大坝土方明挖及填筑施工方法说明.docx
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大坝土方明挖及填筑施工方法说明
大坝土方明挖及填筑施工方法说明
一、总体施工方案
大坝土方明挖采用水平分段、竖向分层的方法自上而下分层开挖。
土方开挖采用挖掘机开挖,就近堆放.
二、土方开挖施工方法
1、开挖方法
土方开挖采用自上而下分层分段的开挖方式，开挖时先开挖排水沟及时排水，使开挖工作面始终处于干地施工。
土方施工前，先用推土机清除覆盖层，将弃土堆放在指定弃土场，然后再进行土方挖填.
2、施工要点
1）土方开挖按图纸要求自上而下进行，自上而下分层分段的开挖。
2）开挖中如发现土层性质有变化时，及时报告监理工程师，修改施工方案及挖方边坡。
3）土方开挖过程中，如出现裂缝和滑动迹象时，应立即暂停施工和采取应急抢救措施,并通知监理，必要时，按监理的指示设置观测点,及时观测边坡变化情况，并做好记录。
土方开挖前，会同监理进行原始地形测量剖面的复核检查、按施工图纸所示的工程建筑物开挖尺寸进行开挖剖面测量放样成果的检查、以及开挖区周围排水和防渗保护设施的质量检查和验收。
土方开挖过程中定期测量校正开挖平面的尺寸和标高，以及开挖边坡的坡度和平整度，并做好记录.
土方明挖完成后，会同监理进行基础开挖面的平面尺寸，标高和建基面平整度检查以及基础土的物理力学性质指标取样检测，并对永久边坡的坡度和平整度、边坡永久性排水沟道的坡度和尺寸的进行复测检查。
三、设备及人员配置
本工程土方开挖工程量为805816m3，需配置设备及人员如下:
1、设备配置
（1）1。
0m3反铲挖掘机配置
已知1。
0m3反铲挖掘机台班生产率为537.6m3/台班，取土的可能性系数为1。
3，每天按1。
7个台班计，每台挖掘机每天取土方为837。
6×1.7÷1.3=1095m3/d，考虑其它施工影响，每月施工实际天数按30天计.
根据施工进度和劳动强度，确定所需挖掘机台数
n=13430/1095=12。
26
根据计算：
选用1.0m3反铲挖掘机12台，便能满足施工要求。
（2）人员配置
土方明挖配置挖运作业人员24人。
四、质量保证措施
本工程基础开挖重点超欠挖尺寸控制、在开挖全过程中，配置专职质检员三班跟班检查控制，对开挖作业人员施工前进行重点培训，进一步提高质量意识，保证开挖质量符合设计及规范要求。
主要措施如下：
（1）进一步完善“三检制”，质检员三班检查，发现问题及时处理，避免出现质量事故。
（2）加强施工区排水，确保所有开挖在无积水状态作业.
五、开挖工程设备配置
表5-1主要设备配置表
序号
设备名称
规格
单位
数量
备注
1
挖掘机
1.0m3
台
12
2
风镐
台
2
3
手风钻
YT-28
台
6
4
空气压缩机
9m3/min
台
1
5
自卸汽车
斯太尔（15T）
辆
12
6
装载机
ZL50
台
5
表5-2施工人员配置
序号
工种
人数
备注
1
施工管理人员
12人
2
技术员及质检人员
2人
3
机械操作人员
24人
4
质检员
2人
5
安全员
2人
6
电工
2人
7
普工
10人
合计
54人
六、土方填筑施工方法:
本工程土方回填量24493m3，计划用1台120型推土机直接推入管槽内，局部地段配置一台ZL50装载机.土方夯填430100m3，填筑施工前,选择有代表性的填筑料，模拟正式填筑施工状况，做填筑试验。
填筑试验包括铺料方式、铺料厚度、夯实方式及重量、碾压遍数、含水量调整等施工参数试验；复检进行土料土层之间和土料本身结构状况，包括颗粒级配、干密度、渗透系数、压缩系数和抗剪强度以及压实层的孔隙率、干密度和压实系数等试验，以确定合理的碾压施工参数，然后根据生产性试验确定的参数进行填筑施工.如发生疏松土层、结合不良或发生剪切破坏等情况，分析其原因并制定改善措施。
试验场地初步选定在开挖成型的管槽内,长50m，碾压试验前，对试验场地基础按要求加以平整，用打夯机逐层进行摊铺和碾压，完成上述要求的各项试验内容,并对各料区填筑料的铺料方式、铺料厚度、加水量、夯实前后的填料颗粒级配、含水量、渗透系数、干容重和孔隙率进行分析比较,以求获得合理的夯实参数。
1、夯填土料的选择
回填土料尽量直接利用附近开挖的合格料、堆存料，对设计要求使用不同回填料的部位，从监理指定的料场开采。
其施工工艺为：
⑴料场规划：
在开工后,对业主指定的土料场，根据填筑所需的用量，进行料场规划,确定开采面积、开采深度及开采方式等。
⑵现场施工布置,包括开采道路、排水设施、水电供应等，根据现场实际情况及料场规划来确定.
