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1、第十九章土石坝工程施工作业第一节软基开挖与处理一!防渗墙施工技术措施防渗墙是修建在挡水建筑物透水地层中的地下连续墙“用来控制渗流#减少渗透流量#保证建筑物和地基的渗流稳定#它是解决深厚覆盖层中渗流问题的有效措施“在$ %年代初期#地下连续墙起源于意大利“目前这项新技术己有终槽验收和清槽换浆 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?第五篇坝体工程土防渗墙!厚度在“ # $% # 9 : 5 7. 66墙厚扩大系数!可
2、取2 ? 4灰拌土导墙# 6防渗墙轴线7 2 6钻机轨枕7 ; 6灰拌土78 6粘土心墙7 “ 6透水砂卵石为了维持槽孔的稳定!要求向槽底部应高出地下水位# 塑性指数大于. + 1含沙量小一于6确保混凝土与基础以及一$二期混凝土间的结合82泥浆下浇筑混凝土的方法泥浆下浇筑混凝土常采用导管提升法/导管由若干根 #?所示0由于防渗墙混凝土坍落度一般为- =; ; (/其扩散半径- 2 5 =; 2 1 (/导管间距小于 6 1随着混凝土顶面的不断上升1继续拆管1始终使导管底口埋入混凝土内7 8/ 的深度1直至将混凝土顶面浇筑至规定高程1如图7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
3、 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?第五篇坝体工程查管!连续浇筑!终浇等工序“图# $ %/ 0方木或 9板皮6 / , 9防渗墙轴线6 / / 9钻机轨枕6 / 1 9灰拌土6 / ( 9粘土心墙6 / + 9透水砂卵石层6 / 0 9混凝土和少筋混凝土6 / . 9表土较差6 / : 9表土较好?/99泥浆压力% ) #地面槽内泥浆液面如高于地下水位6 7 ? 5就能防止槽壁坍塌5而日本的有关著述则认为最好在/ 以上+由于泥浆的特殊重要性5对于泥浆的制浆土料=
4、配比以及施工过程中的质量控制等方面5都提出了严格的规定+要求固壁泥浆比重小$新浆比重小于; 7 6 1 5槽内比重不大于; 7 ; 1 5槽底比重不大于; 7 / 6 ) 5粘度适当$ / 1 A( 6 ) 5掺B CB $羧甲基纤维素)可改善粘度5且稳定性好5失水量小5国外一般都要求用膨润土制浆+我国早期5也采用过膨润土制浆5但通过工程实践后5使制浆土料的范围不断扩大5为就地取材制浆提供了可靠的科学依据+表; D 3(所示5为国内部分工程所采用的制浆土料和泥浆性能指标+用这些工料拌制的泥浆5成功地建成了一些防渗墙+根据经验5对制浆土料可以用下列指标作为初步鉴定和选择的参考;粘粒含量E1 6
5、F胶体率“ 稳定性“ : ;? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?水利水电施工工程师手册!当地下水含盐或受到化学污染时#会使泥浆产生絮凝状态#在拌制泥浆时可掺入铁铬盐#提高泥浆抗污染的能 力“第二节土石坝施工程序作业我国己完建的水利枢纽中以土石坝为最多!它具有就地取材“需要水泥“钢材“木材较少#对地基要求较低#施工技术简单#易为群众所掌握的特点#因而应用极为广泛!一“土石坝施工程序及作业内容$一%土石坝施工程序土
6、石坝的施工方法有? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?第五篇坝体工程图! “ #! $坝体不同填筑部位所用料场示意图此外%为了降低工程成本%提高经济效益%应尽量充分利用挖方作为填筑材料%如开挖时间与上坝时间不相吻合时%可安排堆料场加以储备; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;
7、 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;第五篇坝体工程在翻晒时!宜当天翻晒当天收土!以免夜间吸水回潮“当土料含水量己降低到施工控制含水量范围后!除一部分运到坝上填筑外!对暂时不用的土料!应在料区堆成土牛!并加以防护“土牛堆置#土牛应堆置在易于排水的场地!周围开挖排水沟并便于堆土取土“其堆置形式及大小一般以高$ % ? ; 拱坝分层开挖回填处理深断层% ?支承轴线3 ?支承拱3 A ?分层回填混凝土3 B ?断层3 C ?坝顶3 D ?河床3 E ?河谷深槽为了截断断层破碎带和河床深槽的水流渗透途径F可以修筑截水槽或防渗墙F必要时F还可以辅以深孔帷幕灌浆G我国猫跳河四级电站的溢流拱坝坝基F就
8、是采用支承拱加防渗墙的方案进行处理的G位于拱坝坝肩部位的断层破带处理F如图 H # D所示F其中为日本奈川渡拱坝坝肩断层处理方案的一部分G该坝坝址附近F有几组断层和节理F其中接近直立且平行于坝址河谷纵向的断裂面F对坝肩稳定的影响最大G该工程对于通过坝肩的几条断层F采用开挖回填混凝土I预应力高强锚杆和固结灌浆相结合的处理方案G对于离大坝较远的断层和节理F则用固结灌浆处理G断层带一般有 JA K 6 宽的砂质粘土夹层F夹层两边有几十6 宽的破碎带F平均开挖宽度约为 L E 左右G断层开挖时F为了避免爆破震动对周围良好岩层的影响F使用子水力切割法的高压水枪进行冲挖F水枪喷嘴的直径为 C J E 6
