【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壩面作業(yè) 在進(jìn)行壩面作業(yè)以前 ,需要進(jìn)行 壩基清理、基礎(chǔ)處理、壩肩削坡等準(zhǔn)備作業(yè) 。它包括如下工作： ① 清除壩基范圍灌木、雜草、樹(shù)根、磚頭瓦塊、亂石松石、以及有機(jī)物含量大于 1% 、可溶鹽大于 2% 的浮表土； ② 天然容重小于 、粉砂容易引起基礎(chǔ)“液化 ” , 也應(yīng)全部清除； ③對(duì) 巖石基礎(chǔ) ,應(yīng)進(jìn)行巖石清理 ,將浮碴、浮土沖洗清除干凈； ④做好基礎(chǔ)的防滲處理等。當(dāng)基礎(chǔ)開(kāi)挖和處理基本完成后，就可以進(jìn)行壩體的鋪填、壓實(shí)施工。 流水作業(yè)法施工時(shí) ,首先根據(jù)施工工序數(shù)目將壩面劃分成段 , 組織各工種的專業(yè)工作隊(duì)進(jìn)入所劃分的工段施工。這樣 ,對(duì)同一工段而言 ,各專業(yè)隊(duì)按工序依次連續(xù)施工 。對(duì)各專業(yè)施工隊(duì)而言 , 依次不停地在各工段完成固定的專業(yè)工作。其結(jié)果是實(shí)現(xiàn)了施工專業(yè)化 ,有利于工人熟練程度的提高。同時(shí) ,各工段都有專業(yè)隊(duì)使用固定的施工機(jī)具 ,從而保證施工過(guò)程人、機(jī)、地三不閑 , 避免施工干擾 ,有利于壩面作業(yè)多、快、好、省、安全地進(jìn)行。 一、 壩面作業(yè)的施工組織規(guī)劃 土石壩施工 壩面作業(yè)的施工程序 包括 鋪土、平土、灑水、壓實(shí) （對(duì)于粘性土料采 用平輾壓實(shí) ,壓實(shí)后鋪土前尚應(yīng)刨毛以保證上下土層的層間結(jié)合良好）、 質(zhì)檢 等工序。 壩面作業(yè)的施工 特點(diǎn) 在于 工作面狹窄、工序多、機(jī)械設(shè)備多，沒(méi)有良好的施工組織將導(dǎo)致施工干擾 ,影響施工質(zhì)量 ,引起窩工 ,造成人力設(shè)備的浪費(fèi) ,延誤施工進(jìn)度。通常采用 流水作業(yè)法組織壩面施工 。 如右圖，將 壩面作業(yè)劃分 四道工序（ 鋪土、平土灑水、壓實(shí)、刨毛質(zhì)檢） , 將壩面至少劃分成四個(gè)相互平行的 工段 。在同一時(shí)間內(nèi) ,四個(gè)工段均有一個(gè)專業(yè)隊(duì)完成一道工序 ,各專業(yè)隊(duì)依次流水作業(yè)。 壩面流水作業(yè)示意圖 a— 填土； b— 平土灑水； c— 壓實(shí)； d— 刨毛質(zhì)檢 正確劃分工段是組織流水作業(yè)的前提 ,分段數(shù) 取決于每個(gè)工段的面積（取決于各施工時(shí)段的上壩強(qiáng)度） ,以及不同高程壩面面積的大小。 各施工階段的上壩強(qiáng)度，可根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃，確定各施工階段要完成的 壩體工程量 和相應(yīng)施工時(shí)段的 有效工作日 求得： QD=V/nsc V— 某施工時(shí)段計(jì)劃要求完成的壩體松土方量（米 3）； n— 工作月數(shù)； s— 每月的有效工作日數(shù)； c— 每天的工作班數(shù)。 工段數(shù)目 m可按下式計(jì)算 : m=WD/WB 其中 WB= QD/h WD—— 壩體某一高程工作面面積 ,可根據(jù)施工進(jìn)度按圖確定 ,m2； WB—— 每一工作時(shí)段的鋪土面積 ,m2。 h—— 根據(jù)壓實(shí)試驗(yàn)確定的每層鋪土厚度 ,m 。 若以 m′ 為流水作業(yè)工序數(shù) ,m為每層工段數(shù) ,二者的大小關(guān)系 反映流水作業(yè)的組織情況 。 ①當(dāng) m= m′, 表示流水工段數(shù)等于流水工序數(shù) ,有條件使流水作業(yè)在人、機(jī)、地三不閑的情況下進(jìn)行 。 ②當(dāng) m m′, 表示流水工段數(shù)大于流水工序數(shù) ,這樣流水作業(yè)在“地閑”而人和機(jī)械不閑的情況下進(jìn)行 。 ③當(dāng) m m′, 表示流水工段數(shù)小于流水工序數(shù) ,表明人、機(jī)閑置 ,流水作業(yè)無(wú)法正常進(jìn)行 ,這種情況應(yīng)予避免。 出現(xiàn)第三種情況是由于壩面升高、工作面減小或劃分流水工序 (即劃分專業(yè)隊(duì) )過(guò)多所致。要增多流水工段數(shù) m,可通過(guò)縮短流水單位時(shí)間 ,或降低上壩強(qiáng)度 QD,減少單位時(shí)間的鋪土面積WB來(lái)解決。另一條途徑是減少流水工序數(shù)目 m′, 合并某些工序 ,例如將鋪土、平土灑水、壓實(shí)和質(zhì)檢刨毛四道工序 ,合并為三道工序 ,如可將前兩道工序合并為鋪土平土灑水一道工序。 壩面作業(yè)是保證壩體施工質(zhì)量的重要一環(huán)，要求每道工序把好質(zhì)量關(guān)。 鋪土 宜平行壩軸線進(jìn)行 ,鋪土厚度要?jiǎng)?,超徑不合格的土塊應(yīng)打碎 ,石塊、雜物應(yīng)剔除。 進(jìn)入 防滲體內(nèi)鋪土 ,自卸汽車卸料宜用 進(jìn)占法 倒退鋪土 ,使汽車始終在松土上行駛 ,避免在壓實(shí)土層上開(kāi)行 ,造成 超壓 ,引起剪力破壞。汽車穿越反濾層進(jìn)入防滲體 , 容易將反濾料帶入防滲體內(nèi) ,造成防滲土料與反濾料混雜 ,影響壩體質(zhì)量。一般在壩面每隔 4060米設(shè)專用“路口”，每填筑二三層換一次“路口”位置，這樣既可防止超壓產(chǎn)生剪切破壞，也便于集中處理。 按設(shè)計(jì)厚度鋪土平土 是保證壓實(shí)質(zhì)量的關(guān)鍵。采用帶式運(yùn)輸機(jī)或自卸汽車上壩 ,卸料集中，為保證鋪土均勻 ,需用推土機(jī)或平土機(jī)散料平土。國(guó)內(nèi)不少工地采用 “ 算方上料、定點(diǎn)卸料、隨卸隨平、定機(jī)定人、鋪平把關(guān) ,插桿檢查”的措施 ,使平散工作做到控制有方，檢查及時(shí)。鋪填應(yīng)平整 ,避免降雨積水。 壩面填土壓實(shí) 是按設(shè)計(jì)和試驗(yàn)確定的填土厚度 、 壓實(shí)機(jī)械重量 、 壓實(shí)遍數(shù) ， 在規(guī)定的土料含水量的情況下進(jìn)行的 。 對(duì)于汽車上壩或光面壓實(shí)機(jī)具壓實(shí)的土層 ,應(yīng)刨毛處理 ,以利層間結(jié)合 。 通常刨毛深度 35cm。 粘性土料含水量偏低 ,主要應(yīng)在料場(chǎng)加水 ,若需在壩面加水 ,應(yīng)力求 少、勤、勻 以保證壓實(shí)效果。對(duì)非粘性土料 ,為防止運(yùn)輸過(guò)程脫水過(guò)量 ,加水工作主要在壩面進(jìn)行。石碴料和砂礫料壓實(shí)前應(yīng)充分加水 ,確保壓實(shí)質(zhì)量。 二、土料壓實(shí)的基本理論 土石壩在外水壓力、地震力、自重、孔隙水壓力等內(nèi)外荷載的作用下 ,對(duì)填方的穩(wěn)定性和防滲性要求較高。而 填方的自身穩(wěn)定主要靠土料內(nèi)部的阻力（內(nèi)摩擦力和凝聚力）來(lái)維持的 。土料的內(nèi)摩擦力、凝聚力以及土料的防滲性能都與土料的 密實(shí)度 密切相關(guān)，它們都是隨著填土密實(shí)度的增大而提高的。例如將干容重為 ,其抗壓強(qiáng)度可提高 4倍 ,其滲透系數(shù)將降低 2023倍。所以土石壩填土的壓實(shí)不僅大大增強(qiáng)了防滲性能 ,而且由于自身穩(wěn)定性的增強(qiáng) ,可以加陡設(shè)計(jì)邊坡 ,節(jié)約工程投資 ,加快施工進(jìn)度 。 由于土料是 三相體 ,即由固相的土壤顆粒、液相的水和氣相的空氣組成。土料壓賣過(guò)程中 ,土壤顆粒和水是不會(huì)被壓縮的。所以 土料壓實(shí)的實(shí)質(zhì) 就是 將水包袤的土壤顆粒擠壓填充到土粒 間 的空隙里 ,從而排走空氣占有的空間 ,使土料的孔隙率減小 ,密實(shí)度提高。所以土料的壓實(shí)的過(guò)程 ,就是外荷載作用下將組成土料的三相重新組合的過(guò)程。 