第四章土石坝工程
本章重点：①料场规划内容和选用的原则；②土方工程挖运机械的类型及适用条件；③挖运机械配套方案的选择与计算；④坝面作业有的关问题；⑤土石坝施工的质量控制。其中④、⑤是本章的重点和难点。
第一节土石料场的规划
本节重点了解料场规划的内容和选用的基本原则。
料场的规划分为时间上的规划、空间上的规划、质与量的规划等。
一、时间上的规划
所谓时间规划,就是要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化,料场的工作条件也在变化。在用料规划上应力求做到上坝强度高时用近料场,低时用较远的料场,使运输任务比较均衡。对近料和上游易淹的料场应先用,远料和下游不易淹的料场后用；含水量高的料场旱季用,含水量低的料场雨季用。在料场使用规划中,还一部分近料场供合龙段填筑和拦洪渡汛高峰强度时使用。此外,还应对时间和空间否则会产生事与愿违的后果。
二、空间上的规划
所谓空间规划,系指对料场位置、高程的恰当选择,合理布置。土石料的上坝运距尽可能短些,高程上有利于重车下坡,减少运输机械功率的消耗。近料场不应因取料影响坝的防渗稳定和上坝运输；也不应使道路坡度过陡引起运输事故。坝的上下游、左右岸最好都选有料场,这样有利于上下游左右岸同时供料,减少施工干扰,保证坝体均衡上升。用料时原则上应低料低用,高料高用,当高料场储量有余裕时,亦可高料低用。同时料场的位置应有利于布置开采设备、交通及排水通畅。对石料场尚应考虑与重要建筑物、构筑物、机械设备等保持足够的防爆、防震安全距离。
三、质与量上的规划
料场质与量的规划,是料场规划最基本的要求,也是决定料场取舍的重要因素。在选择和规划使用料场时,应对料场的地质成因、产状、埋深、储量以及各种物理力学指标进行全面勘探和试验。勘探精度应随设计深度加深而提高。在施工组织设计中,进行用料规划,不仅应使料场的总储量满足坝体总方量的要求,而且应满足施工各个阶段最大上坝强度的要求。料尽其用,充分利用永久和临时建筑物基础开挖碴料是土石坝料场规划的又一重要原则。为此应增加必要的施工技术组织措施,确保碴料的充分利用。
第二节土石料挖运方案
本节重点：①组织土石方工程施工综合机械化的基本原则的原则；②土方工程挖运机械的类型及适用条件；③常见挖运方案及其使用条件；④挖土机和汽车生产能力计算；⑤挖运强度和挖运机械数量的确定。其中⑤是本节的难点。
一、综合机械化施工的基本原则
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、加强维修管理工作，充分发挥机械联合作业的生产力，提高其时间利用系数。
5、合理布置工作面、改善道路条件，减少继续的运转时间。
二、挖运机械
1、挖掘机
（1）单斗挖掘机
按用途分：建筑用；专用
按行走装置分：履带式、汽车式、轮胎式和步行式
按传动装置分：机械传动、液压传动和液力机械传动
按工作装置分：正向铲、反向铲、拉（索）铲、抓铲
按动力装置分：内燃机驱动、电力驱动
按斗容量分：0.5m3、1m3、2m3等
（2）多斗式挖掘机
有采砂船和斗轮式挖掘机等
2、挖运组合机械
（1）推土机
以拖拉机为原动机械，另加切土刀片的推土器，既可薄层切土又能短距离推运。
（2）铲运机
按行走方式，铲运机分为牵引式和自行式。前者用拖拉机牵引铲斗，后者自身有形式动力装置。现在多用自行式。
3、运输机械
运输机械有循环式和连续式两种。
循环式有有轨机车和机动灵活的汽车。一般工程自卸汽车的吨位是10～35t，汽车吨位的大小应根据需要并结合路涵条件来考虑。
最常用的连续式运输机械是带式运输机。根据有无行驶装置，分为移动式和固定式两种。前者多用于短途运输和散料的装卸堆存，后者常用于长距离的运输。
三、挖运设备生产能力
1、挖掘机
小时生产率：
式中 q—土料的集合容积，m3；
n—对单斗挖掘机系指每分钟循环工作次数，对于多斗挖掘机系指每分钟倾倒的土斗数量；—土斗的充盈系数，表示实际装料容积与土斗几何容积的比值，对于正向铲可取1，对于反向铲可取0.9；
—土的松散系数，系指挖土前的实土与挖后松土的体积比值，其大小与土料的等级有关，对于Ⅰ级土为0.913～0.83，Ⅱ级土为0.88～0.78，Ⅲ土为0.81～0.71，Ⅳ土为0.79～0.73；—时间利用系数，表示挖掘机时间利用程度，可取0.8～0.9；
—联合作业延误系数，考虑运输工具影响挖掘机的工作时间，有运输工具配合时，可取0.9，无运输工具配合时应取1。
2、运输机械
循环式运输机械数量确定
式中 QT—运输强度；
q—运输工具装载的有效方量；
T1—一昼夜或一班的时间，min；
T2—一昼夜或一班内运输工具的非工作的时间，min；
t—运输工具周转一次的循环时间min。
连续式运输机械
四、挖运强度和挖运机械数量的确定
1、挖运强度的确定
（1）上坝强度
式中 V‘—分期完成的坝体设计方量（m3），以压实方计；
Kd—坝体沉陷影响系数，可取1.03～1.05；
K—施工部均衡系数，可取1.2～1.3；
Kt—坝面作业土料损失系数，可驱0.9～0.95；
T—施工分期的有效工作日数。
（2）运输强度
式中 KC—压实影响系数，，为坝体设计干容重，t/ m3，为土料运输的松散容重，t/ m3；K2—运输损失系数，可取0.95～0.99。
（3）开挖强度
式中—压实系数，为坝体设计干容重与土料天然容重的比值；
K3—土料开挖损失系数。一般取0.92～0.97。
2、挖运机械数量确定
挖掘机装车斗数：
式中 Q—自卸汽车的载重量，t；
q—选定挖掘机的斗容量，m3；
配套一台挖掘机所需自卸汽车数量n：
式中 Pa—一辆汽车的生产率，m3 /h；
PC—一台挖掘机的生产率，m3/h。
满足施工高峰期上坝强度的挖掘机数量：
满足施工高峰期上坝强度的汽车的数量：
五、综合机械化方案选择
综合机械化方案选择土石坝工程量巨大,挖、运、填、压等多个工艺环节环环相扣。提高劳动生产率,改善工程质量,降低工程成本的有效措施是采用综合机械化施工。
选择机械化施工方案通常应考虑如下原则:
1、适应当地条件，保证施工质量，生产能力满足整个施工过程的要求；
2、机械设备性能机动、灵活、高效、低耗、运行安全、耐久可靠；
3、通用性强,能承担先后施工的工程项目,设备利用率高；
4、机械设备要配套,各类设备均能充分发挥效率,特别应注意充分发挥主导机械的效率,譬如在挖、运、填、压作业中,应充分发挥龙头机械挖掘机的效率,以期为其他作业设备效率的提高,提供必要的前提和保证；
