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1、一.工程概況 芹池鎮原莊村后坡自然莊水保工程碾壓式土壩位于龍灣溝泄洪涵洞首部,用八字墻收水。二.壩基開挖與處理（一）壩基開挖處理的原因： 天然的壩基表面往往會有樹木、樹根、雜草、亂石、水井、窯洞、墳墓、探坑等，表面土壤的有機混合物的含量比級高，自然容重小，壩基范圍內可能有高壓縮性松軟土層、濕陷性黃土層 等。對它們如果不進行開挖、清除、處理，必將給壩基的防滲性、穩定性帶來很大威脅。因此，壩基開挖、清除、處理，是土壩施工中的重要內容，它的成功與失敗往往就決定了整個樞紐工程的成功與失敗。所以在壩體施工之前，必須進行壩基開挖與處理。1.開挖處理的順序： 自上而下，先兩岸岸坡，后河槽壩基。2.岸坡處理要2、求： （1）.岸坡與與壩體的防滲體的連接部位，要清理到不透水層。以避免留下滲水通道。（2）.清理后的岸坡若為巖石，其坡度不能陡于10.75，并且在填土之前涂上35毫米厚的粘土漿，以利于壩體的防滲體與岸坡的結合；（3）.清理后的岸坡若為粘土、非濕陷性黃土，其坡度不能陡于11.5，并要削成平整的斜坡；（4）.清理后的岸坡若為非粘性土，其坡度不陡于山坡土壤在飽和情況下的穩定坡度；(5).對于巖石岸坡存在的反坡，為了減少削坡的方量，可以用混凝土填補成平順的斜坡面。（二）壩基處理內容： 一般包括壩基、壩肩防滲處理、軟弱土層的處理。(三)壩基處理方法： 覆蓋層比較淺的，一般開挖成截水槽，并回填與壩體的防滲3、體相同的土料；覆蓋層比較深的，一般用灌漿法法處理。對于斷層、破碎帶、節理裂隙、泉眼等特殊問題，要采取具有較強針對性的具體方法. 軟基開挖處理：(四)軟基開挖處理原則： 1.首先考慮用天然地基作閘基，以降低造價。 2.擬訂不同處理方案，經全面可行性論證后確定。（五）軟土地基開挖： 使用各種挖運機械開挖 。平原地區，最大的特點是地下水位比較高，因此，一般情況下，首先將基坑范圍內的水抽干然后再開挖。開挖過程中主要的任務是基坑排水，防止過多的水滲入基坑，導致流沙現象發生，開挖后的基坑邊坡滑動失穩，影響水閘結構施工，影響施工安全。為此，軟基開挖時一般采取如下措施： 1. 人工降低地下水位： 既在開挖之前4、，在壩基范圍內及其周圍用打機井的辦法打井抽水，此法可以防止流沙產生，提高閘基土的密實度，開挖時，邊坡可以比較陡，減少開挖回填的工作量。 2.濾水攔砂穩定基坑邊坡： 這是在開挖后的基坑邊坡上，為防止滲水時產生流沙現象，從而導致邊坡塌滑的措施。基本做法有：用疊砌葦捆攔砂；用秫秸、柳枝，稻草等綁成柴枕攔砂；對坡面鋪設護面材料攔砂等。（六）軟基處理常用方法 軟基處理方法比較多，例如教材介紹的換土法、排水法、振沖法、鉆孔灌注法等，這些方法都有自己的特點和使用條件，都可以供大家在今后的工作中參考。下面補充介紹幾種簡便的常用方法：1.砂墊層法：（1）做法： 將基地底一定深度內的軟土挖除，回填砂類土料（黃砂、5、砂礫）（2） 作用：1） 砂土、fK；2）換砂過程中，經夯實，沉陷量3）砂性土透水性大，有利軟土層內孔隙水排除，加速基土固結。 （3）評價：1）優點：產砂地區就地取材；不需機械設備效果 好；受氣溫降雨影響小。2）缺點：防滲問題突出，易產生滲透變形，上游應設鋪蓋并大板樁，以延長滲徑。（4）墊層厚度：一般應滿足兩個條件：1）傳到墊層底面的應力不超過挖后基土的承載力2）不發生表層或深層滑動。經驗多為12m，一般不超過34m，過厚不經濟，具體計算方法，可見土力學等。