9、F流量米AM F水柱压力为 K K N / M 6 G冲挖时F为了防止由于应力解除和两侧的岩体发生局部回弹F采取分层分块开挖的方法G开挖一块F立即回填混凝土F待混凝土凝固以后F再开挖I回填第二块G水枪在水平工作隧洞%断面为 宽F JC 高(中F由下至上喷射G水枪的有效射距约C 左右F所以断面的开挖分层为 K 左右F断层开挖I回填的水平长度给约为A K G开挖I回填以后F再从工作隧洞向四周打辐射状的固结灌浆孔进行固结灌浆F最大灌浆压力达 K N / M 6 G断层开挖时F为了供水I排水和 出碴F在坝肩下游给C K 处F专门开挖了两条直径为 的斜井F一条作出碴O“P QQ Q Q Q Q Q Q
10、Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q第五篇坝体工程图! “ #! $日本奈川渡拱坝坝肩断层处理%单位 .4 84 .开挖段* ? .回填混凝土* 3 .灌浆孔用A另一条布置管道和人行道B沿斜井每隔3 左右A引出宽4 C高4 9 : 的交通洞与断层中的水平工作隧洞相连接B断层开挖C回填以后A再用预应力高强锚杆加固两岸坝肩大约4 :万5的基岩B锚杆的布置A如图3 ? #3 =所示B锚杆的水平间距为4 天以后A用千斤顶对每根锚杆施加7 D的拉力
11、进行反复张拉A减少锚杆松驰损失A待早期损失趋于稳定时A最后用水泥砂浆将孔封闭A以防锚杆锈蚀B日本奈川渡拱坝坝肩的断层经过这样处理以后A通过水库蓄水的考验A观察到在大坝推力的作用下A岩体的变形受到了良好的控制A断层周围岩石的结构状况良好B二C软弱夹层处理软弱夹层A主要是指基岩层面之间或裂隙面中间强度较低已经泥化或容易泥化的夹层BE“$ FF F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F水利水电施工工程师手册图! “ #! $
12、日本泵川渡拱坝坝肩预应力锚杆布置图%单位对于陡倾角的夹层:如果没有和水库连通:处理时:主要是解决地基的承载能力问题:仍可采用开挖和回填混凝土的方法;例如印度巴克拉重力坝坝基中的粘土岩夹层:就是这样处理的:如图) 7 #) 6所示;如果夹层与库水相通:除了对坝基范围内的夹层:进行开挖 第五篇坝体工程样处理的!如图“ # $“ #所示%该坝坝基表层为坚硬的灰岩!厚约“ 2)拖拉机运输2拖拉机运输是以拖拉机带挂车进行运输2一般多采用轮$%可按下式计算201 ?6 + 9 : 8式中?;机械6或人员8的生产率6 *(7台班8 $( “挖掘机与自卸汽车的配套要求当选用此挖运方案时#还应满足下列两方面的要
13、求$6 + 8挖掘机应配备的自卸汽车数量校核$为了保证挖掘机械的连续生产#每台挖掘机应配的运输车辆的数量A可按下式计算B 25循 C装6 + 9 :# 1 2 3? %式中)“挖掘机的装车斗数5 21 ?/ + 2有效天数/ ? 2的确定/ * ) 2人3自卸汽车! # * . 82 . , / 0 9( , 1 1 8) 3 : ( ( ;/ . , 0 2辆3挖掘机! # * . 8( , ) * : ( (;/ , ) 2台3拖拉机及气胎碾2考虑反滤料的碾压3 ! 2 # * . 土料是由土粒+水和空气三相体所组成通常固相的土粒和液相的的水是不会被压缩的土料压实就是将被水包围的细土颗粒挤
14、压填充到粗土粒间孔隙中去 平碾: 双联羊脚碾3 = 双联羊脚碾, 3 ? : 震动平碾2 : 气胎碾: = 气胎碾2 3 夯板, = #, 3 #, 6, 6 #2 = #2 /, 5 #2 3 #2 ;: = #2 : #6 : = #; : #, = = #, : =2 第五篇坝体工程选定经济压实厚度和压实遍数后!应首先核对是否满足压实标准的含水量要求!然后将选定的含水量控制范围与天然含水量比较!看是否便于施工控制“否则可适当改变含水量和其他参数“有时对同一种土料采用两种压实机具#两种压实遍数的最经济合理的“四#坝体填筑施工作业坝体填筑之前!应按设计要求对坝基和坝头岸坡进行清理或开挖处理“
15、对于粘土心墙或斜墙接触的岩石岸坡!其清理开挖的坡度!应不陡于$ % = ? A+ $ 3 43 ,( ?即把工作段划分为铺料作业整平和压实三个工作面?按流水组织施工,=A(和=A4的流水工作组织方法?如图0 B /( 0所示,如果算出的工作段数C( ?如A1 ?则可把两个工作段划分为四个工作面?或者在有可能时?将铺料和整平合并?按铺料和整平压实两个工作段组织施工,图- . /D -坝面施工的流水作业组织工作面的划分?应尽可能平行坝轴线方向?以减少垂直坝轴线方向的交接,同时还应考虑平面尺寸适应于压实机械工作条件的需要,此外?计算出的工作段数?应为整数,这可以先按一个工作班E %计算?如果相差太大?不能得到整数时?可改为半个工作班4 %计算,如仍有差值?可适当调查整填筑强度?一般允许变动F; 20 : 3,当然铺填厚度也可适当调整?但改变太大?不仅影响压实效率或效果?而且施工中不易掌握?所以最好不轻易调整铺填厚度,G-G HH H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H
