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了解灌漿技術(shù)
一、灌漿材料
灌漿材料可分為兩大類,一類是用固體顆粒的灌漿材料(如水泥、戮土或膨潤(rùn)土、砂等)制成的漿液;另一類是用化學(xué)灌漿材料(如硅酸鹽、環(huán)氧樹脂、聚氨醋、丙凝等)制成的漿液。水利水電工程中大量常用的漿液主要有水泥漿、水泥黏土漿、黏土漿、水泥黏土砂漿等。
二、灌漿方式
.按漿液的灌注流動(dòng)方式,分為純壓式(圖
2F313023a)和循環(huán)式(圖
2F313023b)。
(l)純壓式是一次把漿液壓人鉆孔中,擴(kuò)散到地基縫隙中,灌注過程中,漿液?jiǎn)蜗驈墓酀{機(jī)向鉆孔流動(dòng)的一種灌漿方式。
(2)循環(huán)式是灌漿時(shí)漿液進(jìn)人鉆孔,一部分被壓入地基縫隙中,另一部分由回漿管路返回拌漿筒中的一種灌漿方式。
.按灌漿孔中灌漿程序,分為一次灌漿和分段灌漿。
(l)一次灌漿是將孔一次鉆完,全孔段一次灌漿。在灌漿深度不大,孔內(nèi)巖性基本不變,裂隙不大而巖層又比較堅(jiān)固等情況下可采用該方法。
(2)分段灌漿是將灌漿孔劃分為幾段,采用自下而上或自上而下的方式進(jìn)行灌漿。適用于灌漿孔深度較大,孔內(nèi)巖性又有一定變化而裂隙又大的情況,此外,裂隙大且吸漿量大,灌漿泵不易達(dá)到?jīng)_洗和灌漿所需的壓力等情況下也可采用該方法。
三、灌漿工藝與技術(shù)要求
(一)固結(jié)灌漿
.灌漿工藝
(1)施工程序。固結(jié)灌漿施工程序依次是鉆孔、壓水試驗(yàn)、灌漿(分序施工)、封孔和質(zhì)量檢查等。
(2)鉆孔的布置。鉆孔的布置有規(guī)則布孔和隨機(jī)布孔兩種。規(guī)則布孔形式有正方形布孔和梅花形布孔;隨機(jī)布孔形式為梅花形布孔。
(3)壓水試驗(yàn)。灌漿前進(jìn)行簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn),采用單點(diǎn)法,試驗(yàn)孔數(shù)一般不宜少于總孔數(shù)的5
%。
(4)灌漿(分序施工)。灌漿分序施工,應(yīng)嚴(yán)格把握變漿標(biāo)準(zhǔn)及灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。
(5)封孔。封孔采用“置換和壓力灌漿封孔法”,先將孔內(nèi)余漿置換成濃漿,再將灌漿塞塞在孔口,進(jìn)行壓力灌漿封孔。
(6)質(zhì)量檢查。灌漿施工中應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn)檢查、測(cè)試孔檢查及對(duì)灌漿孔、檢查孔的封孔質(zhì)量抽樣檢查,以保證灌漿施工質(zhì)量。基礎(chǔ)固結(jié)灌漿完成后,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行灌漿質(zhì)量和固結(jié)效果的檢查。不符合要求的,可通過加密鉆孔,補(bǔ)充進(jìn)行灌漿,以達(dá)到要求。
.主要技術(shù)要求
(l)固結(jié)灌漿孔應(yīng)按分序加密,漿液應(yīng)按先稀后濃的原則進(jìn)行。
(2)固結(jié)灌漿壓力一般控制在0.3
一
0
.5MPa。
(二)帷幕灌漿
.主要參數(shù)帷幕灌漿主要參數(shù)有防滲標(biāo)準(zhǔn)、深度、厚度、灌漿孔排數(shù)和灌漿壓力等。
.技術(shù)要求
(1)漿液濃度的控制。灌漿過程中,必須根據(jù)吸漿量的變化情況,適時(shí)調(diào)整漿液的濃度。開始時(shí)用最稀一級(jí)漿液,在灌人一定的漿量后若吸漿量沒有明顯減少時(shí),即改為用濃一級(jí)的漿液進(jìn)行灌注,如此下去,逐級(jí)變濃直到結(jié)束。
(2)灌漿壓力的控制。灌漿盡可能采用比較高的壓力,但應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)。灌漿壓力的大小與孔深、巖層性質(zhì)和灌漿段上有無壓重等因素有關(guān),應(yīng)通過試驗(yàn)來確定,并在灌漿施工中進(jìn)一步檢驗(yàn)和調(diào)整。
(3)回填封孔。回填材料多用水泥漿或水泥砂漿?;靥罘饪子袡C(jī)械回填法和人工回填法。
(三)化學(xué)灌漿
.化學(xué)漿液的特性。化學(xué)漿液具有黏度低、抗?jié)B性強(qiáng)、穩(wěn)定性和耐久性好、低毒性等特性。
.化學(xué)漿液類別。化學(xué)漿液主要有水玻璃類、丙烯酞胺類、丙烯酸鹽類、聚氨醋類、環(huán)氧類、甲基丙烯酸醋類等幾種類型。