（七） 筑壩料場選擇與規劃： 土壩用料量很大，因此，在水庫樞紐設計中的壩型選擇階段就應該對土料場進行全面調查，在施工前，要配合施工組織設計6、，對料場作進一步勘探、選擇、規劃。為保證質量，節約投資，加快施工進度，有必要從空間、時間、質量、數量等方面全面進行規劃。1.料場的空間規劃： 空間規劃是指 對料場的位置、高程進行恰當選擇、合理布置。基本要求是：（1）運距短（有利于加快運輸提高效率）；(2) 高程合適（有利于重車下坡，不會因料場位置高，道路坡度陡，引起運輸事故）；(3)土場與重要建筑物或者居民點有足夠的防爆防震的安全距離（有利于減少施工隱患）。2.料場的時間規劃： 時間規劃是指在施工中，要考慮到施工強度和壩體填筑部位的變化，隨著季節和壩前蓄水情況的變動，料場的工作條件也要能適應其變動的需要。以便于平衡運輸任務，避免不必要的窩工。7、基本要求是：(1)含水量高的旱季用，含水量低的雨季用；(2)施工強度高時用近料，施工強度低時用遠料；(3)近處應留有大壩合龍用料（筑壩合龍時、攔洪渡汛時填筑用料強度都很大）。3.料場的質量和數量規劃： 土料的質量和數量的規劃，是料場規劃的最基本要求，也是決定料場取舍的重要前提。基本要求是： (1)規劃時要全面勘探和試驗（勘探內容包括：料場的地質成因、產狀、埋藏深度、儲藏量、物理力學指標等；其中物理力學指標包括各種容重、含水量、材料的成分、顆粒繼配、凝聚力、內摩擦角、滲透系數等）；(2)勘探精度隨設計要求提高；(3)總儲量滿足總方量要求；(4)用料分配應滿足階段施工中上料最大強度要求；(5)充分8、利用建筑物基礎開挖的棄料（有利于減少外運工作量，減少運輸干擾，減少廢料堆放場地）(6)用人工篩分控制填料的質量（有利于緊縮壩體設計斷面，并可以充分利用渣料）；(7)規劃時中考慮主料場的同時還應考慮備用料場（主料場不僅要質量好、儲量大一般應比需要的總方量多11.5倍，運距近，而且有利于常年開采，備用料場要在淹沒范圍以外，當主料場被淹沒或者其他原因中斷使用時，使用備用料場，備用料場的儲藏量應為主料場總儲藏量的2030%）(8)規劃時應考慮棄料的出料、堆料、棄放的位置，（力求避免施工干擾，加快開采、運輸速度）。三.施工方案選擇 在施工中，中小型土石壩一般采用各種改良工具和半機械化施工方,科學的進行施9、工布置，對加快土壩施工進度，降低生產成本具有重要的意義。綜合機械化的基本原則： 在施工中，挖、運、填、壓等各道工序均由互相匹配的施工機械來完成，從而構成一條龍的生產流程，這種方法稱為綜合機械化施工。組織綜合機械化施工應遵循下列原則： 1.盡量形成綜合機械化施工系統；（所有施工環節、內容都采用機械化。）2.充分發揮注意機械的作用；（主要機械指對完成關鍵工序起主導作用，而且臺班費用最高的機械。充分發揮它的作用，有利于加快進度，降低成本。例如，施工中用正向鏟挖掘機采料，自卸汽車運輸上壩，推土機平土，振動碾壓實，刨毛機刨毛，灑水車灑水，這種綜合機械化施工中，正向鏟挖掘機就是主要機械，它的作用發揮好壞，10、直接影響各道工序、各種機械作用的發揮。）3.機械配套要有利于使用、維修、管理；（盡量采用大型、高效、型號單一的施工機械，減少機械的型號、規格、數量，盡量利用一種機械能夠完成幾道工序，以減少機械之間的配合環節，提高機械的時間利用系數，簡化維修管理工作。）4.加強機械維修管理；（磨刀不誤砍材工，加強對機械的養護，使機械都能長期保持正常工作狀態，無疑會提高機械的利用率，因此施工現場一般設有機械修配企業。）5.合理布置工作面，改善道路條件，減少機械轉移時間。