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2018

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2018一級建造師水利水電考點講解:土石壩工程

  土石壩工程

  要點:

  1.土石壩施工機械的類型、適用范圍及配置方法;

  2.土料填筑標準以及壓實參數(shù)的確定;

  3.土石壩施工內容、壩料開采方法、壩面作業(yè)的基本要求及施工方法;土石壩施工料場及壩面的質量控制。

  4.面板堆石壩壩體材料分區(qū)以及堆石材料的質量要求;堆石體填筑的施工工藝及壓實參數(shù)和質量控制方法;

  5.混凝土面板以及接縫止水的施工方法。

  【考點】料場規(guī)劃

基本內容

包括空間規(guī)劃、時間規(guī)劃和料場質與量的規(guī)劃。

基本要求

1應考慮充分利用永久和臨時建筑物基礎開挖的渣料。

2.應對主要料場和備用料場分別加以考慮。前者要求質好、量大、運距近,且有利于常年開采;后者通常在淹沒區(qū)外。

3.實際可開采總量與壩體填筑量之比:土料2~2.5;砂礫料l.5~2;水下砂礫料2~3;石料1.5~2;反濾料應根據(jù)篩后有效方量確定,一般不宜小于3。

  【考點】土方填筑技術

填筑壓實機械

靜壓碾壓(如羊腳碾、氣胎碾等)、振動碾壓、夯擊(如夯板)。

土料填筑標準

1)黏性土:應以壓實度最優(yōu)含水率作為設計控制指標。設計最大干密度應以擊實最大干密度乘以壓實度求得。(09、10年考點)

  1級、2級壩和高壩的壓實度應為98%~l00%,3級中低壩及3級以下的中壩壓實度應為96%~98%。設計地震烈度為8度、9度的地區(qū),宜取上述規(guī)定的大值。(13年考點)

2)非黏性土的填筑標準:砂礫石和砂的填筑標準應以相對密度為設計控制指標。砂礫石的相對密度不應低于0.75,砂的相對密度不應低于0.7,反濾料宜為0.7。

壓實參數(shù)

確定

 

1)壓實參數(shù):碾壓機具的重量、含水量、碾壓遍數(shù)及鋪土厚度等,對于振動碾還應包括振動頻率及行走速率等。

2) 黏性土料壓實含水量可取ω1p+2%;ω2=ωp;ω3=ωp-2%三種進行試驗。ωp為土料塑限。

3)選取試驗鋪土厚度和碾壓遍數(shù),并測定相應的含水量和干密度,作出對應的關系曲線;以單位壓實遍數(shù)的壓實厚度最大者為最經(jīng)濟合理。

  【考點】碾壓式土石壩填筑施工

  1.填筑作業(yè)內容與方法

  基本作業(yè):料場土石料開采,挖、裝、運、卸以及壩面鋪平、壓實、質檢。

壩面

作業(yè)

 

鋪料與

整平

1) 鋪料宜平行壩軸線進行。進入防滲體內鋪料,自卸汽車卸料宜用進占法倒退鋪土。

2) 按設計厚度鋪料整平是保證壓實質量的關鍵。

3) 黏性土料含水量偏低,主要應在料場加水(2011考點)。對非黏性土料,為防止運輸過程脫水過量,加水工作主要在壩面進行。石渣料和砂礫料壓實前應充分加水,確保壓實質量。

4) 對于汽車上壩或光面壓實機具壓實的土層,應刨毛處理,以利層間結合。通常刨毛深度3~5cm。(2013考點)

碾壓

機械開行方式:進退錯距法和圈轉套壓法兩種。

接頭

處理

 

1) 在壩體填筑中,層與層之間分段接頭應錯開一定距離,同時分段條帶應與壩軸線平行布置,各分段之間不應形成過大的高差。接坡坡比一般緩于l:3。

2) 壩體填筑中,一般都采用土、砂平起的施工方法。一種是先土后砂法,另一種是先砂后土法。(2012案例)

3) 對于壩身與混凝土結構物(如涵管、刺墻等)的連接,靠近混凝土結構物部位不能采用大型機械壓實時,可采用小型機械夯或人工夯實。填土碾壓時,要注意混凝土結構物兩側均衡填料壓實,以免對其產(chǎn)生過大的側向壓力,影響其安全。

  2. 土石壩的施工質量控制

料場的質量檢查和控制

1) 土料場檢查:所取土料土質情況、土塊大小、雜質含量和含水量等。

2) 含水量的檢查和控制尤為重要。簡單辦法是“手檢”,即手握土料能成團,手指搓可成碎塊,則含水量合適。(2015年考點)