5、设备购置及运行费用低,易于获得零、配件,便于维修、保养、管理和调度；
6、应从采料工作面、回车场地、路桥等级、卸料位置、坝面条件等方面创造相适应的条件，以便充分发挥挖、运、填、压各种机械的效能。
第三节坝面作业
本节内容、要求：①坝面作业的施工程序、特点和要求；②土方压实的基本理论；③压实机械和压实方法；④压实标准和压实参数；⑤坝面流水作业组织原理和方法；⑥土料压实的现场实验。以上①至⑥是本节的重点和难点。
一、坝面作业施工组织规划
坝面作业施工程序包括：铺土、平土、洒水、压实（对于粘性土采用平碾，压实后尚须刨毛以保证层间结合的质量）、质检等工序。
二、压实机械及其生产能力的计算
1、压实机械及其压实方法
（1）羊脚碾
羊脚碾的羊脚插入土中，不仅使羊脚端部的土料受到压实，而且使侧向土料受到挤压，从而达到均匀压实的效果。在压实过程中，羊脚对土有翻松作用，无需刨毛就能保证土料层间结合。
（2）震动碾
是一种震动与压实相结合的机械。震动碾结构简单,制作方便,成本低廉,生产率高,是压实非粘性土石料的高效压实机械。
（3）气胎碾
气胎碾在碾压土料时,气胎随土体的变形而变形。随着土体压实密度的增加,气胎的变形也相应增加,从而使气胎与土体的接触面积随之增大,始终能保持较为均匀的压实效果,它与刚性碾比较,气胎不仅对土体的接触压力分布均匀而且作用时间长,压实效果好,压实土料厚度大,生产效率高。气胎碾可根据压实土料的特性调整其内压力,使气胎对土体的压力始终保持在土料的极限强度内。通常气胎的内压力,对粘性土以(5～6)×105Pa、非粘性土以(2～4)×105Pa 最好。
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分布图触应力超过土体极限强度,这就限制了这类碾朝重型方向发展。气胎碾却不然,因着清我的增加,气后与土体的接他面增大,接触应力仍不致超过土体的极限强度。所以只要牵引力能满足要求,就不妨碍气胎碾朝重型高效方向发展。
（4）夯板及其压实方法
夯板可以吊装在去掉土斗的挖掘机的臂杆上,借助卷扬机操纵绳索系统使穷板上升。夯击土料时将索具放松,使夯板自由下落,夯实土料,其压实铺土厚度可达1m,生产效率较高。对于大颗粒填料可用夯板夯实,其破碎率比用碾压机械压实大得多。为了提高夯实效果,适应夯实土料特性,在夯击粘性土料或略受冰冻的土料时,尚可将夯板装上羊脚,即成羊脚夯。
2、压实机械生产率
（1）碾压机械生产率
式中 n—碾压遍数；
—碾的行驶速度，m/h；
B—碾压带宽度，m；
C—碾压带搭接宽度，m；
h—碾压层厚度，m。
（2）夯实机械生产率
式中 n—夯实遍数；
—每分钟夯击次数，m/h；
B—夯板底宽，m；
C—夯迹重叠宽度，m；
h—夯实厚度 m。
3、压实机械的选择
择压实机械的原则：
①选能取得的设备类型；
②可够满足设计压实标准；
③能土料的物理力学性质相适应；
④与足施工强度要求；
⑤满备类型、规格与工作面的大小、压实部位相适应；
⑥设施工队伍现有装备和施工经验等。
三、压实标准与压实参数
1、土料压实标准
粘性土用干容重来控制；非粘性土用相对密度D来控制。在实际工程中用相对干容重控制。
2、压实参数的确定
通过压实试验确定。
第四节土石坝施工的质量控制
本节重点：掌握坝面质量检查内容和要求。
一、料场的质量检查和控制
对土料场应经常检查所取土料的土质情况、土块大小、杂质含量和含水量是否符合规范规定。其中含水量的检查和控制尤为重要。
经测定,若土料的含水量偏高,一方面应改善料场的排水条件和采取防雨措施,另一方面需将含水量偏高的土料进行翻晒处理,或采取轮换掌子面的办法,使土料含水量降低到规定范围再开挖。倘以上方法仍难满足要求,可以采用机械烘干法烘干。
当土料含水量不均匀时,应考虑堆筑“土牛”(大土堆),使含水量均匀后再外运。当含水量偏低时,对于粘性土料应考虑在料场加水。料场加水量。可按下式计算:
二、坝面的质量检查和控制
在坝面作业中,而对铺土厚度、填土块度、含水量大小，压实后的干容重等进行检查,并提出质量控制措施。对粘性土,含水量的检测是关键。
干容重取样试验结果,其合格率应不小于90%,不合格干容重不得低于设计干容重的98%,且不合格样不得集中。干容重的测定,粘性土一般可用体积为200～500cm3的环刀测定；砂可用体积为500cm3的环刀测定；砾质土、砂砾料、反滤料用灌水法或灌砂法测定；堆石因其空隙大,一般用灌水法测定。当砂砾料因缺乏细料而架空时,也用灌水法测定。
根据地形、地质、坝料特性等因素,在施工特征部位和防渗体中,选定一些固定取样断面,沿坝高5～10m,取代表性试样(总数不宜少于30个)进行室内物理力学性能试验,作为核对设计及工程管理之根据。此外,还须对坝面、坝基、削坡、坝肩接合部、与刚性建筑物连接处以及各种土料的过渡带进行检查。对土层层间结合处是否出现光面和剪力破坏应引起足够重视,认真检查。对施工中发现的可疑问题,如上坝土料的土质、含水量不合要求,漏压或碾压遍数不够,超压或碾压遍数过多,铺土厚度不均匀及坑洼部位等应进行重点抽查,不合格者返工。
对于反滤层、过渡层、坝壳等非粘性土的填筑,主要应控制压实参数,如不符要求,施工人员应及时纠正。在填筑排水反滤层过程中,每层在25×25m2的面积内取样1~2个；对条形反滤层,
每隔50m设一取样断面,每个取样断面每层取样不得少于4个,均匀分布在断面的不同部位,且层间取样位置应彼此对应。对于反滤层铺填的厚度、是否混有杂物、填料的质量及颗粒级配等应全面检查。通过颗粒分析,查明反滤层的层间系数(D50/d50)和每层的颗粒不均匀系数（d60/d10）是否符合设计要求。如不符要求,应重新筛选,重新铺填。
土坝的堆石棱体与堆石体的质量检查大体相同。主要应检查上坝石料的质量、风化程度、石块的重量、尺寸、形状、堆筑过程有无离析架空现象发生等。对于堆石的级配、孔隙率大小，应分层分段取样,检查是否符合规范要求。随坝体的填筑应分层埋设沉降管,对工过程中坝体的沉陷进行定期观测,并作出沉陷随时间的变化过程线。
对于填筑土料、反滤料、堆石等的质量检查记录,应及时整理,分别编号存档,编制数据库。
第五节面板堆石坝施工
本节重点：面板堆石坝施工质量控制要点。
-、堆石材料质量要求和坝体材料分区
面板堆石坝上游面有薄层面板,面板可以是刚性钢筋混凝土的,也可以是柔性沥青混凝土的。坝身主要是堆石结构。良好的堆石材料,尽量减少堆石体的变形,为面板正常工作创造条件,是坝体安全运行的基础。
1、堆石材料的质量要求.