⑶测量放样:
先进行料场复测，确定开采范围；并根据料场规划进行开采放样。
⑷料场覆盖层剥离：
采用推土机、反铲等对料场覆盖层进行开挖清理，开挖料运至业主或监理指定的地点堆存，后期根据业主或监理要求对开采区进行复耕。
⑸料场开采：
开采方式按开采试验的成果选配机械设备，采用1。
0m3反铲挖掘机和3m3装载机挖装、推土机集料,10～15t自卸车运输.
⑹开采过程中，严格控制筑堤土料的含水量，当料场土料的天然含水量大于或小于施工填筑含水量时，根据土料开采方式、装运卸流程、气象条件等因素,对料场土料含水量进行调整。
调整方法以翻晒和加水为主.
2、土料平衡调配
本标段明挖土方805816m3，土方填筑总方量430100m3.施工过程中，尽量利用开挖合格料直接填筑，减少二次挖装和转运,以降低成本；对不能直接填筑的堆存料，进行合理规划,确保填筑时土方供料的可靠性和均衡性。
并将弃料用汽车拉运在业主指定的弃料场集中堆放。
3、施工工艺及方法
⑴施工布置
土方填筑施工充分利用土方开挖形成的施工道路.填筑施工过程中需兼顾相邻部位的混凝土浇筑施工，根据已浇混凝土的龄期、形状特点、填筑部位断面尺寸等选择合理的设备和碾压方式。
⑵施工工艺
土方填筑施工工艺流程见下图:
⑶土方填筑施工方法
①铺土与卸料
填筑施工作业面长度不小于50m，基础经验收合格后，即可开始回填施工，用推土机或装载机运料至工作面,人工平整，填筑层厚约30～50cm。
具体根据试验确定。
②填土先从基础面低洼处开始，用蛙式打夯机或振动平板夯夯实。
③土方填筑工程采用分段水平分层填筑法按设计断面自下而上分层填筑、分层压实。
坝体填筑时,从临时上坝道路拉运上坝料进行坝体填筑。
④施工工艺及方法
坝体填筑料采用1。
0m3挖掘机和1.6m3挖掘机或3m3装载机装料,20t自卸汽车运输上坝后,由T220推土机摊铺整平,20t自行式振动碾压实，坡角、坡面结合处用夯板机分薄层夯实,坝体坡面采用10t斜坡振动平碾压实.大坝和旁路进水系统同时施工，分区作业。
⑤坝体填筑的分区和分块
根据本工程特点大坝面填筑配置2套碾压设备，整体平起填筑。
大坝填筑划分为三个施工块采用流水作业法组织施工，即一个施工块铺料填筑，一个施工块碾压，一个施工块取样验收,施工块沿坝轴线布置划分。
⑥坝体施工道路布置
在大坝坡面随坝体填筑修建一条填筑道路即可满足填筑需要。
⑦坝体缺陷处理及坝体填筑
A。
坝体填筑前的技术准备
（1）大坝填筑前坝基所有勘探孔坑槽和洞穴、溶洞等和其它基础处理工程均应按施工图纸的要求夯填10％水泥土。
（2）坝基中如布置有观测设备、接地设施时，必须在仪器埋设完成并经过质量隐蔽验取合格后才能开始填筑。
（3）坝基开挖结束，具备填筑条件时，必须由监理人组织基础验取合格后才能开始填筑。
（4）大坝填筑施工的措施计划和其中的主要技术参数经试验证实符合设计要求，并经过监理工程师批准后才能实施。
⑧坝体外斜坡道的设置要求
坝体外运输坡道最大纵坡不大于10%，随坝体上升找平过程中,坡道侧面未压实的填筑料挖下铺平，使该填筑料与后填筑的填筑料一并压实成符合设计要求的整体。
⑨坝体填筑顺序
坝体填筑先从基础面低洼处开始，用蛙式打夯机或振动平板夯夯实.当填筑厚度满足一碾压层后，填筑料采用20T自卸车运输，后退法卸料，倒料顺序可从中间向两端进行，以利流水作业。