土料壓實(shí)的 水膜理論 揭示了 土料的含水量、土壤性質(zhì)、壓實(shí)功能的大小對(duì)土料壓實(shí)的影響的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律 。 該理詮認(rèn)為 土料中的水呈兩種狀態(tài) ： 一種是服從液體規(guī)律的 自由水 ,另一種是包裹在土粒表面的 彈性水膜 。由于土粒表面的物理化學(xué)電分子力的作用 ,使這層 彈性水膜類似固體的性質(zhì) , 具有特殊的粘滯性、抗剪性和彈性極限 。這層水膜愈薄這種特性愈顯著。隨著水膜的增厚土粒表面的電分子力的控制作用減弱 ,從而使這些性能迅速喪失。當(dāng)水膜增加到某一厚度 ,它的抗剪性降低到零。在這個(gè)厚度以外的水不受土粒表面電分子力的束縛呈自由狀態(tài)稱 自由水 。而這個(gè)厚度范圍以內(nèi)的水 ,由于受土粒表面電分子力的束縛作用 ,故稱 束縛水 。 土料壓實(shí)過(guò)程中 ,只有 自由水才產(chǎn)生潤(rùn)滑作用 。而受束縛的 彈性 水膜具有抗剪性 ,構(gòu)成土粒間相互位移的阻力。 水膜理論 從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā) ,解釋含水量對(duì)各種土料壓實(shí)特性的影響。 水膜理論 ③ 當(dāng)土 料含水量越過(guò)最優(yōu)含水量時(shí) ,土料逐漸飽和 ,隨著自由水的增多 ,束縛水的電分子力作用消失 ,土粒間的粘結(jié)力和摩擦力也逐步消失。土粒間的滑潤(rùn)作用良好 ,使土粒位移的阻力大為減小。由于土粒失去了電分子力的控制作用而產(chǎn)生“ 滑跑 ” , 即產(chǎn)生 塑 流現(xiàn)象 。這時(shí)由于土粒的“滑跑” , 壓實(shí)外力直接作用在自由水上 ,不能全部傳遞到土粒上 ,難以發(fā)揮有效的壓實(shí)作用 ,即產(chǎn)生了 中和壓力 。壓實(shí)功能消耗很大 ,卻得不到較好的壓實(shí)效果。 粘性土壓實(shí)原理 ①當(dāng)粘性土料中含水量越小則彈性水膜越薄 ,土粒表面電分子力控制作用越大 ,土料的抗剪性能越強(qiáng) ,壓實(shí)所需的功能越大 ,則越不容易壓實(shí)。 ②而當(dāng)彈性水膜的厚度逐步增加到土料的抗剪能力趨近于零時(shí) ,耗費(fèi) 最 小的壓實(shí)功能就能使土料達(dá)到最大的密實(shí)程度。這時(shí)土料的含水量就稱為 最優(yōu)含水量 。 從被壓實(shí)的粘性土干容重與含水量的關(guān)系曲線圖可見(jiàn)如上特性。開(kāi)始 ,土料的干容重隨含水量的增大而增大。當(dāng)含水量逐步增大到某一臨界值時(shí) ,干容重達(dá)到最大。若含水量進(jìn)一步增加 ,超過(guò)這一臨界含水量 ,干容重反而減小。曲線表明 在一定的壓實(shí)功能的情況下，最大干容重對(duì)應(yīng)的含水量為 最優(yōu)含水量 。 同時(shí)說(shuō)明 土料的最優(yōu)含水量隨壓實(shí)功能大小而變化。 最優(yōu)含水量隨壓實(shí)功能增大而減小 （ 實(shí)驗(yàn)中以 不同擊實(shí)功能含水量 ω 與 干容重 γ d的關(guān)系曲線 錘擊次數(shù)的多少來(lái)表示壓實(shí)功能的大小 )。施工中所說(shuō) 最優(yōu)含水量 是 指用確定重量的壓實(shí)機(jī)具進(jìn)行土料壓實(shí)中，為獲得設(shè)計(jì)干容重 ,單位體積的填土消耗壓實(shí)功能最小的含水量。 對(duì)于非粘性土 ,由于土料的顆粒較粗 ,單位體積內(nèi)土粒表面面積比粘性土小得多 ,因此土粒表面束縛水的電分子力的影響也要小得多。所以非粘性土的粘結(jié)力較之顆粒間的摩擦力要小得多。 由于顆粒粗 ,孔隙率相對(duì)粘性土為小 ,壓縮性、膨脹性都不大 。由于透水性較強(qiáng) ,能在外壓力及自重力作用下迅速排水 ,迅速團(tuán)結(jié)。與之相反 ,粘性土顆粒極細(xì) ,孔隙率大 ,壓縮性、膨脹性都大；但透水性弱 ,排水困難 ,壓縮過(guò)程緩慢 ,難以達(dá)到固結(jié)