1〉为保证堆石体的坚固、稳定,主要部位石料的抗压强度不应低于7800×104Pa,当抗压强度只有4900～5900×104Pa时,只能布置在坝体的次要部位。
2)石料硬度不应低于莫氏硬度表中的第三级,其韧性不应低于2kg?m/cm2。
3)石料的天然容重不应低于2.2t/m3,石料的容重越大,堆石体的稳定性越好。
4）石料应具有抗风化能力,其软化系数水上不低于0.8,水下不应低于0.85。
5)堆石体碾压后应有较大的密实度和内摩擦角,且具有一定渗透能力。
堆石体的边坡取决于填筑石料的特性与荷载大小,对于优质石料,坝坡一般在1：1.3左右。2、面板堆后坝的坝体分区
坝体部位不同,受力状况不同,对填筑材料的要求也不同,所以应对坝体进行分区。
1）垫层区
垫层区的主要作用在于为面板提供平整、密实的基础,将面板承受的水压力均匀传递给主堆石体。为防止因面板裂缝、接缝漏水在寒冷季节产生冻涨现象,故采用最大粒径150㎜、级配良好、石质新鲜的碎石，粒径小于0.1㎜的含量部大于5%，渗透系数部小于10-3cm/s，压实后的平均孔隙率小于21%，垫层去的水平宽度为4m。
2）过渡区
位于垫层区和主堆区之间，其主要作用是保护垫层区在高水头作用下部产生破坏。
3）主堆区
是坝体维持稳定的主体，其质量好坏、密度、沉降量大小，直接影响面板的安危。
4）下游堆石区
起保护主堆区及下游边破稳定的作用。
二、堆石坝填筑工艺、压实参数和质量控制
1、填筑工艺
堆石体填筑可采用自卸汽车后退法或进占法卸料,推土机摊平。
后退法的优点是可在压平的坝面上行驶,减轻轮胎磨损；缺点是推土机摊平工作量大,且影响施工进度。进占法卸料,虽料物稍有分离,但对坝料质量无明显影响,并且显著减轻了推土机的摊平工作量,使堆石填筑速度加快。
垫层料的摊铺多用后退法,以减轻物料的分离。当压实层厚度大时,可采用混合法卸料,即先用后退法卸料呈分散堆状,再用进占法卸料铺平,以减轻物料的分离。垫层料粒径较粗,又处于倾斜部位,通常采用斜坡振动压实。
2、堆石体的压实参数和质量控制
（1）堆石体的压实参数
堆石体最大粒径一般为600～700mm,用震动碾压实,压实层厚为60～100cm,少数也有达到130～160cm者；
压实遍数一般为4～6遍,个别达8遍；
垫层料的最大粒径为150～300cm,用震动碾压实,层厚25～45cm,碾压遍数通常为4遍,个别6～8遍；
堆石坝壳最大粒径1000～1500mm,压实层厚一般为100cm左右,最大达200cm,压实遍数2～4遍,有些坝采用6～8遍；
总的看来,压实干容重以垫层料及内部堆石较大,坝壳堆石次之,三者的大部分在 2.10～2.30g/cm3范围内。
和土石坝一样,面板堆石坝堆石体的压实参数、碾重、铺层厚和碾压遍数仍应通过碾压试验确定,其取值大小与设计压实干容重、石质、填料形状、尺寸和级配等因素有关,应在不同料场取料试验,以优化参数作为质控的依据。
（2）堆石体施工质量控制
取样深度应等于填筑层厚度；
试坑应呈圆柱形；
坑壁若有大的凹陷和空隙，应用粘土砂浆堵塞，以消除因塑料薄膜架空使所侧密实度加大的误差；
试坑直径与材料最大粒径比应符合有关试验规程的规定。
第六节土石坝冬、雨季施工
本节重点：土石坝采取冬、雨季施工的意义和方法。
一、土石坝的冬季作业
寒冬时土料冻结会给施工造成极大困难,故规范规定:当日平均气温低于0℃时,粘性土按低温季节施工；当日平均气温低于-10℃时,一般不宜填筑土料,否则应进行技术经济论证。
土料按低温季节施工的关键是防冻。土石坝的冬季作业可采取防冻、保温、加热等措施,三者虽有区别,却又相互补充。
1、防冻
①首先是降低土料的含水量。对砂砾料,在入冬前应挖排水沟和截水沟以降低地下水位,使砂砾料的含水量降到最低限度；②对粘性土,将含水量降到塑限的0.9倍,且在施工中不再加水。若土料中混有冻土块,其含量不得超过15%,且不能在填土中集中,冻土块的直径不能超过
一级建造师《水利水电工程管理与实务》精讲 第18讲：1F415010土石坝施工技术（一） 1F415000 土石坝工程 【目标导航】 本章主要针对土石坝工程施工前的料场规划、机械的配置以及填筑标准与压实参数，施工中的开采、铺料与整平、碾压与接头处理，施工后的施工质量控制进行分析介绍，考试中分值相对较高。在土石坝施工基础上又对堆石坝的分区、质量控制及面板施工方法进行了介绍。在学习过程中要结合实际工程学习，注意土石坝务与堆石坝的异同点。 1F415010 土石坝施工技术 1F415011 土石坝施工机械的配置 一、挖运机械的类型 土石方工程的开挖机械主要是挖掘机。 挖运组合机械主要有推土机和铲运机；装运结合的机械则有装载机。 运输机械有循环式和连续式两种。
1.循环式运输机械有有轨机车和汽车。 2.连续运输机械最常用的是带式运输机。 二、施工机械的配置方法 首先选用基本工作的主要设备。即按照施工条件、工程进度和工作面的参数选择主要机械，然后根据主要机械的生产能力和性能选用配套机械。 常用土方施工机械的经济运距如下： （1）履带式推土机的推运距离为15～30m时，可获得最大的生产率。推运的经济运距一般为30～50m，大型推土机的推运距离不宜超过100m。 （2）轮胎装载机用来挖掘和特殊情况下作短距离运输时，其运距一般不超过100～150m；履带式装载机不超过100m。 （3）牵引式铲运机的经济运距一般为300m。自行式铲运机的经济运距与道路坡度大小、机械性能有关，一般为200～300m。 1F415012 土石坝填筑的施工碾压实验 一、压实机械 分为静压碾压、振动碾压、夯击三种基本类型。其中静压碾压设备有羊脚碾、气胎碾等；夯击设备有夯板、强夯机等。振动碾压与静压碾压相比，具有重量轻，体积小，碾压遍数少，深度大，效率高的优点。 （a）（b） 图静压碾压 （a）羊脚碾；（b）气胎碾
土石坝自测题及其答案
第四章土石坝答案 一、填空题 1．碾压式土石坝；水力充填坝；定向爆破堆石坝 2．均质坝；粘土心墙坝；粘土斜心墙坝；粘土斜墙坝。 3．；坝顶高程；宽度；坝坡；基本剖面 4． Y= R+e+A ； R:波浪在坝坡上的最大爬高、 e:最大风雍水面高度；A安全加高。 5.马道；坡度变化处 6.高出设计洪水位0.3－0.6m且不低于校核洪水位；校核水位。 7.松散体；水平整体滑动。 8.浸润线；渗透动水压力；不利。 9.曲线滑裂面；直线或折线滑裂面 10.开挖回填法；灌浆法；挖填灌浆法 11.临界坡降；破坏坡降。 12.饱和；浮 13.护坡 14.粘性土截水墙；板桩；混凝土防渗墙
15.渗流问题 16.集中渗流；不均匀沉降 17.开挖回填法；灌浆法；挖填灌浆法。 18. “上截下排”；防渗措施；排水和导渗设备 二、单项选择题 1.土石坝的粘土防渗墙顶部高程应（ B ）。 A、高于设计洪水位 B、高于设计洪水位加一定超高，且不低于校核洪水位 C、高于校核洪水位 D、高于校核洪水位加一定安全超高 2.关于土石坝坝坡，下列说法不正确的有（ A ）。 A、上游坝坡比下游坝坡陡 B、上游坝坡比下游坝坡缓 C、粘性土料做成的坝坡，常做成变坡，从上到下逐渐放缓，相邻坡率 差为0.25或0.5 D、斜墙坝与心墙壁坝相比,其下游坝坡宜偏陡些,而上游坝坡可适当放 缓些 3.反滤层的结构应是（ B ）。 A、层次排列应尽量与渗流的方向水平
B、各层次的粒径按渗流方向逐层增加 C、各层的粒径按渗流方向逐渐减小，以利保护被保护土壤 D、不允许被保护土壤的细小颗粒（小于0.1mm的砂土）被带走 4.砂砾地基处理主要是解决渗流问题，处理方法是“上防下排”,属于上防的措施有（ A ）。 A、铅直方向的粘土截水槽、混凝土防渗墙、板桩 B、止水设备 C、排水棱体 D、坝体防渗墙 5．粘性土不会发生（ A ）。 A、管涌 B、流 土 C、管涌或流土 D、不确定 6．下列关于反滤层的说法不正确的是（ B ）。 A、反滤层是由2～3层不同粒径的无粘性土料组成，它的作用是滤土排 水 B、反滤层各层材料的粒径沿渗流方向由大到小布置。 C、相邻两层间，较小层的颗粒不应穿过粒径较大层的孔隙 D、各层内的颗粒不能发生移动 7．土石坝上、下游坝面如设变坡，则相邻坝面坡率差值一般应在（ C ）