卸料的堆与堆之间留1.0m左右间隙，采用推土机平仓，碾压采用20t自行式振动碾，碾压时采用错距法顺坝轴线方向进行,中低速行驶。
铺料层厚及碾压遍数严格采用碾压试验确定并经监理工程师批准的参数施工，铺筑碾压层次分明，做到平起平升，以防碾压时漏振欠振。
洒水在碾压前提早进行,专人负责,加水量按10-15%左右控制，实际施工时根据试验情况调整,在碾压过程中根据需要补洒水，洒水采用10m3洒水车按碾压先后次序分区洒水。
上坝料必须保证质量，严禁草皮、树根及含水量小于5％的填筑料上坝。
坝体填筑尽可能做到大面积铺筑施工,保持坝体均匀上升，以减少接缝,当采用分期分块填筑时,对块间的接坡处采用台阶式的接坡方式，对接坡处的虚坡必须挖除重填，以保证接坡处压实度符合设计要求。
⑩坡面碾压
坡面碾压在坝体填筑上升5-10m后进行。
坝体填筑时,向上游坡面法线方向超填15-30cm，为坡面整修提供条件，并为斜坡碾压提供沉降量。
坡面采用人工修整，修整后由10t的斜坡牵引碾静碾6遍，再振碾8遍（半振法），碾压过程中，局部不平整部位进行人工二次修整。
内外坡面斜坡碾压、修正整平后，即可进行大坝坡面网格护坡及草皮护坡。
⑾大坝背水坡反滤层填筑
大坝背水坡反滤层在大坝背水坡清坡完毕后填筑，反滤层区后退法卸料,适量洒水，人工摊铺，控制铺层厚度30cm，用平板振动夯沿平行于坝轴线方向振压6～8遍,使密实度达到设计要求。
⑿坝体填筑接合部的处理
A.大坝各区料的界面处理
大坝填筑各区料的交接界面如大坝背水坡反滤层须在大坝主填筑料填筑至反滤层顶部高程并进行坡面碾压后填筑，必须保证反滤层区不侵占主填筑料区、弃土堆整保护区不侵占反滤层区。
B。
坝体与岸坡接合部的填筑
坝体地基要求不能有“反坡”现场，因此对边坡的反坡部位先进行削坡，在接合部位填筑时，应减薄填筑铺料厚度，清除所有的不合格料，碾压设备顺岸坡方向碾压，碾压不到的部位改用平板夯碾压密实。
C。
坝体分期接合部的施工
坝体分期接合部位，存在一定宽度的半压实状态的松散料。
在下一期填筑外部料时必须加以处理，处理的方法主要采用推土机削坡处理，在后填筑区填每一次新料时，靠近先填筑体边坡处留一沟槽,推土机在新填筑层上部削坡，把原半压实状态的松散料清除到预留沟槽内,削坡宽度视先填筑层的厚度确定半压实体的宽度,一般为1。
0~2。
0m，然后采用振动碾顺边坡方向骑缝碾压结合部，随着后填区的升高逐层进行削坡处理，依次边削边填边碾压到顶部。
D。
坝体分层接合面的施工
坝体分层接合面，在检验合格后在摊铺层填筑料时必须加以处理，处理的方法是先用洒水车进行适量洒水，然后由用推土机挂刨毛机进行刨毛处理，然后再摊铺上一层填筑料。
E.坝体填筑体软弱体处理
坝体填筑时，填筑面呈向大坝外侧略倾的坡度以利雨季排水,如遇暴雨，可对已填筑待检验段和碾压段加盖塑料布防水，已摊铺段须待天晴后翻晒至含水率合格后再碾压，否则不许碾压。
若已填筑段因雨水浸泡而出现软弱体、“弹簧土"时，需对软弱体、“弹簧土”进行挖除，重新换填检验合格后再进行上一层施工。
F。
大坝土方填筑资源配置
根据施工总进度计划安排，本工程坝体填筑平均强度为3000m3/天,为满足大坝填筑强度的要求,必须配置数量充足的施工机械设备，并使整个填筑过程（挖、运、堆、压）的各种机械成龙配套，以提高劳动生产率。
