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土石坝施工工艺论文

1土石材料的开采和运输阶段

1.1整体的方案

从经济和环保角度出发,依据对料场相关数据的调查,确定土石材料开采、运输的方案及成本。例如:施工距离与料场相距10km时,需要选择的工具、技术、成本等。

1.2机械使用与成本

如果运输距离小于10km,正面开采一般使用立面开挖,卸料的角度控制在59°~90°。车辆装料时,按照第1、第2、第3的顺序进行,以减少车辆掉头等待的时间,提高运输效率。同时,为了提高生产率,减少汽车的回转角度,正向开采时其转角最好控制在59.9°~89°。除此以外,还可以使用胶带机进行运输。胶带机爬坡性能较好,运费比自卸汽车低33.3%~50%,架设也较简单,可直接将材料从料场运输到坝体建设地点。对于较长距离的运输,可以将胶带机与自卸汽车混合使用,降低其运输难度,提高效率。当坝体较高,填筑方数量较大,且料场的材料较为丰富时,可使用斗轮式的开采机器,斗轮式机械将土石料传给移动式的胶带机,实现连续的开采和运输,提高工作效率。依据具体的环境和要求,将这2种开采工具结合使用,可使施工工艺简单化,同时也提高了整体的生产效率。

1.3机械设备的数量和功能

(1)根据公式qd=K×K1×Va/T计算出上坝的强土石坝施工工艺控制要点分析唐震133度,其中Va指不同时期完成坝体的工程量,K表示施工不均匀系数,取值范围为1.20~1.30,K1表示材料受损数据,取值一般控制在0.90~0.94,T表示实际施工时间。(2)根据公式qt=qd×Kc/K2计算机械运输,其中K2表示机械损失和运输受损的数据,取值为0.94~1。(3)根据公式qc=qd×K'c/(K2×K3)计算出开挖强度,其中K3是材料开挖受损数据,取值范围为0.92~0.97。

1.4依据实际需要和设计方案,确定施工机械的数量

如果属于分期施工的土石坝,则可根据公式qd=K×K1×Vd/T×N计算坝体分期填筑强度,其中Vd表示分期填筑方量,K1为考虑沉降、削坡、损失等系数,可取1.15~1.2,T表示分期时段的有效工作时间,N是每日实际工作小时数。根据qc=K2×qd×rd/rn计算分期施工的开采强度,其中K2表示开采和运输的损失系数,可取1.050~1.10,rd表示材料的设计干表观密度,rn表示材料的天然干表观密度。满足上坝填筑强度要求的挖掘机数量和汽车数量分别用Nc=qc/Pc和Na=qc/Pa计算得出。

2填筑阶段

此阶段涉及工序和使用的设备较多,导致操作面小,施工难度较大,一般采用流水作业的方式进行施工。此方式需对施工的工序进行计算,依照计算结果将坝面进行分段式处理,各施工段组织相应的专业施工队伍进行施工,以确保施工的进度和质量。平起填筑方式可在确保填筑质量和效率的同时简化施工工序。例如,无接缝和削坡等环节的工作,扩展了堆石填筑的面积,方便了大型机械进行操作。这种方式有助于对进入防渗材料区域的道路进行设计,也有助于降低料界的偏差值及跨缝碾压相邻的材料平起差值,保持坝体各个环节和部分施工的平衡和稳定。防渗是土石坝施工的重要环节之一,施工时需按照先砂后土的方法选择填筑材料,既可以加快施工进度,又可以对施工坝体的边界位置进行有效控制。同时,为了增加土石坝抗汛和储水的功能,保证施工材料质量和现场安全,需要使用临时挡水断面填筑的方式。

3土石料压实阶段

此阶段需要重视施工整体的防渗性质。如果砂壤土的干密度是1.4t/m3,压实后将变为1.7t/m3,渗透数减少到1/2000,提高了防渗性,同时其抗压强度也增加为之前的4倍左右。本阶段应注意以下几方面。(1)土料的压实与其自身性质密切相关。黏性土的黏结性和压缩力都较强,但其摩擦力则相对较低。同时,黏性土透水性不高,压缩需要的时间较长,排水难度较大。非黏性土则刚好相反。因此,总体而言非黏性土的压实干密度大于黏性土,颗粒均匀的材料干密度小于不均匀的材料,同样材料的含水量和干密度受到压实功能值的影响,二者不是一个恒定的数值。通常压实功能与干密度呈正比,特别是含水量较低的材料。(2)坝体的压实主要是受表面密度Yd和含水量2个因素的影响。Yd取值范围是1.4~1.7,非黏性材料的密度D取值范围是0.7~0.86。同时,可以将孔隙数据作为石渣等材料的压实标准,其取值一般为25%~30%。(3)我国常用的坝体压实机械主要有羊角碾、气胎碾、振动碾等。羊角碾主要应用在黏性材料的压实,将羊角插入到材料中,使其底部和上部的黏性材料都受到压实,且羊角碾能对表面的土层进行翻松,简化施工程序,也有助于材料的级配与含水量达到较均匀的状态。气胎碾既可以应用于黏性材料也可以应用于非黏性材料的压实。振动碾则是运用碾重静压和振动力对材料进行压实,其可使用的范围较大。

4总结

随着土石坝运用范围越来越广,对其施工工艺的要求也越来越高。从施工效率、质量、环保、成本等方面对土石坝的施工进行合理的设计和控制。一方面有利于确保施工质量,缩短施工时间,另一方面有利于相关施工材料的合理分配,提高其使用率,降低施工成本。从土石坝施工的各个环节对其进行控制,进而推动我国建筑行业的进一步发展。

作者:唐震 单位:辽宁省大伙房水库输水工程建设局


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