SDJ213-83 《碾压式土石坝施工技术规范》 SL260-98 《堤防工程施工规范》 SL38-92 《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准（七）》 SL239-1999 《堤防工程施工质量评定与验收规程》 3 、施工准备 3.1 对合同及设计文件进行深入具体条件编好施工组织设计。 3.2 做好各项技术准备，并做好“四通一平”临建工程，各种设备和器材的准备工作。导流及引排水工程已完成。 3.3 测量放样工作已验收合格，对主要测点已埋设牢固的标架、基石、坝（堤）身放样已按设计预留沉降量。 3.4对土料场进行现场核查，贮量应大于需用量的1.5-2.5 倍。土质及天然含水量符合设计要求。 3.5 施式机械、试验设备到位，已做防渗体土料碾压试验，基础清理已完成并经过验收。 4 、施工操作要求 4.1 土料开挖 4.1.1 料场开挖前应划定开挖范围，清除树根乱石及妨碍施工的一切障碍物，排除场内积水，开好排水沟。 4.1.2 土料的天然含水量接近施工控制下值时，采用立面开挖，含水量偏大时，采用平面开挖。 4.1.3 当层状土料有需剔除的不合格料层时，用平面开挖，当层状土料允许掺混时，用立面开挖。4.1.4 冬季施工宜用立面开挖。 4.1.5 取土坑壁应稳定，立面开挖时严禁掏底施工。 4.2 铺料 4.2.1 防渗体土料铺筑应平行堤轴线顺次进行，分段作业和长度不应小于100m ，人工作业时不小于50m。 4.2.2 作业面宜分成铺土、碾压、检验三段，以利流水作业，应分层统一铺土，统一碾压，专人取样检验，严禁出现界沟。 4.2.3 相邻施工段的作业面需均衡上升，若不可避免出现高差时，要以1：3-1：5 的斜坡连接。 4.2.4 土料宜用进占法卸料，用推土机或人工铺至规定部位，严禁将砂砾料或其他透水料与粘性土料混杂。 4.2.5 铺土厚度及块置直径限制尺寸如下表：铺土厚度和土块直径限制尽寸表 压实功能类型压实机具种类铺土厚度（cm）土块限制直径（cm） 轻型人工夯、机械夯15-20 20-25<5 <8 中型12T--15T 平碾斗容2.5m3 铲运机5T-8T 振动碾25-30 < 10 重型斗容大于7 m3 铲运机10T-16T 振动碾加载汽胎碾30-50 < 15 4.2.6 铺料至堤边时，应在设计边线外侧各超镇一定余量，人工铺料为10cm ，机械铺料 为 30cm。 4.2.7 通过保持填土面平整，算方上料，及时检测厚度等措施控制铺土厚度。土厚度允许误差为+0-5cm 。 4.3 碾压 4.3.1 碾压机械行走方向应平行于提轴线。分段分片碾压时相邻作业面的碾压搭接宽度，平 行提轴线方向不应小于0.5m，垂直堤线方向不应小于3cm。 432碾压机械进行碾压时，采用进退错距法作业。碾压搭接宽度大于10cm。铲运机兼作压
第四章土石坝自测题 一、填空题 1．土石坝按施工方法可分为、、和等形式。 2．土坝按防渗体的位置分为、、、。 3．土石坝的剖面拟定是指、、和的拟定。 4．在土石坝的坝顶高程计算中，超高值Y= （写出公式）。公式中各字母代表的含义是：、、。 5.碾压式土石坝上下游坝坡常沿高程每隔10～30m设置，宽度不小于～，一般设在。 6.当有可靠防浪墙时，心墙顶部高程应，否则，心墙顶部高程应不低于。 7.由于填筑土石坝坝体的材料为，抗剪强度低，下游坝坡平缓，坝体体积和重量都较大，所以不会产生。 8.土石坝挡水后，在坝体内形成由上游向下游的渗流。坝体内渗流的水面线叫做。其下的土料承受着，并使土的内磨擦角和粘结力减小，对坝坡稳定。 ! 9..土石坝可能滑动面的形式有、和复合滑裂面。 10.土石坝裂缝处理常用的方法有、、等。 11.土石坝管涌渗透变形中使个别小颗粒土在孔隙内开始移动的水力坡 降；使更大的土粒开始移动，产生渗流通道和较大范围内破坏的水力坡降称。
12.在土石坝的坝坡稳定计算中，可用替代法考虑渗透动水压力的影响，在计算下游水位以上、浸润线以下的土体的滑动力矩时用重度，计算抗滑力矩时用重度。 13.土石坝的上游面，为防止波浪淘刷、冰层和漂浮物的损害、顺坝水流的冲刷等对坝坡的危害，必须设置。 14.土石坝砂砾石地基处理属于“上防”措施，铅直方向的有、板桩、和帷幕灌浆。 15.砂砾石地基一般强度较大，压缩变形也较小，因而对建筑在砂砾石地基上土石坝的地基处理主要是解决。 16.土石坝与混凝土坝、溢洪道、船闸、涵管等混凝土建筑物的连接，必须防止接触面的，防止因而产生的裂缝，以及因水流对上下游坝坡和坝脚的冲刷而造成的危害。 17.土坝的裂缝处理常用的方法有、、等。 18.土石坝的渗漏处理时，要遵循“”的原则，即在坝的上游坝体和坝基、阻截渗水，在坝的下游面设排出渗水。 @ 二、单项选择题 1.土石坝的粘土防渗墙顶部高程应（）。 A、高于设计洪水位 B、高于设计洪水位加一定超高，且不低于校核洪水位 C、高于校核洪水位 D、高于校核洪水位加一定安全超高 2.关于土石坝坝坡，下列说法不正确的有（）。
水利加固土石坝工程施工方法 1 前言 目前，我国使用的挡水建筑物主要使用的是土石坝，用土石填筑在不同的地基上。土石坝在水流的上下游的压差作用之下，容易发生坝体渗漏或者是一些其他的问题，影响大坝的使用，严重的还可能会引起大坝垮塌事故。土石坝的加固方法，通常来说可以按照土石坝的加固的一下原因主要分为：裂缝、渗透破坏、滑坡、以及地震震害等加固的方法。这篇文章主要是通过对以上这些方面来对大坝的加固技术进行了一定的总结分析，并结合了一些具体的例子对土石坝可能会出现的问题进行了归纳和总结。 2 现在我国土石坝的现状 我国的大坝基本上都是在20世纪五六十年代修建的，由于当时的一些硬件设备的限制，大多数的大坝在修筑的时候没有按照相关的程序进行修筑，没有按照相关的设计程序进行审批，施工的时候没有按照设计需要进行，并且在验收的时候也没有做到位。在安全方面存在着许多隐患，主要表现在以下几方面： 2.1 防洪的标准不够 随着水库的使用时间的增加，该流域内的水文情况以及气象条件都在不断的发生变化，所以原来的防洪标准已经远远不能够满足现在的具体情况了，所以现在发生洪涝灾害事故的概率在不断的攀升着。 2.2 坝基存在着渗漏的现象
大坝的运行时间在逐年的增加着，在运行期间从来都没有经过高水位的测验，在大坝蓄水期间存在着坝体渗漏和坝基渗漏的现象，同时坝肩还存在着环绕渗漏的现象。 2.3 大坝的安全系数不能够满足相关规范的要求 在大坝修筑的过程中，坝体的碾压质量相对现在的技术水平来说很差，这就导致了大坝存在着沉降的现象，而且沉降的幅度还很大，坝坡的稳定系数已经不能够满足上下游的安全系数范围了。 2.4 大坝不能够很好的泄洪 由于大坝是原来修筑的，在修筑的时候并没有修筑泄洪槽、陡坡槽以及一些消能设备，当大量的水流冲击坝体的时候由于没有泄洪槽，所以就会对坝体造成很严重的损害。 2.5 输水部分没有设置安全阀门 大坝在设计的时候没有把输水洞的阀门控制设计在内，这就导致下游的消能设备可能会被大量的洪水完全冲毁。 2.6 水库没有完整的观测设备，通讯设施也不完善 我们现在对大坝的关涉设施以及通讯设施必须要按照相关的规定进行完善处理，这样才能够对水库的情况做到心中有数，让大坝充分发挥出应有的作用，当出现洪水的时候能够及时的泄洪，这样做对促进我国的经济发展以及社会的进步都有很重要的意义。 3 加固土石大坝的一些具体方法 目前我国的土石大坝主要存在的问题是渗漏、裂缝以及滑坡。所以对我国的土石大坝来说，关键是防止病险土石大坝的渗漏问题，专