1）大坝填筑主要施工机械设备
大坝填筑主要机械设备需要量表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
液压挖掘机
1。
0—1。
6m3
台
3
反铲
2
装载机
ZL50
台
3
3
推土机
TY220
台
2
4
自卸汽车
20t
辆
10
5
振动碾
YZ-20C20t
台
2
6
振动碾
周边碾1t
台
1
7
斜坡碾
10t
台
1
8
平板夯
台
5
9
洒水车
10m3
辆
5
10
测量仪器
套
1
11
土工试验设备
套
1
2）劳动力需要量
为满足大坝填筑的施工要求，必须配备的人员负责施工机械的操作，现场生产管理及协调等各项工作,大坝填筑等各项工作所配置主要劳动力如下表所示：
主要劳动力配置表
序号
工种
人数
主要工程内容
1
挖掘机驾驶员
12
挖渣装车机械操作
2
自卸车驾驶员
20
运输砂砾石料机械操作
3
推土机驾驶员
6
工作面清理、铺料
4
装载机驾驶员
4
装挖垫层、过渡层料及砂砾料
5
振动碾驾驶员
2
碾压
6
测量工
3
测量
7
修理工
5
汽车、起重机等机械修理
8
电工
2
安设照明灯及用电接线
9
交通指挥人员
4
交通指挥、仓面填筑协调管理
10
普工
20
工作面施工配合填筑料平整及其他杂
11
试验工
3
土工试验及混凝土试验等
合计
81
⒀雨季和冬季施工
雨季施工期间，收集天气预报的同时，做好防雨准备，注意土场及坡面排水.雨天和雨后一定时间内,禁止机械和人员在已碾压的土面上行走。
雨后复工时，第一层采用薄层铺筑碾压，以免因雨后清淤造成局部坑洼部位填土的超厚，待大面积填平后，再恢复正常的回填.入冬前,作好土料开采场的排水和防冻.
4、砂砾石填筑
（1）砂砾石填筑料,再未取得试验参数前,可参考以下规定:
铺料厚度25cm；
采用1T振动板夯实6~8遍;经压实后的砂砾石填筑料的孔隙率应不大于22％。
经压实后的砂砾石填筑料的相对密度应不小于0.8。
（2）砂砾石料填筑的位置、尺寸、分区、材料级配、粒径范围应符合施工详图的要求。
（3）砂砾石料铺筑宜采用进占法卸料，必须及时平料，每层铺料后都应用仪器检查铺料厚度。
（4）砂砾石填筑料在铺料和碾压过程中应加水湿润,气温0℃以上时，加水量为填筑量的20%~25％；0℃以下不洒水，但要增加碾压遍数。
最终由碾压试验确定。
（5）砂砾石在与岸坡或混凝土建筑物接触处铺料时不得发生粗颗粒集中现象,应力求做到粗细颗粒搭配.边角部位的压实用蛙式打夯机仔细压实。
（6）各碾压段之间纵、横向搭接分别不应小于0.5m和1.0m。
（7）砂砾石料纵、横向接坡宜采用台阶收坡法施工，台阶宽度不宜小于1。
0m,若受场地限制也可按稳定边坡收坡，但回填接坡时,必须削坡至合格面后方可铺料,并使打夯机紧贴接坡面夯实。
七、库区碾压
1、本工程库区碾压工程量为210058m3，库区碾压的实验目的:
1.1测定坝体填筑各种料准确的参数，为填筑期施工的质量、检查、验收提供第一手资料。
1.2通过实验确定各种坝体填筑碾压设备的性能和所能达到的指标。
1.3通过多组实验,测定不同料在不同设备、碾压方式下的变化状态，选择最优参数值。
1.4测定坝体填筑各种料准确的参数后，由取样控制向参数控制过渡，加快进度。
