水利水电工程建筑(1)程力学毕业论文(2)
2013-10-04 01:12
导读：二.开挖运输机械设备容量确定 分期施工的土石坝，应根据坝体分期施工的填筑强度和开挖强度来确定相应的机械设备容量，可按qd=K*K1*Vd/T*N 式中qd——坝
二.开挖运输机械设备容量确定
分期施工的土石坝，应根据坝体分期施工的填筑强度和开挖强度来确定相应的机械设备容量，可按qd=K*K1*Vd/T*N
式中qd——坝体分期填筑强度，m^3/h;Vd——坝体分期填筑方量，m^3；K——施工不均匀系数，可取1.2~1.3；K1——考虑沉降，削坡、损失等影响系数，可取1.15～1.2；T——分期时段的有效工作日数，d;按分期时段的总日数，扣除节假日、降雨及气温影响可能的停工日数，即为有效工作日数；N——每日的工作小时数，以20h计。坝体分期施工的开挖强度qc(m^3/h)为 qc=K2*qd*rd/rn 式中 K2——开挖及运输中的损失系数，可取1.05～1.10；rd——土料的设计干表观密度，t/m^3;rn——土料的天然干表观密度，t/m^3。
满足上坝填筑强度要求的挖掘机数量Nc为 Nc=qc/Pc 式中 Pc——一台挖掘机的生产率，m^3/h。
满足上坝填筑强度要求的汽车总数量Na为 Na=qc/Pa 式中 Pa——一辆汽车的生产率，m^3/h 。配合一台挖掘机所需的汽车数量n，其总的生产率应略大于一台挖掘机的生产率，因此应满足nPa>Pc。
为了充分发挥自卸汽车的运输效能，应根据挖掘机械的斗容选择具有适当斗容量（或载重量）的汽车。挖掘机装满一车斗数的合理范围应为3～5斗，通常要求装满一车时间不超过3.5～4min，卸车是不超过2min。
第三节 土料压实
土石料的压实，是土石坝施工质量的关键。维持土石坝自身稳定的土料内部主力（粘结力和摩擦力）、土料的防渗性能等，都是随土料密实度的增加而提高。例如，干表观密度为1.4t/m^3的砂壤土，压实后若提高到1.7t/m^3，其抗压强度可提高4倍，渗透系数将降低至1/2000。由于土料压实结果，可使坝坡加陡，加快施工进度，降低工程投资。
（科教范文网 fw.nseac.com编辑发布） 一.土料压实特性
土料压实特性，与土料自身的性质，颗粒组成情况、级配特点、含水量大小以及压实功能等有关。
对于粘性土和非粘性土的压实有显著的差别。一般粘性土的粘结力较大，摩擦力较小，具有较大的压缩性，但由于它的透水性小，排水困难，压缩过程慢，所以很难达到固结压实。而非粘性土料则相反，它的粘结力小，摩擦力大，具有较小的压缩性，但由于它的透水性大，排水容易，压缩过程快，能很快达到压实。
土料颗粒粗细作成也影响压实效果。颗粒愈细，空隙比就愈大，所以含矿物分散度愈大，就愈不容易压实。所以粘性土的压实干表观密度低于非粘性土的压实干表观密度。颗粒不均匀的砂砾料，比颗粒均匀的细砂可能达到的干表观密度要大一些。土料的含水量是影响压实效果的重要因素之一。用原南京水利实验处击实仪（南实仪）对粘性土的击实试验，得到一组击实次数、干表观密度与含水量的关系曲线。
非粘性土料的透水性大，排水容易，压实过程快，能够很快达到压实，不存在最优含水量，含水量不做专门控制。这是非粘性土料与粘性土料压实特性的根本区别。压实功能大小，也影响着土料干表观密度的大小，击实次数增加，干表观密度也随之增大而最优含水量则随之减小。说明同一种土料的最优含水量和最大干表观密度并不是一个恒定值，而是随压实功能的不同而异。
一般说来，增加压实功能可增加干表观密度，这种特性，对于含水量较低（小于最优含水量）的土料比对于含水量较高（大于最优含水量）的土料更为显著。
二.土石料的压实标准
土料压实得越好，物理力学性能指标就越高，坝体填筑质量就越有保证。但土料的过分压实，不仅提高了压实费用，而且会产生剪力破坏，反而达不到应有的技术经济效果。可见对坝料的压实应有一定的标准，由于坝料性质不同，因而压实的标准也各异。
（科教范文网http://fw.NSEAC.com编辑发布）
（一）粘性土料（防渗体）
粘性土的压实标准，主要以压实干表观密度和施工含水量这两指标来控制。1.用击实试验来确定压实标准；2.用最优饱和度于塑限的关系；计算最大干表观密度；3.施工含水量确定。
（二）砂土及砂砾石
砂土及砂砾石是填筑坝体或坝壳的主要材料之一，对其填筑密度也应有严格要求。它的压实程度与粒径级配和压实功能有密切的关系，一般用相对密度Dr来表示:Dr=(emax-e)/(emax-emin) 式中emax——砂石料的最大空隙比；emin——砂石料的最小空隙比；e——设计空隙比。