.化學(xué)灌漿施工。
(1)化學(xué)灌漿的工序?;瘜W(xué)灌漿的工序依次是:鉆孔及壓水試驗(yàn),鉆孔及裂縫的處理(包括排渣及裂縫于燥處理),埋設(shè)注漿嘴和回漿嘴以及封閉、注水和灌漿。
(2)化學(xué)灌漿方法。按漿液的混合方式分單液法灌漿和雙液法灌漿兩種。單液法是在灌漿前,將漿液的各組成分先混合均勻一次配成,經(jīng)過氣壓或泵壓壓到孔段內(nèi)。這種方法的漿液配比比較準(zhǔn)確,施工較簡(jiǎn)單,但余漿不久就會(huì)聚合,不能再行使用。雙液法是將預(yù)先已配制的兩種漿液分盛在各自的容器內(nèi)不相混合,然后用氣壓或泵壓按規(guī)定比例送漿,使兩液在孔口附近的混合器中混合后送到孔段內(nèi)。兩液混合后即起化學(xué)作用,聚合時(shí)間一到,漿液即固化成聚合體。這種方法適應(yīng)性強(qiáng)。
(3)化學(xué)灌漿壓送漿液的方式。化學(xué)灌漿壓送漿液的方式有兩種:一是氣壓法(即用壓縮空氣壓送漿液);二是泵壓法(即用灌漿泵壓送漿液)。由于化學(xué)材料配制成的漿液中不存在固體顆粒灌漿材料那樣的沉淀問題,故化學(xué)灌漿都采用純壓式灌漿。
例:
1.用漿液灌入巖體裂隙或破碎帶,以提高巖體的整體性和抗變形能力的灌漿稱為(D).
A.帷幕灌漿
B.接觸灌漿
C.接縫灌漿
D.固結(jié)灌漿
2.通過埋設(shè)管路或其他方式將漿液灌人混凝土壩體的接縫,以改善傳力條件增強(qiáng)壩體整體性的灌漿稱為(C).
A.帷幕灌漿
B.接觸灌漿
C.接縫灌漿
D.固結(jié)灌漿
3.水利水電工程常用的灌漿漿液有(ABCD).
A.水泥漿
B.水泥黏土漿
C.黏土漿
D.水泥黏土砂漿
E.固化灰漿
4.固結(jié)灌漿施工工藝包括(ABCE)等.
A,鉆孔
B.壓水試驗(yàn)
C.灌漿
D.開挖
E.
封孔
5.化學(xué)灌漿具有(ABCD)等特性.
A.黏度低
B抗?jié)B性強(qiáng)
C.穩(wěn)定性好
D.耐久性好
E.無毒性
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土石壩和堤防工程
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掌握料場(chǎng)規(guī)劃
一、料場(chǎng)規(guī)劃的基本內(nèi)容
料場(chǎng)規(guī)劃的基本內(nèi)容包括空間規(guī)劃、時(shí)間規(guī)劃和料場(chǎng)質(zhì)與量的規(guī)劃。
(一)空間規(guī)劃
空間規(guī)劃系指對(duì)料場(chǎng)位置、高程的恰當(dāng)選擇,合理布置。土石料的上壩運(yùn)距應(yīng)盡可能短。高程上有利于重車下坡,減少運(yùn)輸機(jī)械功率的消耗。壩的上下游、左右岸最好都選有料場(chǎng),這樣有利于上下游左右岸同時(shí)供料,減少施工干擾,保證壩體均衡上升。用料時(shí)原則上應(yīng)低料低用,高料高用,當(dāng)高料場(chǎng)儲(chǔ)量有富余時(shí),亦可高料低用。同時(shí)料場(chǎng)的位置應(yīng)有利于布置開采設(shè)備、交通及排水通暢。對(duì)石料場(chǎng)尚應(yīng)考慮與重要建筑物、構(gòu)筑物、機(jī)械設(shè)備等保持足夠的防爆、防震安全距離。
(二)時(shí)間規(guī)劃
時(shí)間規(guī)劃是根據(jù)施工強(qiáng)度和壩體填筑部位變化選擇料場(chǎng)使用時(shí)機(jī)和填料數(shù)量。隨著季節(jié)及壩前蓄水情況的變化,料場(chǎng)的工作條件也在變化。在用料規(guī)劃上應(yīng)力求做到上壩強(qiáng)度高時(shí)用近料場(chǎng),低時(shí)用較遠(yuǎn)的料場(chǎng),使運(yùn)輸任務(wù)比較均衡。對(duì)近料和上游易淹的料場(chǎng)應(yīng)先用,遠(yuǎn)料和下游不易淹的料場(chǎng)后用。含水量高的料場(chǎng)旱季用,含水量低的料場(chǎng)雨季用。在料場(chǎng)使用規(guī)劃中,還應(yīng)保留一部分近料場(chǎng)供合龍段填筑和攔洪度汛高峰強(qiáng)度時(shí)使用。
(三)料場(chǎng)質(zhì)與量的規(guī)劃