2。
碾压实验的项目
分组测定不同区不同区域铺料方式、铺料厚度、振动碾的类型及重量，碾压遍数、铺料过程中的洒水量、压实层的孔隙率和干容重等项目。
3。
大坝施工原材料试验项目
对于从各料场取用的永久工程填筑料，在填筑工程开工前先进行原材料取样试验，确保各用料质量符合设计要求，取样试验项目主要包括如下内容：
3。
1填筑料的比重、容重;
3。
2填筑料的的视比重；
3.3填筑料的抗压强度、软化系数：
3.4填筑材料的室内渗透试验；
3.5填筑料的颗粒级配情况等。
4.大坝填筑碾压试验
在填筑工程开工前，完成大坝填筑碾压试验报告，报工程师批准，填筑碾压试验的内容主要包括:
坝体主填筑料、背水坡排水反滤层、弃土堆整料的铺料方式、铺料厚度、振动碾的型号及重量、碾压遍数、碾压速度、铺料过程中的加水量、压实层的孔隙率、干密度、沉降量、压实后级配等试验,以及渗透性试验。
碾压试验地点初选在大坝上游地基较坚实平坦的地段,场地选择先报工程师批准后,再进行试验场地的准备工作，试验前先进行修路、场地平整,清除覆盖层并铺一层砂砾石压实，压实度必须大于坝体的压实要求,同时做好通水通电等准备工作，保证试验正常进行。
试验场地规划1000—2000m2。
碾压试验参数主要包括使用机械参数和施工参数两大类,本工程根据我公司以往类似工程的实践经验，计划使用的几种碾压设备与初步拟定的施工试验参数见下表，碾压试验采用逐步淘汰法进行，先固定其他参数，只变动一个参数，通过试验求得该参数与压实干密度的关系曲线，选取合理最优值，然后固定此参数，变动另一个参数，通过试验求得第二个参数的合理最优值，依此类推完成整组参数试验。
通过试验整理、绘制如下关系曲线：
以铺层厚度H（一般为0.3-0。
5m）为参数，绘制压实沉降值h与碾压遍数N（一般为6—8遍）的关系曲线；
以铺层厚度H为参数，绘制干密度γd与碾压遍数N的关系曲线；
经过计算，绘制孔隙率n与碾压遍数N的关系曲线；
绘制各试验单元的填筑料级配曲线；
绘制在最优参数组合条件下，压实密度与加水量的关系曲线;
最后用全部合理最优参数再进行一次复核试验，若碾压结果能满足设计、施工要求时，整理完整的试验结果报工程师批准后严格照此施工。
整个试验参数的量测在邀请工程师在场的情况下进行，通过上述关系曲线确定最佳压实参数及配套机械，作为坝体填筑的依据。
大坝碾压试验初拟参数表
序号
项目名称
单位
大坝填筑料
1
铺料厚
cm
30-50
2
碾压遍数
遍
6—8
3
行车速度
Km/h
1。
5～2.5
4
加水量
%
10～15
5
碾压机械
1、YZ18型自行式振动碾
2、YZ26c型振动碾
3、10t斜坡振动碾
6
备注
通过碾压试验后最终确定最优碾压参数及碾压机具。
4.1碾压试验场地的选择
压试验场地选择在大坝上游右岸侧平地进行。
4。
2碾压试验的施工准备
a。
试验前先对填筑区域内的基层面进行清理,采用反铲与推土机联合作业，清除填筑基层面上的杂物，并对基底面进行整平压实处理，然后进行基底挖坑干密度试验，干密度符合要求后开始碾压试验.
b。
试验场地整平压实处理后，在填筑区域外施工影响不到的合适地方做临时高程基准点,以备各填筑单元的网格测点相对高程的施测.
4。
3施工用水
碾压试验施工用水根据实际情况采用10t洒水车供水.
