二級(jí)建造師水利水電精講之土方工程施工

　　土方工程施工

　　1. 重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容

　　理解土方機(jī)械的選擇及生產(chǎn)率的計(jì)算，理解土料壓實(shí)的施工程序，理解土石壩施工的特點(diǎn)和施工程序，理解防滲體與溢流面施工方法和質(zhì)量要求;理解渠道開挖與填筑的方法。

　　掌握土方工程的施工方法，掌握壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)與壓實(shí)參數(shù)，掌握土石壩機(jī)械化施工方案和施工質(zhì)量的一般要求與判別標(biāo)準(zhǔn)，掌握渠道襯砌類型，掌握管溝開挖回填、管道安裝與鋪設(shè)的施工方法。

　　2.土方工程按其工程類型可分為幾種?按其施工方法可分為幾種?

　　就土方工程本身而言，種類繁多。按其工程類型分：有挖方(如渠道、基坑等)、填方(攔河壩、河堤、填方渠道等)及半挖半填(如半挖半填渠道)等。按其施 工方法分：有人力施工、機(jī)械施工、爆破施工及水力機(jī)械施工等。對(duì)于工程數(shù)量大的大中型水利水電工程亦可采取綜合的施工方法。(

　　3.土方工程施工常用的主要機(jī)械有哪幾種類型?

　　在水利水電工程中常用的挖土機(jī)械有挖掘機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)械等主要類型。挖掘機(jī)按工作機(jī)構(gòu)的不同又分為單斗式和多斗式兩類。鏟運(yùn)機(jī)械能綜合完成挖土、運(yùn)土和鋪土等工作程序，它又分為拖式和自行式兩種。另外還有推土機(jī)、裝載機(jī)也是能連續(xù)挖運(yùn)的一種機(jī)械。

　　機(jī)械運(yùn)輸土方的類型可分為：無軌運(yùn)輸、有軌運(yùn)輸、帶式運(yùn)輸以及架空索道運(yùn)輸?shù)人念悺?/P>

　　4.簡述羊足碾、氣胎碾、振動(dòng)碾、夯實(shí)機(jī)械各適合壓實(shí)哪幾種土料?

　　在國內(nèi)外土工建筑物粘性土填筑時(shí)，廣泛采用羊足碾壓實(shí)。另外在壓實(shí)過程中羊足對(duì)表土還有翻松的作用，無需刨毛就能保證土料層間的良好結(jié)合。目前國內(nèi)大中 型工程及公路路基施工中經(jīng)常采用振動(dòng)凸塊碾，并且有取代羊足碾的趨勢(shì)。振動(dòng)凸塊碾適用于礫質(zhì)土、粘性土或低中強(qiáng)度粘土。

　　氣胎碾壓實(shí)的最大特點(diǎn)，就是它能夠改變輪胎的充氣壓力來調(diào)節(jié)接觸應(yīng)力，以適應(yīng)壓實(shí)不同性質(zhì)土料的要求。所以氣胎碾既適于壓實(shí)粘性土，也適于壓實(shí)非粘性土。

　　振動(dòng)碾是一種振動(dòng)和碾壓相結(jié)合的壓實(shí)機(jī)械。5～10t振動(dòng)平碾適宜砂、砂礫料、礫質(zhì)土，10～15t振動(dòng)平碾適宜堆石、砂、砂礫料、礫質(zhì)土。

　　夯實(shí)機(jī)械是借助于夯體下落的動(dòng)能來壓實(shí)土料的，它有大型夯和小型夯兩種。夯實(shí)機(jī)械可用以夯實(shí)粘性土和非粘性土。

　　5.土料的壓實(shí)參數(shù)有那些?如何確定這些參數(shù)?