料場(chǎng)質(zhì)與量的規(guī)劃即質(zhì)量要滿足設(shè)計(jì)要求,數(shù)量要滿足填筑的要求。在選擇和規(guī)劃使用料場(chǎng)時(shí),應(yīng)對(duì)料場(chǎng)的地質(zhì)成因、產(chǎn)狀、埋深、儲(chǔ)量以及各種物理力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行全面勘探和試驗(yàn)??碧骄葢?yīng)隨設(shè)計(jì)深度加深而提高。在施工組織設(shè)計(jì)中,進(jìn)行用料規(guī)劃,不僅應(yīng)使料場(chǎng)的總儲(chǔ)量滿足壩體總方量的要求,而且應(yīng)滿足施工各個(gè)階段最大筑壩強(qiáng)度的要求。
二、料場(chǎng)規(guī)劃的基本要求
.料場(chǎng)規(guī)劃應(yīng)考慮充分利用永久和臨時(shí)建筑物基礎(chǔ)開挖的渣料。通過增加必要的施工技術(shù)組織措施等,確保渣料的充分利用。
.料場(chǎng)規(guī)劃應(yīng)對(duì)主要料場(chǎng)和備用料場(chǎng)分別加以考慮。前者要求質(zhì)好、量大、運(yùn)距近,且有利于常年開采;后者通常在淹沒區(qū)外,當(dāng)前者被淹沒或因庫區(qū)水位抬高,土料過濕或其他原因中斷使用時(shí),則用備用料場(chǎng)保證壩體填筑不致中斷。
.在規(guī)劃料場(chǎng)實(shí)際可開采總量時(shí),應(yīng)考慮料場(chǎng)查勘的精度、料場(chǎng)天然密度與壩體壓實(shí)密度的差異,以及開挖運(yùn)輸、壩面清理、返工削坡等損失。實(shí)際可開采總量與壩體填筑量之比一般為:土料
一
.5
;砂礫料
.5
一
;水下砂礫料
一
;石料
.5
一
;反濾料應(yīng)根據(jù)篩后有效方量確定,一般不宜小于
3。
F213
13032
掌握土方填筑技術(shù)
一、土方填筑壓實(shí)機(jī)械
土方填筑壓實(shí)機(jī)械分為靜壓碾壓(如羊腳碾、氣胎碾等)、振動(dòng)碾壓、夯擊(如夯板)三種基本類型。
二、土料壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)
.土石壩的土料壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)水工設(shè)計(jì)要求和土料的物理力學(xué)特性提出來的,對(duì)于黏性土用干密度ρd
控制,對(duì)于非黏性土以相對(duì)密度
Dr
控制。控制標(biāo)準(zhǔn)隨建筑物的等級(jí)不同而不同。
.在現(xiàn)場(chǎng)用相對(duì)密度來控制施工質(zhì)量不太方便,通常將相對(duì)密度
Dr,轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的干密度ρd來控制。
三、壓實(shí)參數(shù)的確定
.土料填筑壓實(shí)參數(shù)主要包括碾壓機(jī)具的重量、含水量、碾壓遍數(shù)及鋪土厚度等,對(duì)于振動(dòng)碾還應(yīng)包括振動(dòng)頻率及行走速率等。
.在確定土料壓實(shí)參數(shù)前必須對(duì)土料場(chǎng)進(jìn)行充分調(diào)查,全面掌握各料場(chǎng)土料的物理力學(xué)指標(biāo),在此基礎(chǔ)上選擇具有代表性的料場(chǎng)進(jìn)行碾壓試驗(yàn),作為施工過程的控制參數(shù)。當(dāng)所選料場(chǎng)土性差異甚大,應(yīng)分別進(jìn)行碾壓試驗(yàn)。因試驗(yàn)不能完全與施工條件吻合,在確定壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的合格率時(shí),應(yīng)略高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
.首先選擇具有代表性的料場(chǎng),通過理論計(jì)算并參照已建類似工程經(jīng)驗(yàn),初選幾種碾壓機(jī)械和擬定的碾壓參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)。
4,黏性土料壓實(shí)含水量可取。ω1=ωp+2
%、ω2
=ωp、ω3=ωp-
%三種進(jìn)行試驗(yàn)。ωp為土料塑限。
.選取試驗(yàn)鋪土厚度和碾壓遍數(shù),并測(cè)定相應(yīng)的含水量和干密度,作出對(duì)應(yīng)的關(guān)系曲線(圖
2F313032
一
1)
;再按鋪土厚度
h、壓實(shí)遍數(shù)
n
和最優(yōu)含水量ω0、最大干密度ρd,max
進(jìn)行整理并繪制相應(yīng)的曲線(圖
2F313032
一
