土石壩施工綜合機械化方案的選擇

李玉鵬 馬國棟 李麗波

（黑龍江省引嫩工程管理處，黑龍江 大慶 163000）

1 選擇機械化施工方案通常應(yīng)考慮如下原則

適應(yīng)當?shù)貤l件，保證施工質(zhì)量，生產(chǎn)能力滿足整個施工過程的要求。機械設(shè)備性能機動、靈活、高效、低耗、運行安全、耐久可靠。通用性強，能承擔先后施工的工程項目，設(shè)備利用率高。機械設(shè)備要配套，各類設(shè)備均能充分發(fā)揮效率，特別應(yīng)注意發(fā)揮主導(dǎo)機械的效率，譬如在挖、運、填、壓作業(yè)中，應(yīng)充分發(fā)揮龍頭機械挖掘機的效率，以期為其他作業(yè)設(shè)備效率的提高，提供必要的前提和保證。設(shè)備購置及運行費用低易于獲得零、配件的儲備，便于維修、保養(yǎng)、管理和調(diào)度。應(yīng)從采料工作面、回車場地、路橋等級、卸料位置、壩面條件等方面創(chuàng)造相適應(yīng)的條件，以便充分發(fā)揮挖、運、填、壓各種機械的效能。

2 開挖和運輸機械的選擇

它主要根據(jù)土料上壩強度、料場位置、土料特性、儲量、分布以及可供選擇的機械型號、容量、能耗等多種因素確定。若料場土層厚，沿高度方向分布均勻，或采用混合土料能夠滿足質(zhì)量要求時，以采用液壓反向鏟挖掘機開挖較好，因液壓反向鏟挖掘機機動靈活性及市場占有率比較高，同時他還能挖掘停機地面以下較深的土料，也可用于水下開挖。反之，若土料呈薄層分布，土料特性是硬度不大的輕級或中級土料，含水量不太高，運距較短，道路和采區(qū)坡度較緩，以采用裝載機挖運為宜，因在含水量高的粘性土料中開行，行駛阻力大；潮濕的粘土緊貼斗壁，卸土困難；干散的砂性土在鏟斗的推動作用下，在開行的前方會形成土埂，增加開行阻力；砂礫料無粘結(jié)力，極易下滑，難以裝滿土斗，運距過長、坡面太陡會使裝載機生產(chǎn)率明顯降低。

運輸機械應(yīng)與開挖機械配套：（1）有軌運輸即可與循環(huán)挖掘機械配合，也可與連續(xù)挖掘機械配合，對于運量大、運距遠、儲料集中、洞橋少的線路往往較為經(jīng)濟合理，其缺點是機動靈活性小，裝料和卸料都需要轉(zhuǎn)運和儲料設(shè)備，道路坡度彎道的要求嚴格，在地形陡峻的地方，道路工程量大，線路成本高。（2）帶式運輸機與斗式挖掘機配合，具有挖運強度高，連續(xù)生產(chǎn)，管理方便等突出優(yōu)點，國內(nèi)石頭河水庫土壩工程和美國沃洛維爾土壩施工中均采用這種挖運方案。（3）汽車運輸機動靈活，受地形條件和運距限制很小，據(jù)統(tǒng)計，近三十年國內(nèi)外大中型土石壩工程絕大部分采用自卸汽車與挖掘機配合的方案。采用自卸汽車與挖掘機配合不僅要考慮路橋條件，還要考慮運距和挖掘機斗容量的大小，通過運距、挖掘機旋轉(zhuǎn)一周作業(yè)時間、自卸車車廂容量來確定自卸車數(shù)量，這樣能夠有效的避免裝、運、填系統(tǒng)排隊問題，從而保證施工過程人、機、地三不閑，避免施工干擾，有利于壩面作業(yè)多、快、好、省、安全地進行。

3 填筑要求及材料實驗也是決定機械的選擇的因素

3.1 填筑要求

（1）按技術(shù)規(guī)范清理場地后的地面，當?shù)孛鏅M坡不陡于1：5時，可直接填筑土方在穩(wěn)定的斜坡上，橫坡在1：10-1：5時，應(yīng)將原地表地翻松，再進行填筑；地面橫坡陡于1：5時，就應(yīng)將原地面挖成寬度不小于1m的臺階，臺階項面作為2%至4%的內(nèi)傾斜坡，再進行土方填筑。（2）填筑高度小于0.8m的地段，應(yīng)將清除表土后的地面翻松，并分層碾壓，其壓實度達到技術(shù)規(guī)范中的規(guī)定。（3）每層填料鋪設(shè)的寬度，應(yīng)超出每層路堤的設(shè)計寬度，以保證工后的土石壩邊緣有足夠的壓實度。（4）土石壩基底及土石壩體每層填土未經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗合格，不得進行填土擴上一層填土施工。（5）各種填方土石壩和橋涵等結(jié)構(gòu)物處的填土，其壓實度也應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。

3.2 材料實驗

（1）在填筑前，填方材料應(yīng)每5000m3以及在土質(zhì)時取樣，按JTJ051-93標準方法進行一次顆粒分析、液限和塑限、有機質(zhì)含量和擊實試驗；進行擊實試驗時，用重型擊實法確定土的最大干密度和最佳含水量。（2）填方材料的現(xiàn)場壓實試驗。Ⅰ、用于填方的各種主要填料，開工后，立即結(jié)合施工進度安排選擇面積約為1000m2的試驗場地進行現(xiàn)場壓實試驗，并將試驗結(jié)果報監(jiān)理工程師審批。Ⅱ、現(xiàn)場壓實試驗應(yīng)進行到能有效地該種填料達到規(guī)定的壓實度為止。試驗時記錄壓實設(shè)備的類型、最佳組合方式、碾壓遍數(shù)及碾壓速度、工序、每層材料的松鋪厚度、材料的含水量等，試驗結(jié)果經(jīng)監(jiān)理工程師批準后，即可作該種填料施工時使用的依據(jù)。（3）施工中每層填土的控制試驗，沿線長度每200m到4處土樣進行密度試驗。

綜合以上填筑要求，應(yīng)對設(shè)備的類型、最佳組合方式、碾壓遍數(shù)及碾壓速度、工序、每層材料的松鋪厚度、材料的含水量、作業(yè)靈活性等方面進行考慮，選擇適合該標段的有效機械進行組合，從而達到節(jié)能低耗的原則，大大降低施工成本。

[1]袁光裕.水利工程施工[M].北京：中國水利水電出版社.