3) 土料的含水量偏高:應改善料場的排水條件和采取防雨措施,將含水量偏高的土料進行翻曬處理,或采取輪換掌子面的辦法。

4) 含水量偏低:對于黏性土料應考慮在料場加水。(2012考點)對非黏性土料可用灑水車在壩面噴灑加水。(2013考點)

5) 土料含水量不均勻:應考慮堆筑“土!保ù笸炼眩┦购烤鶆颉

6) 石料場檢查:石質、風化程度、石料級配大小及形狀等是否滿足上壩要求。如發(fā)現(xiàn)不合要求,應查明原因,及時處理。

壩面的質量檢查和控制

1) 應對鋪土厚度、土塊大小、含水量、壓實后的干密度等進行檢查控制。

2) 對黏性土,含水量的檢測是關鍵,可用含水量測定儀測定。

3) 干密度測定:黏性土用環(huán)刀測定;砂用環(huán)刀測定;礫質土、砂礫料、反濾料用灌水法或灌砂法測定;堆石用灌水法測定。

4) 選取固定斷面,沿壩高5~l0m,取試樣(總數(shù)不宜少于30個)進行試驗,對土層層間結合處是否出現(xiàn)光面和剪力破壞應引起足夠重視。

5) 排水反濾層,每層在25m × 25m的面積內取樣1~2個,對條形反濾層,每隔50m設一取樣斷面,每個取樣斷面每層取樣不得少于4個。

  【例題1】在確定土料壓實參數(shù)的碾壓試驗中,一般以單位壓實遍數(shù)的壓實厚度( )者最經(jīng)濟合理。

  A.最大

  B.最小

  C.等于零

  D.無窮小

  【答案】A

  【解析】壓實參數(shù)的確定,以單位壓實遍數(shù)的壓實厚度最大者為最經(jīng)濟、合理。

  【例題2】某土石壩壩高為75m,設計地震烈度為8度,相應其均質土壩壓實度宜采用( )。

  A.96%

  B.97%,

  C.98%

  D.100%

  【答案】D

  【解析】1級、2級壩和高壩的壓實度應為98%~100%。設計地震烈度為8度取大值。

  【例題3】填筑土石壩的黏性土料含水量偏低時,應在( )加水。

  A.料場

  B.運輸途中

  C.填筑壩面

  D.養(yǎng)護期間

  【答案】A

  【解析】當含水量偏低時,對于黏性土料應考慮在料場加水。

  (案例)背景資料

  某土石壩除險加固工程實施過程中發(fā)生下列事件:

  事件一:根據(jù)相關規(guī)范,施工單位對筑堤料場的土料儲量和土料特性進行了復核。

  事件二:施工組織設計對相鄰施工壩段垂直壩軸線的接縫和加高培厚壩坡新老土層結合面均提出了具體施工技術要求。

【問題】

  (1)指出事件一中料場土料特性復核的內容。

  (2)事件二中提出的施工技術要求應包括哪些主要內容?

  【答案】

  (1)土料場土料特性的復核內容為:土質情況、土塊大小、雜質含量和含水量等。

  (2)垂直堤軸線的接縫:應以斜面相接,坡度緩于1:3。老壩加高培厚:結合面必須清除各種雜物,并做刨毛處理,以利層間結合。

  【考點】混凝土面板堆石壩施工技術

  1.面板堆石壩壩體材料分區(qū)

  面板堆石壩上游面有薄層防滲面板,壩體主要有: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。(2012\2015年考點)

  1A—上游鋪蓋區(qū);1B—壓重區(qū);2—墊層區(qū);3A—過渡區(qū);3B—主堆石區(qū);3C—下游堆石區(qū);4—主堆石區(qū)和下游堆石區(qū)的可變界限;5—下游護坡;6—混凝土面板

防滲面板

面板可以是剛性鋼筋混凝土的,也可以是柔性瀝青混凝土的。

墊層區(qū)

為面板提供平整、密實的基礎,將面板承受的水壓力均勻傳遞給主堆石體,并起輔助滲流控制作用。

過渡區(qū)

保護墊層區(qū)在高水頭作用下不產(chǎn)生破壞。級配應連續(xù),最大粒徑不宜超過300mm。

主堆石區(qū)