2),根據(jù)設(shè)計(jì)干密度,從曲線上分別查出不同鋪土厚度所對(duì)應(yīng)的壓實(shí)遍數(shù)和對(duì)應(yīng)的最優(yōu)含水量;最后再分別計(jì)算單位壓實(shí)遍數(shù)的壓實(shí)厚度進(jìn)行比較,以單位壓實(shí)遍數(shù)的壓實(shí)厚度最大者為最經(jīng)濟(jì)合理。
對(duì)非黏性土料的試驗(yàn),只需作鋪土厚度、壓實(shí)遍數(shù)和干密度的關(guān)系曲線,據(jù)此便可得到與不同鋪土厚度對(duì)應(yīng)的壓實(shí)遍數(shù),根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選擇現(xiàn)場(chǎng)施工的壓實(shí)參數(shù)。
四、土石壩、堤防填筑施工
根據(jù)施工方法的不同,土石壩分為干填碾壓(碾壓式)、水中填土、水力沖填(包括水墜壩)等類型。堤防的施工方法與土石壩基本一致。其中,碾壓式土石壩最為普遍。這里只介紹碾壓土石壩的施工。
(一)作業(yè)內(nèi)容碾壓土石壩的施工作業(yè),包括準(zhǔn)備作業(yè)、基本作業(yè)、輔助作業(yè)和附加作業(yè)。
.準(zhǔn)備作業(yè)包括:“一平四通”即平整場(chǎng)地、通車、通水、通電、通信,修建生產(chǎn)生活福利、行政辦公用房以及排水清基等項(xiàng)工作。
.基本作業(yè)包括:料場(chǎng)土石料開采,挖、裝、運(yùn)、卸以及壩面鋪平、壓實(shí)、質(zhì)檢等項(xiàng)作業(yè)。
.輔助作業(yè)是保證準(zhǔn)備作業(yè)及基本作業(yè)順利進(jìn)行,創(chuàng)造良好工作條件的作業(yè),包括清除施工場(chǎng)地及料場(chǎng)的覆蓋層,從上壩土石料中剔除超徑石塊、雜物,壩面排水,層間刨毛和加水等。
.附加作業(yè)是保證壩體長(zhǎng)期安全運(yùn)行的防護(hù)及修整工作,包括壩坡修整、鋪砌護(hù)面塊石及鋪植草皮等。
(二)壩面作業(yè)
壩面作業(yè)包括鋪土、平土、灑水或晾曬(控制含水量)、土料壓實(shí)、修整邊坡、鋪筑反濾層、排水體及護(hù)坡、質(zhì)量檢查等工序。壩面作業(yè)的特點(diǎn)是工作面狹窄、工序多。壩面施工應(yīng)統(tǒng)一管理,嚴(yán)密組織,保證工序銜接。一般多采用流水作業(yè)組織壩面施工。
.壩面作業(yè)的基本要求根據(jù)施工方法、施工條件及土石料性質(zhì)不同,壩面作業(yè)可以分為鋪料、整平和壓實(shí)三個(gè)主要工序。為了不使各工序之間相互干擾,可按流水作業(yè)進(jìn)行組織。壩面作業(yè)的基本要求是:
(l)將填筑壩面劃分為若干工作段或工作面。工作面的劃分,應(yīng)盡可能平行壩軸線方向,以減少垂直壩軸線方向的交接。同時(shí)還應(yīng)考慮平面尺寸適應(yīng)于壓實(shí)機(jī)械工作條件的需要。
(2)壩面作業(yè)時(shí),應(yīng)按一定次序進(jìn)行,以免發(fā)生漏壓或過分重壓。只有在壓實(shí)合格后,才能鋪填新料。
.壩面劃分采用流水作業(yè)施工時(shí),首先根據(jù)施工工序數(shù)目將壩面劃分成區(qū)段,然后組織各工種的專業(yè)隊(duì)依次進(jìn)人所劃分的區(qū)段施工。對(duì)于同一區(qū)段內(nèi),各專業(yè)隊(duì)按工序依次連續(xù)施工;對(duì)專業(yè)隊(duì),則不停地輪流在各個(gè)區(qū)段完成本專業(yè)的施工工作。其優(yōu)點(diǎn)是各施工隊(duì)工作專業(yè)化,有利于技術(shù)訓(xùn)練和提高;同時(shí)在施工過程中保證了人、地、機(jī)械工作的連續(xù)性,既避免了人員窩工和機(jī)械閑置,又避免了施工干擾。因此在壩面作業(yè)中組織施工是十分有利的。流水作業(yè)時(shí)各施工段工作面的大小取決于各施工時(shí)段的上壩強(qiáng)度。而各施工時(shí)段的上壩強(qiáng)度,可根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃用運(yùn)輸強(qiáng)度(松土)計(jì)算。
.鋪料與整平
(1)鋪料宜平行壩軸線進(jìn)行,鋪土厚度要?jiǎng)?,超徑不合格的料塊應(yīng)打碎,雜物應(yīng)剔除。進(jìn)人防滲體內(nèi)鋪料,自卸汽車卸料宜用進(jìn)占法倒退鋪土,使汽車始終在松土上行駛,避免在壓實(shí)土層上開行,造成超壓,引起剪力破壞。汽車穿越反濾層進(jìn)人防滲體,容易將反濾料帶人防滲體內(nèi),造成防滲土料與反濾料混雜,影響壩體質(zhì)量。因此,應(yīng)在壩面設(shè)專用“路口氣既可防止不同土料混雜,又能防止超壓產(chǎn)生剪切破壞,倘若萬一在“路口”出現(xiàn)質(zhì)量事故,也便于集中處理,不影響整個(gè)壩面作業(yè)。