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
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、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：
毕业设计（论文）开题报告 题目南沟门水库枢纽布置 及粘土心墙坝设计 专业水利水电工程 班级工113 学生胡健 指导教师王瑞骏 2015 年
一、毕业设计(论文)课题来源、类型 根据专业培养要求和毕业设计的目的，本设计的课题来源于南沟门水库枢纽的工程实际,本设计的课题类型属于设计类。 二、选题的目的及意义 1.选题目的： (1) 本设计主要解决南沟门枢纽布置，以及粘土心墙坝的设计； (2) 培养综合运用所学的基础理论，专业知识和掌握基本技能，创造性的分析和解决实际问题的能力；培养严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风，全面提高综合素质，培养出具有水利水电工程规划、设计、施工和管理能力的全面人才。 2.选题意义： (1) 南沟门水利枢纽主要向延安石油化学工业基地及当地城乡生活用水，改善灌溉条件，并利用供水进行发电；南沟门水库工程工程位于陕西省延安市黄陵县境内，由葫芦河南沟门水库、洛河引洛入葫马家河引水枢纽和输水隧洞三部分组成，该水利枢纽工程为Ⅱ等大（2）型工程，其永久泄水建筑物导流泄洪洞、溢洪道按2级建筑物设计，设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为5000年一遇。南沟门水库位于洛河支流葫芦河下流，距黄陵县城约20公里。水库坝址距河口3km，控制流域面积5443平方千米，占全流域面积约99.9%，工程由拦河坝、泄洪洞、引水发电洞、泄洪道组成。马家河引水枢纽位于洛河中游洛川县西北约12km的马家河村，距下游交口河水文站约38km，坝址以上流域面积11548平方千米，占洛河流域总面积的42.9%。引洛入葫输水隧洞洞长6.115km。 (2) 由于延安市境内石油、煤炭等矿产资源丰富，是陕西省最大的石油工业基地，规划建设的延安石油化学工业区是陕北能源化工基地的重要组成部分。然而随着延安石油工业发展和石油化学工业区建设步伐加快，水资源供需矛盾也日益尖锐，修建南沟门水利枢纽工程，不仅可以解决延安石油工业区用水问题、灌溉条件等问题，而且促进地方经济社会可持续发展；
1F415014 土石坝填筑的施工方法 一、土石坝施工内容 根据施工方法的不同，土石坝分为干填碾压（碾压式）、水中填土、水力冲填（包括水坠坝）和定向爆破修筑等类型。其中，碾压式土石坝最为普遍。 碾压土石坝的施工作业，包括准备作业、基本作业、辅助作业和附加作业。 1.准备作业。包括“四通一平”（通车、通水、通电、通信、平整场地）、修建生产、生活福利、行政办公用房以及排水清基等项工作。 2.基本作业。包括料场土石料开采，挖、装、运、卸以及坝面作业等。 3.辅助作业。包括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。 4.附加作业。包括坝坡修整，铺砌护面块石及铺植草皮等。 二、坝料开采 （一）土料开采 土料开采主要分为立面开采及平面开采。 土料开采方式比较 （二）砂砾料开采 砂砾料（含反滤料）开采施工特点及适用条件见表。 砂砾料开采方式比较
（三）石料开采 用作坝体的堆石料多采用深孔梯段微差爆破。 三、坝面作业的基本要求 根据施工方法、施工条件及土石料性质的不同，坝面作业施工程序包括铺料、整平、洒水、压实（对于黏性土料采用平碾，压实后尚须刨毛以保证层间结合的质量）、质检等工序。为了不使各工序之间相互干扰，可按流水作业进行组织。 四、铺料与整平 1.铺料宜平行坝轴线进行。进入防渗体内铺料，自卸汽车卸料宜用进占法倒退铺土。 2.按设计厚度铺料整平是保证压实质量的关键。 3.黏性土料含水量偏低，主要应在料场加水（2011考点）。对非黏性土料，为防止运输过程脱水过量，加水工作主要在坝面进行。石渣料和砂砾料压实前应充分加水，确保压实质量。 4.对于汽车上坝或光面压实机具压实的土层，应刨毛处理，以利层间结合。通常刨毛深度3～5cm。（2013考点） 五、碾压 碾压机械的开行方式通常有：进退错距法和圈转套压法两种。 1.进退错距法操作简便，碾压、铺土和质检等工序协调，便于分段流水作业，压实质量容易保证，可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按下式计算 b=B／n 式中B……碾滚净宽（m）；n——设计碾压遍数。 2.圈转套压法要求开行的工作面较大，适合于多碾滚组合碾压。其优点是生产效率较高，但碾压中转弯套压交接处重压过多，易于超压。
1F415010 土石坝施工技术 碾压式土石坝施工内容包括： 案例一：土石坝施工分期 土石坝施工内容排序示例 A坝基处理，B坝体填筑，C导流洞施工，D截流，E围堰填筑，F围堰拆除，G基坑排水，H封孔。合理的施工顺序：C→D→E→G→A→B→F→H
案例二：挖运方案选择 案例三：填筑的系列知识点 流水作业n≤m（工序数≤施工段数）填筑工序：铺土、平土、压实 （1）两个公式：
（2）碾压试验
案例四：接头处理 案例五：施工质量控制 教材要点 1F415011 土石坝施工机械的配置 一、挖运机械的类型 1.挖掘机械 土石方工程的开挖机械主要是挖掘机。 2.挖装运组合机械 挖运组合机械主要有推土机和铲运机；装运结合的机械则有装载机。 3.运输机械 运输机械有循环式和连续式两种。 （1）循环运输机械有有轨机车和汽车。
（2）连续运输机械最常用的是带式运输机。 二、施工机械的配置方法 常用土方施工机械的经济运距如下： 1.履带式推土机的推运距离为15～30m时，可获得最大的生产率。推运的经济运距一般为30～50m，大型推土机的推运距离不宜超过100m。 2.轮胎装载机用来挖掘和特殊情况下作短距离运输时，其运距一般不超过100～150m；履带式装载机不超过100m。 3.牵引式铲运机的经济运距一般为300m。自行式铲运机的经济运距与道路坡度大小、机械性能有关，一般为200～300m。 4.自卸汽车在运距方面的适应性较强。 1F415012 土石坝填筑的施工碾压试验 一、压实机械 压实机械分为静压碾压、振动碾压、夯击三种基本类型。其中静压碾压设备有羊脚碾、气胎碾等；夯击设备有夯板等。 静压碾压的作用力是静压力，其大小不随作用时间而变化，如下图（a）。 夯击的作用力为瞬时动力，有瞬时脉冲作用，其大小随时间和落高而变化，如下图（b）。 土料压实作用外力示意图 振动的作用力为周期性的重复动力，其大小随时间呈周期性变化，振动周期的长短，随振动频率的大小而变化，如上图（c）。振动碾压与静压碾压相比，具有重量轻，体积小，碾压遍数少，深度大，效率高的优点。 二、土料填筑标准 1.黏性土的填筑标准 含砾和不含砾的黏性土的填筑标准应以压实度和最优含水率作为设计控制指标。设计最大干密度应以击实最大干密度乘以压实度求得。 1级、2级坝和高坝的压实度应为98%～100%，3级中低坝及3级以下的中坝压实度应为96%～98%。设计地震烈度为8度、9度的地区，宜取上述规定的大值。 2.非黏性土的填筑标准 砂砾石和砂的填筑标准应以相对密度为设计控制指标。砂砾石的相对密度不应低于0.75，砂的相对密度不应低于0.7，反滤料宜为0.7。 三、压实参数的确定 1.土料填筑压实参数主要包括碾压机具的重量、含水量、碾压遍数及铺土厚度等，对于振动碾还