　　土石壩的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)設(shè)計(jì)要求通過試驗(yàn)提出來的。對(duì)粘性土以干容重來控制，對(duì)非粘性土以土料的相對(duì)密度D來控制?？刂茦?biāo)準(zhǔn)隨建筑物的等級(jí)不同而異。

　　當(dāng)初步確定壓實(shí)機(jī)械類型后，還應(yīng)進(jìn)一步確定影響壓實(shí)效果、施工進(jìn)度、工程成本的各種壓實(shí)參數(shù)，作為指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工的依據(jù)。若已初步確定使用碾壓機(jī)械，則須 確定碾重、鋪土厚度、碾壓遍數(shù);若已初步確定采用夯擊機(jī)械，則須確定夯板的重量和尺寸、落高、鋪土厚度及相應(yīng)的夯擊遍數(shù)。所有這些壓實(shí)參數(shù)又是互相制約、 互相依存的。要使土料達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，在施工之前，必須進(jìn)行符合實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)，以最小的碾壓功能，來獲得最大的壓實(shí)密度，提高壓實(shí)質(zhì)量?，F(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn) 方法可參考有關(guān)資料。(

　　6.堆石壩的填筑工藝應(yīng)注意哪些問題?

　　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、橫坡面上均可布置臨時(shí)施工道路。必須嚴(yán)格控制筑壩材料的質(zhì) 量，其巖性、級(jí)配和含泥量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，不合格壩料不得上壩。超徑石應(yīng)在料場(chǎng)解小。運(yùn)輸上壩的不合格材料應(yīng)清除出壩體。墊層料和過渡料宜采用自卸汽車后 退法卸料，鋪料時(shí)應(yīng)避免分離，兩者交界處應(yīng)避免大石集中，超徑石應(yīng)予剔除。對(duì)于嚴(yán)重分離的墊層應(yīng)予摻混或挖除處理。

　　7.堆石壩填筑料的檢測(cè)方法有哪些?

　　墊層料、過渡料和堆石料壓實(shí)干密度檢測(cè)方法，宜采用挖坑灌水法或表面波壓實(shí)密度儀法。并要求墊層料試坑直徑應(yīng)不小于最大粒徑的3倍，試坑深度不小于最大 粒徑的4倍。過渡料試坑直徑應(yīng)不小于最大粒徑的3倍，試坑深度為碾壓層厚。堆石料試坑直徑為壩料最大粒徑的2~3倍，試坑深度為碾壓層厚。試坑取樣質(zhì)量控 制指標(biāo)要符合施工規(guī)范要求。所測(cè)定的干密度，其合格率不應(yīng)小于90%，且不合格點(diǎn)不得集中，不合格點(diǎn)的干密度不得低于設(shè)計(jì)干密度的98%.)

　　8.簡述混凝土面板的施工程序和主要技術(shù)要求。

　　混凝土防滲面板的構(gòu)造有底座、填補(bǔ)板和主面板。面板澆筑順序通常是先澆筑中部，然后再向兩側(cè)澆筑。

　　底座的基礎(chǔ)開挖、處理、鋪筑、灌漿等項(xiàng)目，要按設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工。

　　填補(bǔ)板是主面板與底座之間的三角形板，因從壩頂?shù)竭_(dá)這些位置比較困難，故多用人工或小型設(shè)備進(jìn)行施工。壩體在底板1/4～1/3高度，由于填筑面積比較大，可沿上游面留一平臺(tái)，在平臺(tái)以外填筑堆石的同時(shí)，盡早進(jìn)行填補(bǔ)板的施工。

　　面板混凝土入倉應(yīng)選用溜槽輸送。應(yīng)根據(jù)面板寬度選擇溜槽數(shù)量，寬度為8m以下時(shí)應(yīng)選1條，寬度為8~12m時(shí)應(yīng)選2條，寬度為12m以上時(shí)應(yīng)選3條。澆 筑寬度為12m以上的面板時(shí)，宜采用1條溜槽集中送料倉面皮帶機(jī)布料的方法。溜槽連接不得脫落，漏漿。溜槽出口距倉面距離不應(yīng)大于2m.混凝土入倉必須均 勻布料，每層布料厚度應(yīng)為250mm~300mm.布料后應(yīng)及時(shí)振搗密實(shí)。振搗時(shí)，振搗器不得觸及滑動(dòng)模板，鋼盤、止水片。每次滑升距離不得大于 300mm，每次滑升間隔時(shí)間不宜超過30分鐘。面板澆筑滑升速度應(yīng)為1.5m/h~2.5m/h，最大滑升速度不應(yīng)大于4.5m/h.

　　9.用于砌石壩的石料有哪些?