(2)按設(shè)計(jì)厚度鋪料整平是保證壓實(shí)質(zhì)量的關(guān)鍵。一般采用帶式運(yùn)輸機(jī)或自卸汽車上壩卸料,采用推土機(jī)或平土機(jī)散料平土。鋪填中不應(yīng)使壩面起伏不平,避免降雨積水。但平土?xí)r還應(yīng)考慮排水坡度,以便排除雨水。心墻壩或斜墻壩鋪筑時(shí)應(yīng)向上游傾斜
%一
%的坡度;均質(zhì)壩應(yīng)使中部凸起,向上下游傾斜
%一
%的坡度。
(3)黏性土料含水量偏低,主要應(yīng)在料場(chǎng)加水,若需在壩面加水,應(yīng)力求“少、勤、勻”,以保證壓實(shí)效果。對(duì)非黏性土料,為防止運(yùn)輸過程脫水過量,加水工作主要在壩面進(jìn)行。石碴料和砂礫料壓實(shí)前應(yīng)充分加水,確保壓實(shí)質(zhì)量。
.碾壓
(1)土料不同,其物理力學(xué)性質(zhì)也不同,因此要求密實(shí)的作用外力也不同。黏性土料粘結(jié)力是主要的,要求壓實(shí)作用外力能克服粘結(jié)力;非黏性土料(砂性土料、石碴料、礫石料)內(nèi)摩擦力是主要的,要求壓實(shí)作用外力能克服顆粒間的內(nèi)摩擦力。
(2)不同的壓實(shí)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的壓實(shí)作用外力不同。因此,進(jìn)行碾壓施工要對(duì)壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行選擇。
(3)碾壓方式主要取決于碾壓機(jī)械的開行方式。碾壓機(jī)械的開行方式通常有:進(jìn)退錯(cuò)距法和圈轉(zhuǎn)套壓法兩種。進(jìn)退錯(cuò)距法操作簡(jiǎn)便,碾壓、鋪土和質(zhì)檢等工序協(xié)調(diào),便于分段流水作業(yè),壓實(shí)質(zhì)量容易保證,其開行方式如圖
2F313032
一
(a)所示。用這種開行方式,為避免漏壓,可在碾壓帶的兩側(cè)先往復(fù)壓夠遍數(shù)后,再進(jìn)行錯(cuò)距碾壓。錯(cuò)距寬度
b
(單位:
m)按下式計(jì)算:
b
=
B
/
n
(2F313032)
式中
B
―
碾滾凈寬(m)
;
n一設(shè)計(jì)碾壓遍數(shù)。
圈轉(zhuǎn)套壓法要求開行的工作面較大,適合于多碾滾組合碾壓。其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率較高,但碾壓中轉(zhuǎn)彎套壓交接處重壓過多,易產(chǎn)生超壓。當(dāng)轉(zhuǎn)彎半徑小時(shí),容易引起土層扭曲,產(chǎn)生剪力破壞,在轉(zhuǎn)彎的四角容易漏壓,質(zhì)量難以保證,其開行方式如圖
2F313032
一
(b)所示。
.接頭處理
(1)在壩體填筑中,層與層之間分段接頭應(yīng)錯(cuò)開一定距離,同時(shí)分段條帶應(yīng)與壩軸線平行布置,各分段之間不應(yīng)形成過大的高差。接坡坡比一般緩于
1:
3。
(2)壩體填筑中,為了保護(hù)黏土心墻或黏土斜墻不致長(zhǎng)時(shí)間暴露在大氣中遭受影響,一般都采用土、砂平起的施工方法。土砂平起施工,現(xiàn)在采用兩種方法:一是先土后砂法,即先填土料后填砂礫反濾料;另一種是先砂后土法,即先填砂礫料后填土料。無論是先砂后土法或先土后砂法,土料邊仍有一定寬度未被壓實(shí)合格。當(dāng)采用羊腳碾與氣胎碾聯(lián)合作業(yè)時(shí),土砂結(jié)合部可用氣胎碾進(jìn)行壓實(shí)。無此條件時(shí)可采用夯實(shí)機(jī)具。在夯實(shí)土砂結(jié)合部時(shí),宜先夯土邊一側(cè),等合格后再夯反濾料,不得交替夯實(shí),影響質(zhì)量。
(3)對(duì)于壩身與混凝土結(jié)構(gòu)物(如涵管、刺墻等)的連接,靠近混凝土結(jié)構(gòu)物部位不能采用大型機(jī)械壓實(shí)時(shí),可采用小型機(jī)械夯或人工夯實(shí)。填土碾壓時(shí),要注意混凝土結(jié)構(gòu)物兩側(cè)均衡填料壓實(shí),以免對(duì)其產(chǎn)生過大的側(cè)向壓力,影響其安全。
五、土方填筑質(zhì)量控制