在施工现场，对相对密度进行控制仍不方便，通常将相对密度换算成相应的干表观密度rp(t/m^3),作为控制的依据.rp=rmax*rmin/[rmax-Dr(rmax-rmin)] 式中rmax——砂石料最大干表观密度， t/m^3； rmin——砂石料最小干表观密度， t/m^3，设计的相对密度，于地震等级、坝高等有关。一般土石坝，或地震烈度在5读以下的地区， Dr不宜低于0.67；对高坝，或地震烈度为8～9度时， Dr应不小于0.75。对砂性土，还要求颗粒不能大小和过于均匀，级配要适当，并有较高的密实度，防止产生液化。
（三）石渣及堆石体（坝壳料）
石渣或堆石体作为坝壳材料，可用空隙率作为压实指标。根据国内外的工程实践经验，碾压式堆石体空隙率应小于30%，控制空隙率在适当范围内，有利于防止过大的沉陷和湿陷裂缝。一般规定其压实空隙率为22%～28%左右（压实平均干表观密度为2.04～2.24t/m^3）以及相应的碾压参数。
三.压实机械及压实参变数
压实机械对工程进度，工程质量和造价有很大的影响。压实机械的选择原则：应根据筑坝材料的性质、原状土的结构状态、填筑方法、施工强度及作业面积的大小等，选择性能能达到设计施工质量标准的碾压设备类型。如按不同材料分别配置不同的压实机械，就会出现机械闲置的情况。所以确定机械种类和台数时，还应从填筑整体出发，考虑互相配合使用的可能。
中国大学排名 1.羊脚碾
羊脚碾的羊脚插入土中，不仅使羊脚底部的土料受到压实，而且使侧向上午土料也受到挤压，从而达到均匀的压实效果。羊脚碾仅适用于压实粘性土料和粘土，不适合压非粘性土。土料压实层在一定深度的范围内，可以获得较高的压实干表观密度，但土体的干表观密度沿深度方向的分布不均匀。羊脚碾的独特优点是能够翻松表面土层，可省去刨毛工序，保证了上下土层的结合质量。此外，羊脚碾还能起到混合土料的作用，可以使土料级配和含水量比较均匀。羊脚顶端接触应力的过大或过小，都会降低碾压效果。
2.气胎碾
气胎碾适用于压实粘土料，也适合于压实非粘性土料，如粘性土、粘土、砂质土和沙砾料等，都可以获得较好的压实效果。气胎碾的充气轮胎，在压实过程中具有一定的弹性，可以和压实的土料同时发生变形，轮胎与土料的接触应力，主要取决于轮胎的充气压力，与轮胎的荷载大小无关。
3.振动碾
振动碾是一种以碾重静压和振动力共同作用的压实机械，较之没有振动的压实机械，土中应力可提高4～5倍，因而它能有效地压实堆石体、砂砾料和砾质土；也可用与压实粘性土和粘土。
4.夯实机械（重锤）
夯板使用于压实沙砾料、砾质土和粘性土，也可用于压实粘土。
第四节 坝体填筑
土石坝的坝基开挖、基础处理及隐蔽工程等验收合格后，就可以全面展开坝体填筑。坝体填筑包括基本作业（卸料、平料、压实及质检）和辅助作业（洒水、刨毛]清理坝面和接触缝处理）。
一.坝面流水作业
土石坝填筑必须严密组织，保证各工序的衔接，通常采用分段流水作业。分段流水作业，是根据施工工序数目，将坝面分段，组织各工种的专业队伍，依次进入各工段施工。对同一工段来讲，各专业队按工序依次连续施工；对各专业队来讲，依次连续地在各工段完成固定的专业工作。进行流水作业，有利于施工队伍技术水平的提高，保证施工过程中人、地和机具的充分利用，避免施工干扰，有利于坝面连续有序的施工。
（科教作文网http://zw.ΝsΕAc.com发布） 1.组织流水作业原则
1）流水作业方向和工作段大小的划分，要与相应高程的坝面面积相适应，并满足施工机械正常作业要求。宽度应大于碾压机械能错车与压实的最小宽度，或卸料汽车最小转弯半径的2倍，一般为10～20m；长度主要考虑碾压机械的作业要求，一般为40～100m。其布置形式（A.垂直坝轴线流水；B.平行坝轴线流水；C.交叉流水）。
2）坝体填筑工序，按基本作业内容进行划分（辅助作业可穿插进行，不过多占用基本作业时间），其数目与填筑面积大小，铺料方式、施工强度和季节等有关。一般多划分为铺料和压实2个工序；也有划分为铺料、压实、质检3个工序或铺料、平料、压实、质检4个工序。为保证个工序能同时施工，坝面划分的工作段数目至少应等于相应的工序数目；在坝面较大或强度较低的情况下，工作段数可大于工序数。
3）完成填筑土料的作业时间，应控制在一个班以内，最多不超过一个半班，冬夏季施工为防止热量和水分散失，应尽量缩短作业循环时间。
4）应将反滤料和防渗料的施工紧密配合，统一安排。
2.拟定流水作业程序
1）拟定工序数目n.
