大学课程《水利水电工程施工质量监控基础》PPT教学课件：23.土石方工程施工质量控制.pptx

1、土石方工程施工质量控制,主讲：闵江涛 杨凌职业技术学院 副教授,水利工程施工质量监控技术,目录,1,2,石方开挖施工质量控制,土方填筑施工质量控制,土石方工程施工的土石分级水利水电工程施工中常用的土石分级，依开挖方法、开挖难易、坚固系数等，共划分为16级，其中土分4级，岩石分12级。土石方平衡调配原则水利水电工程施工，一般有土石方开挖料和土石方填筑料，以及其他用料，如开挖料作混凝土骨料等。在开挖的土石料中，一般有废料，还可能有剩余料等，因此要设置堆料场和弃料场。土石方平衡调配的基本原则是在进行土石方调配时要做到料尽其用、时间匹配和容量适度。,1.1 基础知识,1 石方开挖施工质量控制,在水电建

2、设中，常需开挖大量石方，石方开挖普遍使用的方法是爆破开挖法。爆破法开挖石方的基本工序有钻孔、装药、起爆、挖装和运卸等。通常使用的爆破方法有浅孔爆破法、深孔爆破法、预裂爆破及洞室爆破法等。（1）岩石岸坡单元工程分为岩石岸坡开挖、地质缺陷处理2个工序,其中岩石岸坡开挖为主要工序。（2）岩石岸坡及地质缺陷处理均应满足施工质量标准要求。,1.2 岩石岸坡开挖质量控制,1 石方开挖施工质量控制,保护层或深度小于4.0m岩层的开挖，采用限制药包量的浅孔小炮爆破，用手风钻或轻型穿孔机钻孔，孔径小于75mm。保护层开挖应按照三分之一或二分之一原则分层进行。最后由人工或使用风镐撬除松动岩块。1.3.1 一般规定

3、：(1)一般岩石基础开挖应自上而下进行；(2)基础岩体爆破开挖应留足保护层；(3)基础开挖中,对设计开口线外坡面、岸坡和坑槽、开挖壁面等,均须处理,并及时测量检查,防止欠挖。(4)不良的地质条件,对爆破孔的深度和最大起爆药量,应根据具体条件由施工、地质和设计单位共同研究确定,实施之前必须报监理工程师审批。(5)实际开挖轮廓应符合设计要求。(6)爆破施工预留保护层厚度不小于1.5m,清除保护层时,必须采用浅孔、密孔、少药量火炮爆破开挖,建基面必须无松动岩块、无爆破影响裂隙。,1.3 岩石基础开挖质量控制,1 石方开挖施工质量控制,(7)在建筑物及新浇筑混凝土附近进行爆破时,必须考虑爆破对其影响。

4、(8)水工建筑物岩石基础开挖，应采用钻孔爆破法施工。严禁在设计建基面、设计边坡附近采用洞室爆破法或药壶爆破法施工。(9)工程施工前应进行爆破试验，选定爆破参数，以确保建筑物基础的安全。1.3.2 质量检查处理要点(1)开挖后的建筑物基础轮廓不应有反坡，若山现反坡时均应处理成顺坡，对于陡坎应将其顶部削成钝角或圆滑状。(2)建基面应整修平整。(3)建基面如有风化、破碎，或含有软弱夹层和断层破碎带以及裂隙发育和具有水平裂隙等，均应用人工或风镐挖到设计要求的深度。(4)建基面附有的方解石薄脉、黄锈（氧化铁）、氧化锰、碳酸钙和黏土等，经设计、地质人员鉴定，认为影响基岩与混凝土的结合时，都应清除。(5)建

5、基面经锤击检查松动的岩块，必须清除干净。(6)易风化及冻裂的软弱建基面，当不能及时覆盖时，应采取专门技术措施处理。(7)在建基面上发现地下水时，应及时采取措施进行处理，避免新浇筑混凝土受到损害。1.3.3 施工质量标准岩石基础开挖单元工程分为岩石基础开挖、地质缺陷处理两个工序，其中岩石基础开挖工序为主要工序。,岩体中洞室开挖施工的传统方法是钻孔爆破法；对中硬度以下围岩也采用掘进机法。在浅埋软土地基中开挖水工隧洞的近代方法是盾构法和顶管法。全断面隧洞掘进机（简称TBM）是一种专用的开挖设备，它利用机械破碎岩石的原理，完成开挖、出渣、衬砌联合作业，连续不断地进行掘进。盾构隧道掘进机，是一种隧洞掘进