1.位于壩體上游區(qū)內,是承受水荷載的主要支撐體,其石質好壞、密度、沉降量大小,直接影響面板的安危。

2.石料要求石質堅硬,級配良好,最大粒徑不應超過壓實層厚度,壓實后能自由排水。

下游堆石區(qū)

 

1.位于壩體下游區(qū),主要作用是保護主堆石體及下游邊坡的穩(wěn)定。2.在下游水位以下部分,應用堅硬、抗風化能力強的石料填筑,壓實后應能自由排水;下游水位以上的部分,對壩料的要求可以降低。

  【例題】混凝土面板堆石壩中面板的主要功能是( )。(14年真題)

  A.抗壓

  B.抗沖

  C.抗拉

  D.抗?jié)B

  【答案】D

  【解析】面板堆石壩上游面有薄層防滲面板,面板可以是剛性鋼筋混凝土的,也可以是柔性瀝青混凝土的。

  2.堆石體填筑的施工質量控制

填筑工藝

1. 壩體堆石料鋪筑宜采用進占法,

2.墊層料的攤鋪多用后退法,以減輕物料的分離。

3.壩體堆石料碾壓應采用振動平碾,其工作質量不小于10t。高壩宜采用重型振動碾,振動碾行進速度宜小于3km/h。各碾壓段之間的搭接不應小于1.0m。

4.壓實過程中,有時表層塊石有失穩(wěn)現(xiàn)象。為改善墊層料碾壓質量,采用斜坡碾壓與砂漿固坡相結合的施工方法。(2015年考點)

壓實參數(shù)

壓實參數(shù):碾重、行車速率、鋪料厚度、加水量、碾壓遍數(shù)。    

施工質量控制

(1)采用碾壓參數(shù)干密度(孔隙率)等參數(shù)控制,以控制碾壓參數(shù)為主。

(2)鋪料厚度應每層測量,其誤差不宜超過層厚的l0%。

(3)壓實檢查方法:墊層料、過渡料和堆石料壓實干密度檢測方法,宜采用挖坑灌水(砂)法,或輔以其他成熟的方法。墊層料也可用核子密度儀法。(2009年考點)

(4)干密度平均值不小于設計值,標準差不宜大于50g/m3 。當樣本數(shù)小于20組時,應按合格率不小于90%,不合格點的干密度不低于設計干密度的95%控制。(案例)

  【例題】堆石壩墊層填筑施工中,當壓實層厚度較小時,為減輕物料的分離,鋪料宜采用( )。

  A.進占卸料、進占鋪平法

  B.后退法

  C.進占法

  D.進占卸料、后退鋪平法

  【答案】B

  【解析】墊層料的攤鋪多用后退法,以減輕物料的分離。

  2.面板的施工方法

面板的要求

是面板堆石壩的主要防滲結構,厚度薄、面積大,在滿足抗?jié)B性和耐久性條件下,要求具有一定柔性,以適應堆石體的變形。(2014考點)

混凝土面板的分★

面板縱縫的間距決定了面板的寬度,由于面板通常采用滑模連續(xù)澆筑,中部受壓區(qū)垂直逢的間距可為12~18m,兩側受拉區(qū)的間距為6~9m。

垂直縫砂漿條鋪設

垂直縫砂漿條一般寬50cm,是控制面板體型的關鍵。

面板混凝土澆筑

 

1) 采用滑模澆筑;S蓧雾斁頁P機牽引,在滑升過程中,對出模的混凝土表面要及時進行抹光處理,及時進行保護和養(yǎng)護。

2) 施工中應控制入槽混凝土的坍落度在3~6cm,振搗器應在滑模前50cm處進行振搗。

面板養(yǎng)護

包括保溫、保濕兩項內容。直到蓄水為止,或至少90d。(15年考點)

接縫止水施工

面板壩接縫包括趾板縫、周邊縫、垂直縫(張性和壓性縫)、防浪墻體縫、防浪墻底縫以及施工縫(水平縫)等,接縫止水材料包括金屬止水片、塑料止水帶、縫面嵌縫材料及保護膜等。

  【例題1】混凝土面板的分塊下列說法中,正確的是( )。

  A.垂直逢的間距均為12~18m

  B.中部受壓區(qū)垂直逢的間距可為12~18m

  C.中部受拉區(qū)垂直逢的間距可為12~18m

  D.兩側受拉區(qū)的間距為6~9m

  E.兩側受壓區(qū)的間距為6~9m

  【答案】BD

  【解析】中部受壓區(qū)垂直縫的間距可為12~18m ,兩側受拉區(qū)的間距可為6~9m 。

責編:balabala123

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