（要實現快速挖、裝、運、卸、鋪、壓，合理布置工作面，改善道路條件，是重要的前提，否則，一個環節受阻，會環環窩工。因此，安排作業時，一般讓大型機械去11、完成工作量大而集中的任務，工作量小而分散的局部地段，安排小型機械去完成，避免機械頻繁轉移，造成浪費。）四.壩面作業 在壩基和基礎處理完成，允許填筑土料時，壩面作業就可以全面展開。在施工中，壩面作業組織是壩體填筑的核心，作業組織的好壞，直接影響到大壩的質量、施工進度、生產成本。（一） 壩面作業的施工組織：1.壩面施工程序： 基本包括：鋪土、平土、灑水（涼曬）、壓實、刨毛（用平碾壓實時）、質量檢查等。2.壩面施工特點： 工作面窄、工種多、工序多、機械設備多。組織不好，容易發生互相干擾，造成窩工，延誤進度，影響質量。為避免這類情況發生，壩面一般采取流水作業法施工。3.流水作業的實施：1.流水作業的概12、念： 流水作業，首先是根據施工工序數目，將壩面分段，組織不同工種的專業隊依次進入各個工段施工。對于同一個工段來講，各個專業隊按照工序依次連續施工；對于各個專業隊來講，依次不停的在各個工段完成固定的專業工作。2.流水作業的效果： 實現了施工專業化，在各個工段都有專業隊使用固定的機具進行施工。這個效果有利于施工人員技術的熟練和提高；容易保證施工過程中人、地、機具三不閑，可以避免互相干擾，從而實現多、快、好、省、安全施工。3.流水作業段數計算（對于某一控制高程的壩面）： 式中：m工作段數；WD壩體某高程的工作面面積，m2；WB單位時間內要求流水作業（班）的鋪土面積，m2；Qd要求的上壩填筑強度，m313、/；d土石料設計干容重，t/m3；n料場土石料的天然容重，t/m3；h每層鋪填松土的厚度，m；KS土石料最后松散系數（見107頁表61）。（1） 流水作業示例：（見107頁，咯）五.壩面填筑施工基本要求 壩面作業是保證壩體質量的關鍵，應把好各道工序的質量關。為此要求：1.粘性土的鋪料與壓實要連續進行；2.上層土料應在下層壓實合格，并刨毛灑水后鋪填；3.粘性土灑水應少、勤、勻，以保證壓實效果；4.非粘性土，特別時石渣和沙礫料應充分灑水，以保證壓實效果；5.鋪土方向沿壩軸線進行；6.卸料盡量采用進占法退鋪；7.鋪料要均勻，大土塊要打碎；8.向上下游保持12%的坡度，以利于排除施工期間的雨水；9.壓14、實必須按次序進行，不能漏壓、欠壓、過壓；10.碾壓機械必須平行壩軸線，采取進退、錯距的開行方式；11.分段碾壓時，順碾壓方向的搭接長度不小于0.30.5米。12.汽車穿越反濾層進入防滲體要設專用“路口”。（因為汽車穿越反濾層時容易將反濾料帶入防滲體，造成防滲土料與反濾料邊線混肴影響壩體結構質量，因此，應在壩面每隔4060米設專用“路口”，并且，每隔二三層換一次路口位置，既可以防止將土料帶入反濾層，也可以防止因超壓產生剪切破壞。）六.防滲體的填筑1.心墻壩體的填筑： 心墻上升過快，容易干裂而影響質量，砂殼上升過快也會造成施工困難，所以心墻應與上下游反濾料以及部分壩殼平起填筑。碾壓時，粘土用羊足碾15、，粘土與砂料分界處用氣胎碾，沙礫料用振動碾。2.斜墻壩體的填筑： 防滲斜墻可以與下游的反濾料以及壩殼平起填筑，更可以待壩體上升一定高度后，甚至壩體達到設計高程以后，再填筑斜墻，有利于避免因壩體沉陷過多，而引起斜墻裂縫。填筑好的斜墻，在它的上游肴立即作好保護層，防止干裂，保護層應隨斜墻增高而增高，其高度相差一般不超過12米。3.接縫處理： 壩體分期分段施工時，新舊壩體結合處既為施工接縫處。