6、的专用工程机械，是一个横断面外形与隧洞横断面外形相同、尺寸稍大、利用回旋刀具开挖、内藏排土机具、自身设有保护外壳，用于暗挖隧洞的机械。顶管施工是继盾构施工之后发展起来的一种土层地下隧洞施工方法，主要用于输水隧洞的施工。它不需要开挖地层，是一种非开挖的敷设地下管道的施工方法。,1.4 洞室开挖工程质量控制,1 石方开挖施工质量控制,1.4.1 一般规定（1）开挖过程中应对地质揭露的各种地质现象进行编录，预测预报可能出现的地质问题。（2）应按施工组织设计要求设置弃渣场，不得随意弃渣。（3）开挖壁（坡）面应稳定，无松动岩块，且满足设计要求。（4）地下洞室开挖，一般不应欠挖，尽量减少超挖，其开挖半径的

7、平均径向超挖值不得大于20cm1.4.2 光面爆破及预裂爆破的效果应达到下列要求（1）残留炮孔痕迹，应在开挖轮廓面上均匀分布（炮孔痕迹保存率，一般硬岩不少于80%，中硬岩不少于70%，软岩不少于50%）；,1.4 洞室开挖工程质量控制,1 石方开挖施工质量控制,（2）相邻两孔间的岩面平整，孔壁不应有明显的爆震裂隙；（3）相邻两茬炮之间的台阶或预裂爆破孔的最大外斜值，不应大于20m；（4）预裂爆破的预裂缝宽度，一般不宜小于0.5cm。1.4.3 岩石洞室开挖质量控制单元工程划分：（1）平洞开挖工程通常以每个区、段、或混凝土浇筑块划分为一个单元工程。（2）竖井（斜井）开挖工程宜以每515m划分为一

8、个单元工程。（3）洞室开挖工程可参照平洞或竖井划分单元工程。,1.4 洞室开挖工程质量控制,1 石方开挖施工质量控制,（一）黏性土的填筑标准含砾和不含砾的黏性土的填筑标准应以压实度和最优含水率作为设计控制指标。设计最大干密度应以击实最大干密度乘以压实度求得。压实度越高，密度越大，材料整体性能越好。压实度是指工地上实际达到的干密度与室内标准击实实验所得最大干密度的比值。1级、2级坝和高坝的压实度应为98%l00%，3级中低坝及3级以下的中坝压实度应为96%98%。设计地震烈度为8度、9度的地区，宜取上述规定的大值。（二）非黏性土的填筑标准砂砾石和砂的填筑标准应以相对密度为设计控制指标。砂砾石的相

9、对密度不应低于0.75，砂的相对密度不应低于0.7，反滤料宜为0.7。,2.1 土料填筑标准,2 土料填筑施工质量控制,根据施工方法、施工条件及土石料性质的不同，坝面作业施工程序包括铺料、整平、洒水、压实（对于黏性土料采用平碾，压实后尚须刨毛以保证层间结合的质量）、质检等工序。为了不使各工序之间相互干扰，可按流水作业进行组织。2.2.1 铺料铺料宜平行坝轴线进行，铺土厚度要均匀，超径不合格的料块应打碎，杂物应剔除。进入防渗体内铺料，自卸汽车卸料宜用进占法倒退铺土，使汽车始终在松土上行驶，避免在压实土层上开行，造成超压，引起剪力破坏。汽车穿越反滤层进人防渗体，容易将反滤料带入防渗体内，造成防渗土

10、料与反滤料混杂，影响坝体质量。2.2.2整平按设计厚度铺料整平是保证压实质量的关键。一般采用带式运输机或自卸汽车上坝卸料，采用推土机或平土机散料平土。,2.2 坝面作业的基本要求,2 土料填筑施工质量控制,2.2.3洒水黏性土料含水量偏低，主要应在料场加水。对非黏性土料，为防止运输过程脱水过量，加水工作主要在坝面进行。石渣料和砂砾料压实前应充分加水，确保压实质量。对于汽车上坝或光面压实机具压实的土层，应刨毛处理，以利层间结合。通常刨毛深度35cm。2.2.4 碾压 碾压机械的开行方式通常有：进退错距法和圈转套压法两种。进退错距法操作简便，碾压、铺土和质检等工序协调，便于分段流水作业，压实质量容