土石坝工程施工经验总结 摘要：兴水之利，谓之水利；利水之力，建二次能源，称水电；坝、渠道、隧洞、水电站等为体现人类改造自然，开发水利水电的水工建筑物。 关键词：水利水电水工建筑物 前言 第一节料场规划 土石坝施工中，料场的合理规划和使用，是土石坝施工中的关键技术之一，它不仅关系到坝体的施工质量、工期和工程造价，甚至还会影响到周围的农林业生产。 施工前，应配合施工组织设计，对各类料场作进一步的勘探和总体规划、分期开采计划。使各种坝料有计划、有次序地开采出来，以满足坝体施工的要求。 选用料场材料的物理力学性质，应满足坝体设计施工质量要求，勘探中的可供开采量不少于设计需要量的2倍。在储量集中繁荣主要料区，布置大型开采设备，避免经常性的转移；保留一定的备用料场（为主要料场总储量的20%～30%）和近料场，作为坝体合龙以及抢筑拦洪高程用。 在料场的使用时间及程序上，应考虑施工期河水位的变化及
施工导流使上游水位抬高的影响。供料规划上要近料、上游易淹料先用；远料，下游不淹料后用。含水量高料场夏季用；含水量低料场雨季用。施工强度高时利用近料，强度低时利用远料，平衡运输强度，避免窝工。对料场高程与相应的填筑部位，应选择恰当，布置合理，有利于重车下坡。作到就近取料，低料低用，高料高用；避免上下游料过坝的交叉运输，减少干扰。 充分合理地利用开挖弃渣料，对降低工程造价和保证施工质量具有重要的意义。作到弃渣无隐患，不影响环保。在料场规划中应考虑到挖、填各种坝料的综合平衡，作好土石方的调度规划，合理用料。料场的覆盖剥离层薄，有效料层厚，便于开采，获得率高。减少料物堆存、倒运，作好料场的防洪、排水、防止料物污染和分离。不占或少占农业耕地，作到占地还地、占田还田。 总之，在；料场的规划和开采，考虑的因素很多而且又很灵活。对拟定的规划、供料方案，在施工中不合适的即使进行调整，以取得最佳的技术经济效果。 第二节土石料开挖运输 土石坝施工中，从料场的开挖、运输，到坝面的平料和压实等各项工序，都可由互相配套的工程机械来完成，构成“一条龙”式的施工工艺流程，即综合机械化施工。在大中型土石坝，尤其在高土石坝中，实现综合机械化施工，对提高施工技术水平，加快土石坝工程建设速度，既有十分重要的意义。 一、开挖运输方案
Engineering 2 (2016) xxx–xxx Research Hydro Projects—Article 高土石坝安全建设重大技术问题 马洪琪，迟福东 Huaneng Lancang River Hydropower Inc., Kunming 650214, China a r t i c l e i n f o摘要 土石坝由于对地基具有良好的适应性、能就地取材及充分利用建筑物开挖渣料、造价较低、水泥 用量较少等优点，是西部地区一批拟建高坝的重点比选坝型。糯扎渡高心墙堆石坝的成功建设， 解决了250 m级土石坝重大关键技术难题。本文通过系统总结已建成的糯扎渡等高心墙堆石坝建 设的经验，凝练高土石坝建设面临的变形控制、渗流控制、坝坡抗滑稳定、泄洪安全及控制、大 坝安全建设与质量控制、安全评价及预警等关键科学技术问题，全面深入论述了已有的研究成果 和基本结论，为未来300 m级高土石坝建设提供参考和重要的技术支撑。 ? 2016 THE AUTHORS. Published by Elsevier LTD on behalf of Chinese Academy of Engineering and Higher Education Press Limited Company. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (https://www.doczj.com/doc/e4352394.html,/licenses/by-nc-nd/4.0/).关键词 高土石坝 安全建设 重大技术问题 1. 引言 中国西部地区水能资源丰富，但由于地处高山峡 谷，地形地质条件复杂，交通不便，而土石坝因对地基 基础条件具有良好的适应性、能就地取材及充分利用建 筑物开挖渣料、造价较低、水泥用量较少等优点，是坝 工建设中非常有发展前景的坝型之一。 中国土石坝建设起步较晚，但发展很快。2001年 建成黄河小浪底黏土斜心墙堆石坝，最大坝高160 m。 2009年建成大渡河瀑布沟砾石土心墙堆石坝，最大坝高 186 m。2012年年底建成澜沧江糯扎渡砾石土心墙堆石 坝，最大坝高261.5 m，在同类坝型中居中国第一、世 界第三；填筑方量为3.432×107 m3，电站装机容量为 5.85×106 kW，年平均发电量为2.39×1010 kW·h，总库 容为2.37×1010 m3，研究解决了多项重大技术问题，代 表了近年来中国土石坝的最高建设水平。目前正在建设 的大渡河长河坝砾石土心墙堆石坝最大坝高为240 m， 总填筑量为3.457×107 m3，心墙部位坝基覆盖层厚达 50 m，是当前中国正在建设的较为复杂的土石坝工程 之一，截至2016年4月，已完成总填筑量的92 %。随 着西部地区水能资源开发的深入，大渡河双江口(坝高 314 m)、雅砻江两河口(坝高295 m)、西藏澜沧江如美(坝 高315 m)等高坝已逐渐提上建设日程，对300 m级超高 土石坝的建设技术提出了挑战。 本文系统总结了糯扎渡等典型高土石坝的成功经 验，凝练出高土石坝建设面临的变形控制、渗流控制、 坝坡抗滑稳定、泄洪安全及控制、大坝安全建设与质量 控制、安全评价及预警等重大技术问题，全面深入论述 了已有研究成果和基本结论，为300 m级高土石坝建设 提供了重要技术支撑。 Contents lists available at ScienceDirect jo ur n al h om e pag e: w w https://www.doczj.com/doc/e4352394.html,/locate/eng Engineering Article history: Received 15 March 2016 Revised 29 June 2016 Accepted 24 August 2016 Available online 14 October 2016 * Corresponding author. E-mail address: fudch@https://www.doczj.com/doc/e4352394.html, 2095-8099/? 2016 THE AUTHORS. Published by Elsevier LTD on behalf of Chinese Academy of Engineering and Higher Education Press Limited Company. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (https://www.doczj.com/doc/e4352394.html,/licenses/by-nc-nd/4.0/). 英文原文: Engineering 2016, 2(4): 498–509 引用本文: Hongqi Ma, Fudong Chi. Major Technologies for Safe Construction of High Earth-Rockfill Dams. Engineering, https://www.doczj.com/doc/e4352394.html,/10.1016/ J.ENG.2016.04.001