2）拟定流水作业单位时间t(h):t=a*T/n式中T--一个班内有效工作时间,h/班;n-- 工序数目；a-- 同一段各工序循环一次所用的班数，一般取1～1.5.
3）计算工作段面积w(m^2):w=q/h*t/T式中q-- 坝体填筑相应高程的松土上坝强度，m^3/班;h-- 每层铺松土厚度，m;T--一个班内有效时间，h/班;t-- 单位时间(h).
4）计算工作段数目m，即：m=S/w 式中S--坝体相应高程的填筑面积，m^2；w--工作段面积，m^2。
若m<n时，流水作业不能正常进行，需要进行适当调整，使两者相等。调整途径为合并某些工序以减少n；缩短流水单位时间t以增加m。
（转载自http://zw.ＮＳＥaＣ.com科教作文网） 二.卸料及平料
通常采用自卸汽车、胶带机直接进入坝面卸料，由推土机平铺成要求的厚度。自卸汽车倒土的间距应使后面的平料工作减少，而且便于铺成要求的厚度。在坝面各料区的边界处，铺料会有出入，通常规定其它材料不准进入防渗区边界线的内侧，边界外侧铺土距边界线的距离不能超过5cm。
为配合碾压施工，防渗体土料铺筑应平行于坝轴线方向进行。
1.自卸汽车卸料
自卸汽车可分为后卸、底卸和侧卸三种。底卸式汽车可边行驶边卸料，但不能运输大粒径的块石或漂石；侧卸式汽车适用运输反滤料及有固定卸料点的运输。自卸汽车上坝的运输线路布置，取决于坝址两岸地形条件，枢纽布置，坝的高低，上坝强度等因素。主要有两种布置方式：一种为汽车自两岸（或一岸）岸坡上坝公路上坝，因此采用由两岸向中央（或一岸想另一岸）进占方式；另一种为汽车沿坝坡“之”字形公路上坝。
（1）土料 当用自卸汽车防渗土料时，为了避免重型汽车多次反复在已压实的填筑土层上行驶，会使土层产生弹簧土、光面与剪力破坏，严重影响结合层的质量，应采取进占法卸料与平料。即汽车卸料方向向前进展，一边卸料，推土机也随即平料，交替作业，汽车在刚平好的松土上行驶，重车行驶坝面路线应尽量不重复。
（2）砂砾料，一般粒径较小，推土机很容易在料堆上平土，因此，可采用常规的后退法卸料，即汽车卸料方向后退扩展。
（3）堆石料 堆石料往往含大量的大块径石料，不仅影响推土机、汽车在卸料上行驶，还容易损坏推土机履带和汽车的轮胎；而且也难以将堆石料散开。可采用进占法卸料，推土机随即平料，这样大粒径块石易推至铺料前沿的下部，细部粒料填入堆石体上部的空隙，使表面平整，便于车辆通行。
（转载自http://www.ＮＳＥＡＣ.com中国科教评价网）
2.胶带机上坝布置及卸料
（1）上坝布置 上坝胶带机应根据地形、坝长、施工场地具体条件、运输强度以及施工分期等因素进行布置。布置方式主要有：①岸坡式布置；②坝坡式布置。
（2）胶带机坝面卸料 与铺土厚度或压实工具有关，可适用于粘性土、砂砾料、砂质土。其优点是可利用坝坡直接上坝，不需专门道路，但要配合专门机械或人工散料，随着坝体升高，将经常移动胶带机，一般有以下几种卸、散料方式：①摇臂胶带机卸料、推土机散料；②摇臂胶带机卸料，人工——手推车散料。
共5页: 2
论文出处(作者):