　　砌石壩所用石料可分為細(xì)料石、粗料石、塊石、片石或毛石、樣石等種類。

　　10.簡述砌石拱壩施工放樣的方法?

　　砌石拱壩施工放線比砌石重力壩精度要求高，比較復(fù)雜。放線方法也較多。常用的有中心角與偏角交會(huì)法和矢高定點(diǎn)法。

　　11. 簡述砌石拱壩的砌筑方法?

　　(1)全拱逐層砌筑平衡上升法 漿砌石拱壩，有一層順石一層丁石和一層順石多層丁石之分。前者順拱軸方向長石較多，受力條件較差;后者則垂直拱軸方向長石較多，受力條件較好，且可增加壩的整體性。

　　(2)拱圈全斷面按內(nèi)外拱與腹石分別砌筑 即內(nèi)、外拱圈用料石按丁順相間砌筑面石，然后用塊石或毛石砌筑壩體腹石，并用調(diào)整灰縫的方法使面石外緣成拱形。

　　(3)全拱分廂砌筑 即將拱圈斷面分成若干廂塊進(jìn)行砌筑，每廂寬度沿拱壩外弧長約3m.以粗料石砌廂塊四周，然后在廂內(nèi)用水泥砂漿安砌料石或用細(xì)石混凝土安砌塊石或毛石。上下層分廂、垂直錯(cuò)縫。

　　12.砌石壩的砌筑操作工藝流程?

　　砌石壩的鋪砌工藝流程一般為：砌筑面準(zhǔn)備(清理浮漿、殘?jiān)?、沖洗)、選料、鋪漿、安放石料、豎縫灌漿、搗實(shí)、質(zhì)量檢查、勾縫、養(yǎng)護(hù)等。具體操作要求：

　　13.論述渠道開挖的方法?

　　渠道開挖的施工方法有人工開挖、機(jī)械開挖和爆破開挖等。選擇開挖方法取決于技術(shù)條件，土壤種類，渠道縱橫斷面尺寸，地下水位等因素。渠道開挖的土方多堆 在渠道兩側(cè)用作渠堤。因此，鏟運(yùn)機(jī)、推土機(jī)等機(jī)械在渠道施工中得到廣泛應(yīng)用。對(duì)于凍土及巖石渠道，宜采用爆破開挖。田間渠道斷面尺寸很小，可采用開溝機(jī)開 挖或人工開挖。

　　14.論述渠道襯砌的方法?

　　渠道襯砌的類型有：灰土、砌石或磚、混凝土、瀝青材料及塑料薄膜等。選擇襯砌類型的原則是防滲效果好，因地制宜，就地取材，施工簡單，能提高渠道輸水能力和抗沖能力，減少渠道斷面尺寸，造價(jià)低廉，有一定的耐久性，便于管理養(yǎng)護(hù)，維修費(fèi)用低等。

　　灰土襯砌是由石灰和土料混合而成?；彝潦┕r(shí)，先將過篩后的細(xì)土和石灰粉干拌均勻，再加水拌合，然后堆放一段時(shí)間，使石灰粉充分熟化，稍干后即可分層鋪筑夯實(shí)，拍打坡面消除裂縫，灰土夯實(shí)后應(yīng)養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間再通水。

　　砌石襯砌具有就地取材、施工簡單、抗沖、防滲、耐久等優(yōu)點(diǎn)。石料有卵石、塊石、石板等，砌筑方法有干砌和漿砌兩種。

　　混凝土襯砌一般采用板形結(jié)構(gòu)，其截面形式有矩形、楔形、肋形、槽形等。矩形板適用于無凍脹地區(qū)的渠道，楔形板和肋形板適用于有凍脹地區(qū)的渠道;槽形板用 于小型渠道的預(yù)制安裝。大型渠道多采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑?，F(xiàn)場(chǎng)整體澆筑的小型槽具有水力性能好，斷面小、占地少、整體穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。

　　瀝青材料具有良好的不透水性，一般可減少90%以上的滲漏量。瀝青材料渠道襯砌有瀝青薄膜與瀝青混凝土兩類。瀝青薄膜防滲施工可分為現(xiàn)場(chǎng)澆筑和裝配式兩種。現(xiàn)場(chǎng)澆筑又分為噴灑瀝青和瀝青砂漿等。瀝青混凝土襯砌分現(xiàn)場(chǎng)澆筑和預(yù)制安裝兩種。