11、易保证，可在碾压带的两侧先往复压够遍数后，再进行错距碾压。圈转套压法要求开行的工作面较大，适合于多碾滚组合碾压。其优点是生产效率较高，但碾压中转弯套压交接处重压过多，易于超压。,2.2 坝面作业的基本要求,2 土料填筑施工质量控制,2.2.4 碾压碾压机械碾压实土料的方法：,a.进退错距法 b.圈转套压法 c.套压夯实法,2.2 坝面作业的基本要求,2 土料填筑施工质量控制,2.2.5 接头处理在坝体填筑中，层与层之间分段接头应错开一定距离，同时分段条带应与坝轴线平行布置，各分段之间不应形成过大的高差。接坡坡比一般缓于1：3。坝体填筑中，一般都采用土、砂平起的施工方法。一种是先土后砂法，另一种

12、是先砂后土法。对于坝身与混凝土结构物（如涵管、刺墙等）的连接，靠近混凝土结构物部位不能采用大型机械压实时，可采用小型机械夯或人工夯实。填土碾压时，要注意混凝土结构物两侧均衡填料压实，以免对其产生过大的侧向压力，影响其安全。,2.2 坝面作业的基本要求,2 土料填筑施工质量控制,主要包括料场的质量检查和控制、坝面的质量检查和控制。2.3.1 料场的质量检查和控制（1）对土料场应经常检查所取土料的土质情况、土块大小、杂质含量和含水量等。其中含水量的检查和控制尤为重要。简单办法是“手检”，即手握土料能成团，手指搓可成碎块，则含水量合适。（2）若土料的含水量偏高，一方面应改善料场的排水条件和采取防雨措

13、施，另一方面需将含水量偏高的土料进行翻晒处理，或采取轮换掌子面的办法。若以上方法仍难满足要求，可以采用机械烘干法烘干。（3）当含水量偏低时，对于黏性土料应考虑在料场加水。对非黏性土料可用洒水车在坝面喷洒加水，避免运输时从料场至坝上的水量损失。（4）当土料含水量不均匀时，应考虑堆筑“土牛”（大土堆），使含水量均匀后再外运。（5）对石料场应经常检查石质、风化程度、石料级配大小及形状等是否满足上坝要求。如发现不合要求，应查明原因，及时处理。,2.3 土石坝施工质量控制,2 土料填筑施工质量控制,2.3.2 坝面的质量检查和控制（1）在坝面作业中，应对铺土厚度、土块大小、含水量、压实后的干密度等进行检

14、查，并提出质量控制措施。对黏性土，含水量的检测是关键，可用含水量测定仪测定。干密度的测定，黏性土一般可用体积为200500cm3的环刀取样测定；砂可用体积为500cm3的环刀取样测定；砾质土、砂砾料、反滤料用灌水法或灌砂法测定；堆石因其空隙大，一般用灌水法测定。当砂砾料因缺乏细料而架空时，也用灌水法测定。（2）在施工特征部位和防渗体中，选定一些固定取样断面，沿坝高5l0m，取代表性试样（总数不宜少于30个）进行室内物理力学性能试验，作为核对设计及工程管理之根据。（3）对于反滤层、过渡层、坝壳等非黏性土的填筑，主要应控制压实参数。在填筑排水反滤层过程中，每层在25m25m的面积内取样l2个；对条形反滤层，每隔50m设一取样断面，每个取样断面每层取样不得少于4个，均匀分布在断面的不同部位。,2.3 土石坝施工质量控制,2 土料填筑施工质量控制,（1）通常每一区、段的每一层即为一个单元工程。（2）土料填筑单元工程分为结合面处理、卸料及铺填、土科压头、接缝处现，其中土料压实工序为主要工序。,2.4 土料填筑单元工程质量评定,2 土料填筑施工质量控制,课程到此结束，谢谢大家！,水利工程施工质量监控技术课程团队,