處理不好，會形成漏水通道，或者產生不均勻沉陷。對于防滲體一般不設平行壩軸線的縱向接縫，均質壩垂直壩軸線的橫向接縫處，結合坡度一般不陡于13，高差大于1米時，還要挖結合槽，均質壩允許游平行壩軸線的縱向接縫，接縫的16、兩側壩體高差較小時，結合坡度不陡于12，結合面可以是斜坡，也可以是臺階形。七.質量檢查與控制 為保證施工質量，質量檢查與控制應貫穿各個施工環節和施工的全過程。1.料場質量檢查與控制： 對土料料場的土質情況、土塊大小、含水量高低、雜質含量多少要經常取土檢查。含水量高的，要改善料場的排水條件，采取防雨措施，對土料進行翻曬，使含水量降低到規定范圍內；含水量低時，對粘性土料應考慮在料場加水，加水量可以按下式計算： 式中：Q0料場加水量；QD土料上壩強度；KP土的可松性系數；e料場土料的容重；0壩面碾壓時要求的含水量；e料場土料的天然含水量；土料裝運過程中的含水量蒸發損失，一般取0.020.03最好現場17、測定。加水方法可以采用分塊筑席埂，灌水浸漬，輪換取土；也可以采用噴灌機噴灌。對于石料場要經常檢查石質、風化程度，石塊大小，石塊形狀是否符合上壩要求。對于性質不詳的土料要及時進行物理力學性質和化學分析試驗，檢查合格后才能使用。2.壩面的質量檢查與控制：（1） 檢查控制的基本內容： 在壩體填筑過程中，應對鋪土厚度、土塊大小、含水量大小、壓實后的干容重、壓實后的層間接和進行檢查，并采取控制措施。一般主要檢查控制含水量和干容重。達不到要求的，應及時處理。（2） 檢查取樣 規定： 對不同的壩料、不同部位的取樣，試驗的項目、取樣實驗次數的要求不同。但是，都要符合規范的規定（見109頁表62）。（3） 取樣18、部位要求：1） 在截水槽取樣不少于兩排，取樣間距不超過30米；2） 在有代表性的碾壓壩段應取樣檢查；3） 重要結合部位或者可疑部位（土質變化、含水量過高過低 、鋪土厚度不均、壩體與岸坡、與混凝土建筑物，壩殼與防滲體，壩體分段施工等容易漏壓的結合部位）要重點取樣檢查。（4） 檢查結果要求：1） 壓實干容重的合格率不小于90%；2） 干容重不低于設計干容重的98%；3） 不合格的土樣不得集中。（5） 非粘性土的檢查控制：1） 基本要求： 對于反濾層、過度層、壩殼等非粘性土的質量檢查，除按表62的規定取樣外，主要控制壓實參數。2） 取樣方法： 一般在填筑排水反濾層過程中，每一層在2525m的面積內，19、取樣12個； 對于條形反濾層，每隔50米設一個取樣斷面，每個取樣斷面每層所取樣品不得少于4個，并應均勻分布在斷面的不同部位，而且層間取樣位置要彼此對應。3） 檢查內容： 對于反濾層鋪填的厚度、是否混有雜物、填料的質量、顆粒級配應全面檢查，通過顆粒分析，查明反濾層的層間系數（D50/d50）和每層的顆粒不均勻系數（D60/d10）是否符合設計要求。不符合要求的，應重新篩選，重新鋪填。八.雨季施工土壩雨季施工，對沙礫料影響較小，但是對粘性土料影響很大，因此，應采取必要的針對措施。 雨季施工： 雨季施工主要是防止粘性土含水量過大影響施工進度和施工質量。常用措施一般是： 1.儲備含水量低的土料，作好料場截水排水（料場規劃時，將地勢高含水量低的安排在雨季使用將含水量低的土料存堆起來，土堆周圍作好截水排水）。 2.晴天多筑防滲體（晴天加快心墻的施工，為防止心墻干裂，保護心墻的邊坡穩定，只將靠近心墻的部分壩殼隨著心墻一起施工，雨天或者雨后再施工壩殼部分）。 3搭設防雨棚，作好壩面護蓋：在粘性土料集中點搭建防雨棚，在壩面用帆布或者塑料薄膜進行覆蓋，都是防雨的常用措施。