　　塑料薄膜襯砌具有效果好，適應(yīng)性強(qiáng)，重量輕，運(yùn)輸方便、耐腐蝕性強(qiáng)，施工簡單，施工速度快和造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)。用于渠道防滲的塑料膜厚度以 0.12～0.20mm為宜。塑料薄膜的鋪設(shè)方式有表面式和埋藏式兩種。表面式是將塑料膜鋪于渠床表面，薄膜容易老化和遭受破壞。埋藏式是在鋪好的塑料薄 膜上鋪筑土料或砌料石作為保護(hù)層。保護(hù)層厚度一般不小于30cm，在寒冷地區(qū)應(yīng)加厚。塑料薄膜的接縫可采用焊接或搭接。焊接有單層熱合和雙層熱合兩種。搭 接時(shí)為減少接縫漏水，上游一塊薄膜應(yīng)搭在下游一塊之上，搭接長度采用5cm，也可采用連接槽搭接方式。

　　15.管溝回填時(shí)有哪些要求?

　　為了防止管道位移，溝槽塌方，避免引起管道應(yīng)力集中產(chǎn)生不均勻沉降，致使管道損壞而產(chǎn)生漏水以及大口徑管道產(chǎn)生浮管，應(yīng)認(rèn)真做好管溝的回填。

　　管溝回填時(shí)應(yīng)滿足以下要求：

　　(1)管溝內(nèi)有積水時(shí)，必須將水排盡后，再行回填。

　　(2)管道兩側(cè)及管頂以上0.5m部分的回填土，應(yīng)同時(shí)從管道兩側(cè)回填分層夯實(shí)，不得損壞管道及防腐層。溝底其余部分回填土，應(yīng)視具體情況區(qū)別對(duì)待。在 城市居住區(qū)和工礦企業(yè)的道路上，亦應(yīng)分層夯實(shí)。在野外以及允許回填土自行下沉的舊土內(nèi)，溝槽管頂0.5m以上部分的回填土可以不夯實(shí)，回填土高度可預(yù)加 5%的沉陷量。

　　(3)分層夯實(shí)時(shí)，每層鋪設(shè)厚度可按以下標(biāo)準(zhǔn)控制，用動(dòng)力夯實(shí)時(shí)，每層填土厚度不大于0.3m;用人力夯實(shí)時(shí)，每層填土厚度不大于0.2m.

　　(4)位于道路和其他受荷載的建筑物下的管段，溝槽內(nèi)管頂以上部分的回填土，應(yīng)按上述要求分層充分夯實(shí)。

　　16.簡述管道測(cè)壓檢查的內(nèi)容?

　　為了檢驗(yàn)供水管道工程的施工質(zhì)量，為工程驗(yàn)收提供必要的技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)對(duì)管道工程進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試內(nèi)容有水壓試驗(yàn)和滲水試驗(yàn)。

　　17.機(jī)械生產(chǎn)率的概念

　　施工機(jī)械的生產(chǎn)率是指它在一定時(shí)間內(nèi)和一定條件下，能夠完成的工程量。生產(chǎn)率可分為理論生產(chǎn)率、技術(shù)生產(chǎn)率和實(shí)用生產(chǎn)率。

　　理論生產(chǎn)率是制造廠家根據(jù)機(jī)械的結(jié)構(gòu)和性能，不考慮外界影響因素提供的生產(chǎn)率數(shù)據(jù)。

　　技術(shù)生產(chǎn)率僅考慮了不同的工作對(duì)象，而未考慮停歇時(shí)間。

　　實(shí)用生產(chǎn)率是考慮了在生產(chǎn)中各種不可避免的停歇時(shí)間(如加燃料、換班、中間休息……等)之后，所能達(dá)到的實(shí)際生產(chǎn)率。文字教材所提供的計(jì)算公式多為實(shí)用生產(chǎn)率。

　　1)、生產(chǎn)率的計(jì)算方法

　　在選擇機(jī)械、計(jì)算機(jī)械需要數(shù)量以及估算機(jī)械費(fèi)用等工作中，都必須具備在指定施工條件下的機(jī)械生產(chǎn)率。確定機(jī)械生產(chǎn)率的方法有如下幾種：