施工質(zhì)量檢查和控制是土石壩質(zhì)量和安全的重要保證,它貫穿于土石壩施工的各個(gè)環(huán)節(jié)和施工全過程。土石壩施工質(zhì)量控制主要包括料場(chǎng)的質(zhì)量檢查和控制、壩面的質(zhì)量檢查和控制。
(一)料場(chǎng)的質(zhì)量檢查和控制
.對(duì)土料場(chǎng)應(yīng)經(jīng)常檢查所取土料的土質(zhì)情況、土塊大小、雜質(zhì)含量和含水量等。其中含水量的檢查和控制尤為重要。
.若土料的含水量偏高,一方面應(yīng)改善料場(chǎng)的排水條件和采取防雨措施,另一方面需將含水量偏高的土料進(jìn)行翻曬處理,或采取輪換掌子面的辦法,使土料含水量降低到規(guī)定范圍再開挖。
.當(dāng)含水量偏低時(shí),對(duì)于黏性土料應(yīng)考慮在料場(chǎng)加水。料場(chǎng)加水的有效方法是采用分塊筑埂,灌水浸漬,輪換取土。地形高差大也可采用噴灌機(jī)噴灑。無論哪種加水方式,均應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。對(duì)非黏性土料可用灑水車在壩面噴灑加水,避免運(yùn)輸時(shí)從料場(chǎng)至壩上的水量損失。
.當(dāng)土料含水量不均勻時(shí),應(yīng)考慮堆筑“土?!保ù笸炼眩?,使含水量均勻后再外運(yùn)。
(二)壩面的質(zhì)量檢查和控制
.在壩面作業(yè)中,應(yīng)對(duì)鋪土厚度、土塊大小、含水量、壓實(shí)后的干密度等進(jìn)行檢查,并提出質(zhì)量控制措施。對(duì)黏性土,含水量的檢測(cè)是關(guān)鍵,可用含水量測(cè)定儀測(cè)定。干密度的測(cè)定,黏性土一般可用體積為
200
一
500cm3的環(huán)刀測(cè)定;砂可用體積為500cm3的環(huán)刀測(cè)定;礫質(zhì)土、砂礫料、反濾料用灌水法或灌砂法測(cè)定;堆石因其空隙大,一般用灌水法測(cè)定。當(dāng)砂礫料因缺乏細(xì)料而架空時(shí),也用灌水法測(cè)定。
.根據(jù)地形、地質(zhì)、壩料特性等因素,在施工特征部位和防滲體中,選定一些固定取樣斷面,沿壩高
一
10m,取代表性試樣(總數(shù)不宜少于
個(gè))進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)性能試宴,作為核對(duì)設(shè)計(jì)及工程管理之根據(jù)。此外,還須對(duì)壩面、壩基、削坡、壩肩接合部、與建筑物連接處以及各種土料的過渡帶進(jìn)行檢查。對(duì)土層層間結(jié)合處是否出現(xiàn)光面和剪力破壞應(yīng)引起足夠重視,認(rèn)真檢查。對(duì)施工中發(fā)現(xiàn)的可疑問題,如上壩土料的土質(zhì)、含水量不符合要求,漏壓或碾壓遍數(shù)不夠,超壓或碾壓遍數(shù)過多,鋪土厚度不均勻及坑洼部位等,應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)抽查,不合格的應(yīng)進(jìn)行返工。
.對(duì)于反濾層、過渡層、壩殼等非黏性土的填筑,主要應(yīng)控制壓實(shí)參數(shù)。在填筑排水反濾層過程中,每層在25m*25m的面積內(nèi)取樣
一
個(gè);對(duì)條形反濾層,每隔
50m
設(shè)夏樣斷面,每個(gè)取樣斷面每層取樣不得少于
個(gè),均勻分布在斷面的不同部位,且層間卜位置應(yīng)彼此對(duì)應(yīng)。對(duì)于反濾層鋪填的厚度、是否混有雜物、填料的質(zhì)量及顆粒級(jí)配等黔面檢查。通過顆粒分析,查明反濾層的層間系數(shù)(D50/d50。)和每層的顆粒不均勻系數(shù)(d60
/
d10)是否符合設(shè)計(jì)要求。如不符要求,應(yīng)重新篩選,重新鋪填。
.土壩的堆石棱體與堆石體的質(zhì)量檢查大體相同。主要應(yīng)檢查上壩石料的質(zhì)量、風(fēng)化度、石塊的重量、尺寸、形狀、堆筑過程有無離析架空現(xiàn)象發(fā)生等。對(duì)于堆石的孔隙率大小,應(yīng)分層分段取樣,檢查是否符合規(guī)范要求。隨壩體的填筑應(yīng)分層埋設(shè)沉陷觀測(cè)裝置,對(duì)施工過程中壩體的沉陷進(jìn)行定期觀測(cè),并作出沉陷隨時(shí)間的變化過程線。
.對(duì)于壩體填料的質(zhì)量檢查記錄,應(yīng)及時(shí)整理,分別編號(hào)存檔,編制數(shù)據(jù)庫,既作氫工過程全面質(zhì)量管理的依據(jù),也作為壩體運(yùn)行后進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)和事故分析的佐證。