土石坝浅谈 安徽地区南部多山区，北部不多平原。土石坝在皖南山区应用较多，而北方多水闸。本人曾施工土石坝，现对其施工过程种的问题进行浅谈。 土石坝是目前世界坝工建设工程中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。与其他坝型相比较，无论从经济方面还是从施工方面，土石坝具有绝对的优势，据不完全统计世界土石坝占大坝总数的82.9%，而在中国土石坝数量占到大坝总数的93%。 土石坝是历史最为悠久的一种坝型。其优点包括：就地取材，节省钢材、水泥、木材等重要建筑材料，减少了建坝过程中的远途运输；结构简单，便于维修和加高、扩建；土石坝的坝身是土石散粒体结构，有适应变形的良好性能，因此对地基的要求低；施工技术简单，工序少，便于组合机械快速施工。其缺点是坝身一般不能溢流，施工导流不如混凝土坝方便，粘性土料的填筑受气候条件影响较大等。 土石坝建设最大的病害即是渗流。如何控制和预防渗流是土石坝工程建设中最主要的工作之一。 所谓渗流，即是指由于填筑土石坝的土料和坝基的砂砾是散粒体结构，颗粒间存在大量的孔隙，因此具有一定的透水性。当水库蓄水后，在水压力的作用下，水流必然会沿着坝身土料、坝基土体和坝端两岸地基中的孔隙渗向下游，造成坝身、坝基和绕坝的渗漏。假如这种渗流是在设计控制之下，大坝任何部位的土体就不会产生渗透破坏，则为正常渗流，此时渗流量一般较小，水质清澈透明，不含土壤颗粒，对坝体和坝基不致造成渗透破坏；反之对能引起土体渗透破坏，或渗流员过大且集中，水质浑浊，透明度低，使坝体或坝基产生管涌，流土和接触冲刷等渗透破坏，这种影响蓄水兴利的渗流则为异常渗流。 根据我国早期的土石坝工程的资料统计，由渗流而引起的破坏事故率约占31.7%。其中大型水库占11座，而对于中小型水库而言，漫坝冲垮者最多，占51.5%，其次就是渗漏导致垮坝，占29.1%，由此可见渗漏造成的溃坝问题是相当严重的。因此确保对坝体和坝基的渗流控制是保证土石坝安全的一项重要措施。 渗流控制的控制理论是在工程实践中的发展和运用起来的，是实践反馈的结果，其中渗流的基本原理、渗流场的分析方法、土体渗透稳定性三大部分，是渗流控制理论的基础。而渗流控制技术是渗流基础理论的实施措施，它主要包括灌浆技术、反滤坝技术、土石坝坝坡滑动破坏加固技术、土石坝坝体灌注粘土浆加固技术、坝体和坝基的密度加固技术、土工合成材料加固技术以及防渗墙及其坝体坝基加固技术等。 总结起来产生异常渗流的原因有以下几个方面： ①坝体填土与排水体之间的反滤层设计不正确，层间系数过大，或施工时 有错断混层现象，或填土不够密实，过大的渗流使填土向排水体流失， 都会造成反滤层破坏失效。反滤层在整个防渗体系中是尤为关键的环节，即使前面的防渗体裂缝或出现渗漏通道，只要反滤层工作正常，排水降 压，渗漏破坏就不会扩大。②防渗体没有直达基岩或底部连续可靠的粘 土层，在开挖截水槽时，因施工困难，半途而废，从而留下隐患。③土 石坝两岸岸坡产生台阶状。应该开抢成较平顺的坡度，为减少开挖可以 变坡，在上下两坡度转折处，两坡角之差不应大于15°~20°，若有平台，
第四章土石坝答案 一、填空题 1 ?碾压式土石坝；水力充填坝；定向爆破堆石坝 2.均质坝；粘土心墙坝；粘土斜心墙坝；粘土斜墙坝。 3.;坝顶高程；宽度；坝坡；基本剖面 4.丫= R+e+A ；R:波浪在坝坡上的最大爬高、 e:最大风雍水面高度; A 安全加高。 5.马道：坡度变化处 6.高出设计洪水位0.3 —0.6m且不低于校核洪水位：校核水位。 7.松散体；水平整体滑动。 8.浸润线;渗透动水压力；不利。 9.曲线滑裂面；直线或折线滑裂面 10.开挖回填法；灌浆法：挖填灌浆法 11.临界坡降：破坏坡降。 12.饱和:浮 13.护坡 14.粘性十截水墙：板桩：混凝十防渗墙
15.渗流问题 16.集中渗流；不均匀沉降 17.开挖回填法；灌浆法；挖填灌浆法。 18.“上截下排”；防渗措施；排水和导渗设备 、单项选择题 1.土石坝的粘土防渗墙顶部高程应（B ）。 A、高于设计洪水位 B、高于设计洪水位加一定超高，且不低于校核洪水位 C、高于校核洪水位 D高于校核洪水位加一定安全超高 2.关于土石坝坝坡，下列说法不正确的有（A）0 A、上游坝坡比下游坝坡陡 B、上游坝坡比下游坝坡缓 C、粘性土料做成的坝坡，常做成变坡，从上到下逐渐放缓，相邻坡率差为0.25 或0.5 D斜墙坝与心墙壁坝相比，其下游坝坡宜偏陡些，而上游坝坡可适当放缓些 3.反滤层的结构应是（B ）。 A、层次排列应尽量与渗流的方向水平 B、各层次的粒径按渗流方向逐层增加
C、各层的粒径按渗流方向逐渐减小，以利保护被保护土壤 D不允许被保护土壤的细小颗粒（小于0.1mm的砂土）被带走 4.砂砾地基处理主要是解决渗流问题，处理方法是“上防下排”, 属于上防的措施有（A ）。 A、铅直方向的粘土截水槽、混凝土防渗墙、板桩 B、止水设备 C、排水棱体 D坝体防渗墙 5．粘性土不会发生（A ）。 A、管涌 B、流土 C、管涌或流土 D、不确定 6．下列关于反滤层的说法不正确的是（B ）。 A、反滤层是由2?3层不同粒径的无粘性土料组成，它的作用是滤土排水 B、反滤层各层材料的粒径沿渗流方向由大到小布置。 C、相邻两层间，较小层的颗粒不应穿过粒径较大层的孔隙 D各层内的颗粒不能发生移动 7．土石坝上、下游坝面如设变坡，则相邻坝面坡率差值一般应在（ C ）范围内。 A、0.35—0.45 B 、0.15—0.25 C、0.25 —0.50 D 、0.50—0.75
前言 (2) 第一章基本资料 (3) 第一节、工程概况及工程目的 (3) 第二节、基本资料 (3) 第二章、枢纽布置 (6) 第一节、坝轴线选择 (6) 第二节、枢纽布置 (6) 第三章、坝工设计 (8) 第一节、坝型确定 (8) 第二节、挡水坝体断面设计 (8) 第三节、坝体渗流计算 (11) 第四节、土坝稳定计算 (14) 第五节、细部构造 (22) 第四章、溢洪道设计 (25) 第一节、溢洪道地形资料 (25) 第二节、溢洪道地质资料 (25) 第三节、溢洪道的位置选择 (25) 第四节、溢洪道布置 (26) 第五章、地基处理 (30) 1、坝基清理 (31) 2、土石坝的防渗处理 (31) 3、土石坝与坝基的连接 (31) 结论 (32) 参考文献.................................... 错误!未定义书签。 致谢 (33)
前言 土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝、以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；当两类当地材料均占相当比例时，称土石混合坝。土石坝是历史最为悠久的一种坝型。近代的土石坝筑坝技术自２０世纪５０年以后得到发展，并促成了一批高坝的建设。目前，土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。高中语文，语文试卷，计算机热门 课件而且这些玩家大多数为了在当中更好地展 土石坝按坝高可分为：低坝、中坝和高坝。土石坝按其施工方法可分为：碾压式土石坝；冲填式土石坝；水中填土坝和定向爆破堆石坝等。应用最为广泛的是碾压式土石坝。按照土料在坝身内的配置和防渗体所用的材料种类，碾压式土石坝可分为以下几种主要类型：１、均质坝。坝体断面不分防渗体和坝壳，基本上是由均一的黏性土料（壤土、砂壤土）筑成。２、土质防渗体分区坝。即用透水性较大的土料作坝的主体，用透水性极小的黏土作防渗体的坝。包括黏土心墙坝和黏土斜墙坝。防渗体设在坝体中央的或稍向上游且略为倾斜的称为黏土心墙坝。防渗体设在坝体上游部位且倾斜的称为黏土斜墙坝，是高、中坝中最常用的坝型。3、非土料防渗体坝。防渗体由沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料建成的坝。按其位置也可分为心墙坝和面板坝。