4.4碾压试验的施工方法
（1）工艺流程
填筑料碾压试验具体的工艺流程如下所示：
扪土基底整平基底干密度试验方格网布置及测量铺料整平布置测量方格网洒水碾压测量沉降值相关试验（渗透性试验）
（2）施工方法
a、扪土
在库区右岸土料场表层清理后，一边用挖掘机挖土堆放，一边用洒水车高压喷头洒水，洒水量控制到15％,放置24小时后使用。
b、整平
基底整平均采用推土机整平，人工局部找平.
c、铺料
填筑采用进占法铺料；垫层料、过渡料采用后退法铺料主要采用反铲和人工辅助配合摊铺。
d、布置测量方格网
布置1。
5m×2m的方格网，方格网中间放置一块较平整的石块并加以标识,用于布置测量控制点。
e、洒水
填筑试验前，测定不同填筑料的含水率，并提前3—5天对填筑料洒水，洒水量在0％～20％范围内控制;洒水量分别用洒水车或水表计量，比例为体积比。
f、碾压
水平碾压时,振动碾在振动滚筒宽度的同一碾压带上进退碾压,进退时均起振并各算一遍.错距碾压时两条相邻碾压带连接处碾痕重叠20cm。
g、测量沉降值
分别测量各碾压区不同碾压遍数的沉降值.
h、相关试验
试验包括干密度、级配、孔隙率等参数测定。
根据不同填筑料选定试验用的铁环直径，试坑深度为填筑层厚，试坑体积用注水法测定，积水面层采用聚氯乙烯塑料薄膜，灌水计量采用称量。
特殊垫层试坑体积用灌标准砂法测定。
i、渗透性试验
按试验规范要求测定.
八、坝顶碎石路面工程
坝顶为碎石路面数量为4007m3。
施工采用机械为主人工配合的施工方法。
①碎石要符合规定的级配要求,级配不符合要求时，需筛除超尺寸颗粒，或掺加另一种砂砾或砂，使其符合要求。
②施工前对下承层进行整理，将路基表面浮土杂物全部清除，对个别松散处采用压路机进行碾压，洒水湿润,然后进行施工放样。
③在下承层上恢复中线，直线为15m设一桩，平曲线段每10m设一桩，并在两侧路肩边缘外设0。
3～0。
5m指示桩。
进行高程测量，在两侧指示桩上用明显标记标上垫层边缘的设计高。
④集料装车时，控制每车料的数量基本相等，平地机摊铺整平，表面应力求平整。
⑤整形后,当混合料的含水量等于或略大于最佳含水量时，立即用压路机进行碾压。
压实度达到设计要求为止。
施工工序如下：
清基施工放样运输和摊铺洒水碾压检测压实度
其施工工艺框图见附表.
⑥碾压过程注意事项：
（a）如有“弹簧”、“松散”、“起皮"等现象，必须及时翻开重新拌和或换填新拌混合料，使其达到质量要求；
（b）若水份散失快，表面干燥，必须补充洒水，使混和料含水量在碾压过程中始终保持略高于最佳含水量；
注意两侧多压两遍,轮迹重叠l/3～l/2。
（c）接缝处理：
主要处理横向接缝。
具体方法为：
每日作业结束或摊铺机因故停机较长时间时，将摊铺机的熨平板提起来,驶离混合料末端，人工将这些混合料摊开，铺筑厚度要略大于摊铺机摊铺厚度。
紧靠混合料放一根长方木，方木的高度与混合料的压实厚度相同，在方木的下面挖一道槽，使方木更加固定.方木另一侧用砂砾回填3～5m长,高度略高于方木高度。
整平方木两端的填料后即开始碾压，碾压成型后洒水养生,下次摊铺之前,先将砂砾或碎石铲走，并取下方木，将下承层打扫干净,在完成碾压的结构层上放两块长木板，把摊铺机的熨平板搭在木板上,用水准仪测出熨平板底面高程，调整木板厚度，使熨平板底面标高与结构层虚铺的设计标高一致，然后开始铺筑。
（d）养生：
每一施工段压实度检测合格后立即养生。
采用薄膜养生，养生期至少7天，气温较低时适当延长。
养生期禁止一切车辆通行和其他作业。
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