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掌握石方填筑技術(shù)
石方填筑的施工設(shè)備、工藝和壓實(shí)參數(shù)的確定與碾壓式土石壩非薪性料施工沒有本質(zhì)別。大規(guī)模石方填筑主要出現(xiàn)在堆石壩壩體填筑施工中。
一、堆石壩壩體材料分區(qū)
堆石壩壩體材料分區(qū)主要有墊層區(qū)、過渡區(qū)、主堆石區(qū)、下游堆石區(qū)(次堆石料區(qū))等,如圖
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所示。
二、填筑工藝
.堆石體填筑可采用自卸汽車后退法或進(jìn)占法卸料,推土機(jī)攤平。
(1)后退法的優(yōu)點(diǎn)是汽車可在壓平的壩面上行駛,減輕輪胎磨損;缺點(diǎn)是推土機(jī)攤平工作量大,且影響施工進(jìn)度。
(2)進(jìn)占法卸料,雖料物稍有分離,但對(duì)壩料質(zhì)量無明顯影響,并且顯著減輕了推土機(jī)的攤平工作量,使堆石填筑速度加快。
.墊層料、過渡料和一定寬度的主堆石的填筑應(yīng)平起施工,均衡上升。主次堆石可分區(qū)、分期填筑,其縱橫坡面上均可布置施工臨時(shí)道路。
(1)墊層料的攤鋪多用后退法,以減輕物料的分離。當(dāng)壓實(shí)層厚度大時(shí),可采用混合法卸料,即先用后退法卸料呈分散堆狀,再用進(jìn)占法卸料鋪平,以減輕物料的分離。
(2)墊層料鋪筑上游邊線水平超寬一般為
一
30cm
。采用自行式振動(dòng)碾壓實(shí)。水平碾壓時(shí),振動(dòng)碾與上游邊緣的距離不宜大于
40cm
。墊層料每填筑升高
一
15m,進(jìn)行墊層坡面削坡修整和碾壓。如采用反鏟削坡時(shí),宜每填高
.0
一
.0m
進(jìn)行一次。墊層料粒徑較粗,又處于傾斜部位,通常采用斜坡振動(dòng)碾壓實(shí)。
.壩料填筑宜采用進(jìn)占法卸料,必須及時(shí)平料,每層鋪料后宜用儀器檢查鋪料厚度,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)超厚及時(shí)處理。
三、堆石體的壓實(shí)參數(shù)和質(zhì)量控制
(一)堆石體的壓實(shí)參數(shù)
一般堆石體最大粒徑不應(yīng)超過層厚的2
/
。墊層料的最大粒徑為
一
100mm,過渡料的最大粒徑不超過
300mm,下游堆石區(qū)最大粒徑
1000
一
1500mm。
面板堆石壩堆石體的壓實(shí)參數(shù)(碾重、鋪層厚和碾壓遍數(shù)等)應(yīng)通過碾壓試驗(yàn)確定。
(二)堆石體施工質(zhì)量控制
.通常堆石壓實(shí)的質(zhì)量指標(biāo),用壓實(shí)重度換算的孔隙率
n
來表示,現(xiàn)場(chǎng)堆石密實(shí)度的檢測(cè)主要采取試坑法。
.墊層料(包括周邊反濾料)需作顆分、密度、滲透性及內(nèi)部滲透穩(wěn)定性檢查,檢查穩(wěn)定性的顆分取樣部位為界面處。過渡料作顆分、密度、滲透性及過渡性檢查,過渡性檢查的取樣部位為界面處。主、副堆石作顆分、密度、滲透性檢查等。
.墊層料、反濾料級(jí)配控制的重點(diǎn)是控制加工產(chǎn)品的級(jí)配。
.過渡料主要是通過在施工時(shí)清除界面上的超徑石來保證對(duì)墊層料的過渡性。在墊層料填筑前,對(duì)過渡料區(qū)的界面作肉眼檢查。過渡料的密度亦比較高,其滲透系數(shù)較大,一般只作簡(jiǎn)易的測(cè)定。顆分的檢查主要是供記錄用的。
.主堆石的滲透性很大,亦只作簡(jiǎn)易檢查,級(jí)配的檢查是供檔案記錄用的。密度值要作出定時(shí)的統(tǒng)計(jì),如達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)定值,要制定解決的辦法,采取相應(yīng)的措施保證達(dá)到規(guī)定要求。進(jìn)行質(zhì)量控制,要及時(shí)計(jì)算由水管式沉降儀測(cè)定的沉降值換算的堆石壓縮模量值,以便直接了解堆石的質(zhì)量。
.下游堆石的情況與主堆石相似,但對(duì)密度的要求相對(duì)較低。
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熟悉防滲加固技術(shù)
土石壩防滲處理的基本原則是“上截下排”。即在上游迎水面阻截滲水;下游背水面設(shè)排水和導(dǎo)滲,使?jié)B水及時(shí)排出。堤防的防滲處理與土石壩基本相同。