　　(1)應(yīng)用國家規(guī)定的現(xiàn)行定額(生產(chǎn)率);

　　(2)參考同類型機(jī)械在相似作業(yè)條件的工程中達(dá)到的生產(chǎn)率進(jìn)行估算;

　　(3)根據(jù)制造廠家提供的生產(chǎn)率資料計(jì)算;

　　(4)用理論公式計(jì)算;

　　(5)在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)機(jī)械生產(chǎn)率。

　　2)、生產(chǎn)率計(jì)算中的兩個(gè)要素

　　對(duì)于循環(huán)作業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)率基本上由每次挖掘和運(yùn)輸土石方量和每小時(shí)實(shí)際循環(huán)次數(shù)兩部分組成。因此，應(yīng)對(duì)這兩個(gè)工作參數(shù)――容量和時(shí)間進(jìn)行必要分析，并根據(jù)過去類似工程施工所得有關(guān)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)(主要是作業(yè)效率)進(jìn)行調(diào)整，方可求得合乎本施工現(xiàn)場(chǎng)情況的實(shí)際生產(chǎn)率。

　　18.施工強(qiáng)度的概念

　　施工強(qiáng)度的含義是指考慮了各種影響因素(如氣象水文、施工分期等)后，單位時(shí)間(年、月、日等)完成的工程量。施工強(qiáng)度包括填筑強(qiáng)度(混凝土工程稱為澆筑強(qiáng)度)、挖運(yùn)強(qiáng)度等。

　　土石壩施工的挖運(yùn)強(qiáng)度取決于土石壩的上壩強(qiáng)度(填筑強(qiáng)度)，上壩強(qiáng)度又取決于施工中的氣象水文條件，施工導(dǎo)流方式，施工分期，工作面的大小，勞動(dòng)力機(jī)械設(shè)備，燃料動(dòng)力供應(yīng)情況等因素。

　　19.論述土石壩施工機(jī)械化方案選擇的步驟和方法

　　1.分析施工條件、施工過程

　　土石壩填筑綜合機(jī)械化施工過程包括準(zhǔn)備工作、基本工作和輔助工作。

　　(1)準(zhǔn)備工作 如清除料場(chǎng)覆蓋、基坑排水、基坑開挖、巖基清理和修筑道路等工作，是在基本工作之前進(jìn)行的。

　　(2)基本工作 包括土石料的挖掘、裝載、運(yùn)輸、卸散、平整和壓實(shí)等工序，是完成工程本身的工作。

　　(3)輔助工作 是配合基本工作進(jìn)行的工作，包括翻松硬土、曬土、灑水、廢料清除和維修道路等工作。

　　2.擬定施工方案和選擇施工機(jī)械

　　所選配套機(jī)械的綜合生產(chǎn)能力，應(yīng)滿足施工強(qiáng)度的要求;土石壩填筑施工的機(jī)械設(shè)備，一般均有多種方案可供選擇。遵循綜合機(jī)械化的基本原則，對(duì)擬定出的各種可能的施工方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，以選出經(jīng)濟(jì)合理的最優(yōu)方案。

　　在擬定施工方案時(shí)，首先應(yīng)研究完成基本工作的主要機(jī)械，按照施工條件和工作面參數(shù)選擇主要機(jī)械，然后根據(jù)主要機(jī)械的生產(chǎn)能力和性能參數(shù)再選用與其配套的 機(jī)械。準(zhǔn)備工作和輔助工作則根據(jù)施工條件和進(jìn)度的不同另行選用機(jī)械，或利用基本工作的機(jī)械。選擇施工機(jī)械時(shí)，可參考類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)機(jī)械手冊(cè)。

　　技術(shù)指標(biāo)包括主要機(jī)械的生產(chǎn)能力和性能參數(shù)。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要是費(fèi)用。

　　3. 確定施工強(qiáng)度

　　4. 施工強(qiáng)度的復(fù)核

　　5. 機(jī)械需要量計(jì)算

　　通過定性的分析和定量計(jì)算，最后選擇出技術(shù)上可靠，經(jīng)濟(jì)上合理的實(shí)施方案。

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