水利工程施工——土石坝工程

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1、第四章土石坝工程教学目的和要求：本章目的主要是讲解土石坝工程施工的特点，机械化作业的适用性。要求学生掌握土石坝施工常用技术，了解常用机械以及适用性；运用、分析土石料的特性，选择施工方法和施工机械。重点与难点：1.料场的规划2.土石坝压实参数的确定和机械的选择3.面板混凝土坝的施工工艺和方法教具与参考：1.水利施工图片2.[1]司兆乐水利水电枢纽施工技术.北京：中国水利水电出版社，2002[2]魏璇.水利水电工程施工组织设计指南.北京：中国水利水电出版社，1999主要教学方法：1.讨论法2.讲授法3.演示法水利水电工程中，土方工程应用非常广泛。有些水工建筑物，如土坝、土堤、土渠等，几

2、乎全部都是土方工程。它的基本施工过程是开挖、运输和压实。可根据实际情况采用人工、机械、爆破或水力冲填等方法施工。准备作业包括：三通一平、临时实施的建设基本作业包括：料场土石料开采，坝面铺平、压实、质检等土的施工分级的方法很多，在水利工程施工中，根据施工的困难程度，将土壤分为Ⅳ级，见表4-1。表4-1　　　　　　　土壤的工程分级表土质级别土壤名称自然湿容重（t/m³）外形特征开挖方法Ⅰ1.沙土2.种植土1.65～1.75疏松，粘着力差或易透水，略有粘性用锹（有时略加脚踩）开挖Ⅱ1.壤土2.淤泥3.含根种植土1.75～1.85开挖时能成块并易打碎用锹并用脚踩开挖Ⅲ1.粘土2.干燥黄土3

3、.干淤泥4.含砾质粘土1.80～1.95粘手，干硬，看不见砂砾用镐、三齿或用锹并用力加脚踩开挖Ⅳ1.坚硬粘土2.砾质粘土3.含卵石粘土1.90～2.10土壤结构坚硬，将土分裂后成块状或含粘粒、砾石较多用稿、三齿等工具开挖二、土壤的工程特性1、表观密度土壤表观密度，就是单位体积土壤的重量。土壤保持其天然组织、结构和含水量时的表观密度称为自然表观密度。单位体积湿土的重量称为湿表观密度。单位体积干土的重量称为干表观密度。它是体现粘性土密实程度的指标，常用它来控制压实的质量。2、含水量表示土壤空隙中含水的程度，常用土壤中水的重量与干土重量的百分比表示。含水量的大小直接影响粘性土压实质量。3

4、、可松性是自然状态下的土经开挖后因变松散而使体积增大的特性，这种性质称为土的可松性。土的可松性用可松性系数表示，即：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　土的类别自然状态挖松后容重可松系数容重可松系数砂土1.65~1.751.01.50~1.551.05~1.15壤土1.75~1.851.01.65~1.701.05~1.10粘土1.80~1.951.01.60~1.651.10~1.20砂砾土1.90~2.051.01.50~1.701.10~1.40含砂砾壤土1.85~2.001.01.70~1.81.05~1.10含砂砾粘土1.90~2.

5、101.01.55~1.751.10~1.35卵石1.95~2.151.01.70~1.901.15表4-2土的容重和可松性系数K=V2／V1式中：　Ｖ２——土经开挖后的松散体积，m³；　　　　Ｖ１——土在自然状态下的体积，m³。土的可松性系数，用于计算土方量、进行土方填挖平衡计算和确定运输工具数量。各种土的可松性系数见表4-2。4、自然倾斜角指自然堆积土壤的表面与水平面间所形成的角度，称为土自然倾斜角。挖方与填方边坡的大小，与土壤的自然倾斜角有关。确定土体开挖边坡和填土边坡应慎重考虑，重要的土方开挖，应通过专门的设计和计算确定稳定边坡。一般开挖安全边坡可参考表4-3。表4-3　　

6、　挖深在5米以内的窄槽未加支撑时的安全施工边坡土的类别人工开挖机械开挖备　　注砂土1:1.001:0.751、必须做好防水措施，雨季应加支撑。2、附近如有强烈振动，应加支撑。轻亚粘土1:0.671:0.50亚粘土1:0.501:0.33粘土1:0.331:0.25砾石土1:0.671:0.50干黄土1:0.251:0.10第一节坝体材料与料场规划教学目的和要求：了解坝体材料适应性和料场规划原则，熟悉土壤的工程特性。重点与难点：难点在坝体材料的工程特性和料场规划。教具与参考：工程料场图片，坝体材料的基本情况介绍主要教学方法：讲授法一、土石坝筑坝材料及其要求土石坝最大的特点就是能就地取

7、材，因此，土石坝又叫当地材料坝。1、防渗料基本要求是防渗性，渗透系数不大于1×10－5cm/s时一般能满足要求。同时希望又一定的抗剪强度，较好的渗流稳定性，有适应坝体变形的塑性，有良好的施工性、低压缩性，无过量的可溶盐（5％）和有机物（2％）含量等。细粒土是我国采用最多的防渗材料。只要坝址附近有足够的数量，采用细粒土作为防渗料通常是比较好的选择。现在，随着施工技术水平的提高，采用风化料和砾质土作为防渗料得到了比较广泛的应用。2、坝壳料堆石、砂砾石及风化料等均可以作为坝