一、上游截滲法
.黏土斜墻法
黏土斜墻法是直接在上游坡面和壩端岸坡修建貼坡黏土斜墻,或維修原有黏土斜墻。這種方法主要適用于均質(zhì)土壩壩體因施工質(zhì)量問題造成嚴(yán)重滲漏;斜墻壩斜墻被水頂穿;壩端岸坡巖石節(jié)理發(fā)育、裂隙較多,或岸坡存在溶洞,產(chǎn)生繞壩滲流等情況。
.拋土和放淤法
這兩種方法用于黏土鋪蓋、黏土斜墻等局部破壞的搶護(hù)和加固措施,或當(dāng)岸坡較平坦時(shí)堵截繞壩滲漏和接觸滲漏。當(dāng)水庫不能放空時(shí),可用船只裝運(yùn)黏土至漏水部位,從上向下均勻倒人水中,拋土形成一個(gè)防滲層封堵滲漏部位。也可在壩頂用輸泥管沿壩坡放淤或輸送泥漿淤積一層防滲層。
.灌漿法
當(dāng)均質(zhì)土壩或心墻壩施工質(zhì)量不好,壩體壩基滲漏嚴(yán)重,可采用灌漿法處理。從壩頂鉆孔,分段灌漿,形成一道灌漿帷幕,阻斷滲漏通道。這種方法不用放空水庫,可根據(jù)實(shí)標(biāo)情況選用黏土、水泥、化學(xué)材料等漿液灌漿防滲。
.防滲墻法
混凝土防滲墻法適用于壩體、壩基、繞壩和接觸滲漏處理。這種方法比灌漿法更可靠。三峽、小浪底工程的上、下游圍堰就采用了防滲墻。
.截水墻(槽)法
根據(jù)截水墻的材料,可將其分為黏土截水墻、混凝土截水墻、砂漿板樁以及泥漿截水糟等方法。這類方法適用于土壩壩身質(zhì)量較好,壩基滲漏嚴(yán)重,岸坡有覆蓋層、風(fēng)化層或砂卵石層透水嚴(yán)重的情況。
二、下游排水導(dǎo)滲法
1.導(dǎo)滲溝法
在壩背水坡及其坡腳處開挖導(dǎo)滲溝,排走背水坡表面土體中的滲水。根據(jù)反濾溝內(nèi)所填反濾料的不同,反濾導(dǎo)滲溝可分為兩種:在導(dǎo)滲溝內(nèi)鋪設(shè)土工織物,其上回填一般的透水料,稱為土工織物導(dǎo)滲溝;在導(dǎo)滲溝內(nèi)填砂石料,稱為砂石導(dǎo)滲溝。
.貼坡排水法
當(dāng)壩身透水性較強(qiáng),在高水位下浸泡時(shí)間長(zhǎng)久,導(dǎo)致背水坡面滲流出逸點(diǎn)以下土體軟化,開挖反濾導(dǎo)滲溝難以成形時(shí),可在背水坡作貼坡反濾導(dǎo)滲。在搶護(hù)前,先將滲水邊坡的雜草、雜物及松軟的表土情除干凈;然后,按要求鋪設(shè)反濾料后表面覆蓋壓坡體,頂部應(yīng)高出滲流的逸出點(diǎn)。根據(jù)使用反濾料的不同,貼坡反茸濾導(dǎo)滲可以分為兩種:土工織物反濾層;砂石反濾層。見圖
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3.排滲溝法
對(duì)于因壩基滲漏造成壩后長(zhǎng)期積水,使壩基濕軟,承載力下降,壩體浸潤(rùn)線抬高;或由于壩基面有不太厚的弱透水層,壩后產(chǎn)生滲透破壞,而水庫又不能降低水位或放空,在上游無法進(jìn)行防滲處理時(shí),則可在下游壩基設(shè)置排滲溝,及時(shí)排滲,以減少滲流危害。排滲溝分為明溝和暗溝兩種。
例:
1.測(cè)定混凝土面板堆石壩的堆石干密度一般采用(D)法。
A.環(huán)刀
B.烘干
C.灌砂
D.灌水
2.在土石壩工程施工中,對(duì)條形反濾層進(jìn)行質(zhì)量檢查和控制時(shí),要求每隔50m設(shè)一取樣斷面,每個(gè)取樣斷面每層取樣數(shù)最少應(yīng)為(C)個(gè)。
A.2;
B.3;
C.4;
D.5
3.土石壩工作面的劃分,應(yīng)盡可能(B)。
A
.垂直壩軸線方向
B
.平行壩軸線方向
C
.根據(jù)施工方便靈活設(shè)置
D
.不需考慮壓實(shí)機(jī)械工作條件
4.對(duì)土料場(chǎng)的質(zhì)量檢查和控制中,(C)的檢查和控制最為重要。
A.土塊大小
B
.雜質(zhì)含量
C
.含水量
D
.土質(zhì)情況
5.測(cè)定反濾料的干密度可采用(CE)。
A.燃燒法;
B.烘干法;
C.灌水法
D.蒸發(fā)皿法;
E.灌砂法
6.關(guān)于土石壩料場(chǎng)時(shí)間規(guī)劃,正確的說法是(ABE).
A.上壩強(qiáng)度高時(shí)用近料場(chǎng),低時(shí)用較遠(yuǎn)的料場(chǎng)
B.近料和上游易淹的料場(chǎng)應(yīng)先用
C.遠(yuǎn)料和下游不易淹的料場(chǎng)先用
D.含水量高的料場(chǎng)雨季用
E.含水量低的料場(chǎng)雨季用
7.碾壓土石壩壩面作業(yè)施工程序包括(BCDE)、質(zhì)檢等工序.
A.覆蓋層清除
B.鋪料
C.整平
D.灑水
E.壓實(shí)