合情况,纵横向接缝情况,及坝上交通道路等处土层的处理情况的检查。
压实程度的检查是重点。对粘性土料,主要检查干容重;对无粘性土,除检查干容重外,还要检查其相对密度。
1.干容重检查
在采取土样时应注意具有代表性,各层土样位置应错开;土样应取在上下层结合处,上层取2/3,下层取1/3;检查坑长宽不得超过0.4~0.6m,检查后应立即填土夯实;每隔一定高度取一大样,作物理力学性质试验。
2.相对密度检查
相对密度又称紧密度,用以表示压实程度的好坏。由于无粘性土含砾石多时干容重大,但可能并不一定密实,故相对密度是控制无粘性土质量的主要标志。对于不含粗颗粒的砂土,用土料测干容重的方法确定,也可用浮重法求得。对于砂卵石则可用灌砂法求得体积后,再求取干容重。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 19:55
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