一.工程概况 芹池镇原庄村后坡自然庄水保工程碾压式土坝位于龙湾沟泄洪涵洞首部,用八字墙收水。 二.坝基开挖与处理 （一）坝基开挖处理的原因： 天然的坝基表面往往会有树木、树根、杂草、乱石、水井、窑洞、坟墓、探坑等，表面土壤的有机混合物的含量比级高，自然容重小，坝基范围内可能有高压缩性松软土层、湿陷性黄土层等。对它们如果不进行开挖、清除、处理，必将给坝基的防渗性、稳定性带来很大威胁。因此，坝基开挖、清除、处理，是土坝施工中的重要内容，它的成功与失败往往就决定了整个枢纽工程的成功与失败。所以在坝体施工之前，必须进行坝基开挖与处理。 1.开挖处理的顺序： 自上而下，先两岸岸坡，后河槽坝基。 2.岸坡处理要求： （1）.岸坡与与坝体的防渗体的连接部位，要清理到不透水层。以避免留下渗水通道。 （2）.清理后的岸坡若为岩石，其坡度不能陡于1∶0.75，并且在填土之前涂上3—5毫米厚的粘土浆，以利于坝体的防渗体与岸坡的结合； （3）.清理后的岸坡若为粘土、非湿陷性黄土，其坡度不能陡于1∶1.5，并要削成平整的斜坡； （4）.清理后的岸坡若为非粘性土，其坡度不陡于山坡土壤在饱和情况下的稳定坡度； (5).对于岩石岸坡存在的反坡，为了减少削坡的方量，可以用混凝土填补成平顺的斜坡面。 （二）坝基处理内容： 一般包括坝基、坝肩防渗处理、软弱土层的处理。 (三)坝基处理方法：
覆盖层比较浅的，一般开挖成截水槽，并回填与坝体的防渗体相同的土料；覆盖层比较深的，一般用灌浆法法处理。对于断层、破碎带、节理裂隙、泉眼等特殊问题，要采取具有较强针对性的具体方法. 软基开挖处理： (四)软基开挖处理原则： 1.首先考虑用天然地基作闸基，以降低造价。 2.拟订不同处理方案，经全面可行性论证后确定。 （五）软土地基开挖： 使用各种挖运机械开挖。平原地区，最大的特点是地下水位比较高，因此，一般情况下，首先将基坑范围内的水抽干然后再开挖。开挖过程中主要的任务是基坑排水，防止过多的水渗入基坑，导致流沙现象发生，开挖后的基坑边坡滑动失稳，影响水闸结构施工，影响施工安全。为此，软基开挖时一般采取如下措施： 1. 人工降低地下水位： 既在开挖之前，在坝基范围内及其周围用打机井的办法打井抽水，此法可以防止流沙产生，提高闸基土的密实度，开挖时，边坡可以比较陡，减少开挖回填的工作量。 2.滤水拦砂稳定基坑边坡： 这是在开挖后的基坑边坡上，为防止渗水时产生流沙现象，从而导致边坡塌滑的措施。基本做法有：用叠砌苇捆拦砂；用秫秸、柳枝，稻草等绑成柴枕拦砂；对坡面铺设护面材料拦砂等。 （六）软基处理常用方法 软基处理方法比较多，例如教材介绍的换土法、排水法、振冲法、钻孔灌注法等，这些方法都有自己的特点和使用条件，都可以供大家在今后的工作中参考。下面补充介绍几种简便的常用方法： 1.砂垫层法： （1）做法： 将基地底一定深度内的软土挖除，回填砂类土料（黄砂、砂砾） （2）作用：
第四章土石坝工程.txt54就让昨日成流水，就让往事随风飞，今日的杯中别再盛着昨日的残痕；唯有珍惜现在，才能收获明天。 第四章土石坝工程 本章重点：①料场规划内容和选用的原则；②土方工程挖运机械的类型及适用条件；③挖运机械配套方案的选择与计算；④坝面作业有的关问题；⑤土石坝施工的质量控制。其中④、⑤是本章的重点和难点。 第一节土石料场的规划 本节重点了解料场规划的内容和选用的基本原则。 料场的规划分为时间上的规划、空间上的规划、质与量的规划等。 一、时间上的规划 所谓时间规划,就是要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化,料场的工作条件也在变化。在用料规划上应力求做到上坝强度高时用近料场,低时用较远的料场,使运输任务比较均衡。对近料和上游易淹的料场应先用,远料和下游不易淹的料场后用；含水量高的料场旱季用,含水量低的料场雨季用。在料场使用规划中,还一部分近料场供合龙段填筑和拦洪渡汛高峰强度时使用。此外,还应对时间和空间否则会产生事与愿违的后果。 二、空间上的规划 所谓空间规划,系指对料场位置、高程的恰当选择,合理布置。土石料的上坝运距尽可能短些,高程上有利于重车下坡,减少运输机械功率的消耗。近料场不应因取料影响坝的防渗稳定和上坝运输；也不应使道路坡度过陡引起运输事故。坝的上下游、左右岸最好都选有料场,这样有利于上下游左右岸同时供料,减少施工干扰,保证坝体均衡上升。用料时原则上应低料低用,高料高用,当高料场储量有余裕时,亦可高料低用。同时料场的位置应有利于布置开采设备、交通及排水通畅。对石料场尚应考虑与重要建筑物、构筑物、机械设备等保持足够的防爆、防震安全距离。 三、质与量上的规划 料场质与量的规划,是料场规划最基本的要求,也是决定料场取舍的重要因素。在选择和规划使用料场时,应对料场的地质成因、产状、埋深、储量以及各种物理力学指标进行全面勘探和试验。勘探精度应随设计深度加深而提高。在施工组织设计中,进行用料规划,不仅应使料场的总储量满足坝体总方量的要求,而且应满足施工各个阶段最大上坝强度的要求。料尽其用,充分利用永久和临时建筑物基础开挖碴料是土石坝料场规划的又一重要原则。为此应增加必要的施工技术组织措施,确保碴料的充分利用。 第二节土石料挖运方案 本节重点：①组织土石方工程施工综合机械化的基本原则的原则；②土方工程挖运机械的类型及适用条件；③常见挖运方案及其使用条件；④挖土机和汽车生产能力计算；⑤挖运强度和挖运机械数量的确定。其中⑤是本节的难点。 一、综合机械化施工的基本原则 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、加强维修管理工作，充分发挥机械联合作业的生产力，提高其时间利用系数。 5、合理布置工作面、改善道路条件，减少继续的运转时间。
土石坝施工组织设计 一、工程概况 工程地处中国华东钱塘江的支流上, 为一发电为主兼顾灌溉, 防洪的水利枢纽工程。在坝型比较阶段, 比较了砼重力坝和粘土心墙砂壳坝两个方案。后者的枢纽布置如图1-1所示, 坝高81m, 坝顶长度370m, 设计正常高水位为100m, 校核洪水位为102m, 大坝典型断面见图II-II。大坝属于二级建筑物。 溢洪道布置在坝址一公里的左岸凹口处( 图中未示) , 为开敞正槽式, 此顶高程为92m, 总宽度64m, 出口采用差动式鼻坎挑流效能。 引水式电站布置在右岸, 引水洞长525m, 直径7m, 厂房安装50MW机组两台。二、施工条件 ( 一) 施工工期 主体工程工期暂定为4年, 准备, 开工, 年底发电( 初始发电水位80m) 。( 二) 坝址地形、地质及当地材料 坝址处流域面积2160Km2, 坝址以上河流全长104Km; 其中50Km为通航河道, 常年有载重5至10吨的木船和竹木筏过坝。坝址两岸系高山, 山坡较陡。坝址河谷宽度200m, 河底高程25m。两岸覆盖层较薄, 基岩为石英砂岩( X级) ; 河床基岩较好, 两岸岩石节理发育, 风化教深。河床砂砾覆盖厚度0-3m, 平均1.5m。坝址上下游均为宽阔冲积台地, 在上下游3-7Km的台地和河滩上, 有满足筑坝要求的大量砂砾料( III类土) 。采用水上砂砾平均运距5.5Km; 如就近采取水下砂砾, 平均运距3.5Km。粘土料( III类土) 在左岸下游7Km的王家村, 高程40-50m, 储量丰富, 质量满足设计要求。 ( 三) 气象水文 该工程位于华东, 气温温和, 雨量充沛, 每年5－10月降雨较多, 属温带多雨气候, 按照水位规律分为枯水期和洪水期( 包括梅雨期和台风期) , 其界限不明显。一般11月至次年4月底为枯水期, 5月至10月为洪水期, 其中5、 6月的降雨量最大, 占全年雨量的30%, 该河流量属山区性河流, 洪水暴涨暴落, 最大流量高达8290m3/s, 最小流量7-8m3/s, 相差上千倍。