前言

　　人類(lèi)社會(huì)發(fā)展到今天，資源變得如此的稀缺性。從發(fā)現(xiàn)資源到開(kāi)發(fā)資源到資源的枯竭。我們不得不反思“為什么是這樣子？”，答案很明確資源是有限的，而人類(lèi)的需求是無(wú)限的。我們要尋找循環(huán)的、清潔的、環(huán)保的資源是社會(huì)發(fā)展的永恒的指南針。

　　 水，作為萬(wàn)物之源是如此的珍貴。從原始社會(huì)到現(xiàn)代社會(huì)，事實(shí)證明，人類(lèi)的力量是弱小的，但人類(lèi)的智慧是強(qiáng)大的。中國(guó)作為一個(gè)古老而文明的國(guó)家，從古到今在水利水電世界上都作出了突出的貢獻(xiàn)。例如：京杭大運(yùn)河、都江堰水利工程、引灤入津及正在建設(shè)的南水北調(diào)等；水電有葛洲壩、劉家峽、小浪底、二灘、三峽等。

　　 中國(guó)，作為一個(gè)地形地質(zhì)復(fù)雜（幾乎包括世界所有種類(lèi)的地形地質(zhì)）。同樣中國(guó)也是一個(gè)災(zāi)難重重的國(guó)度——自然災(zāi)害頻頻發(fā)生，如旱、澇、泥石流、地震等。人類(lèi)發(fā)展的歷史也是人類(lèi)改造自然的歷史。

　　 實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)配置是我們共同的愿望。此時(shí)同時(shí)，神州大地將崛起體現(xiàn)人類(lèi)意志的標(biāo)志性上午建筑。隨著人類(lèi)對(duì)資源的無(wú)限需求，作為屬水電工程建設(shè)的每一個(gè)人都是一種挑戰(zhàn)（自然、地形、地質(zhì)、氣候更加的復(fù)雜，交通不便，將付出更大的代價(jià)）。然而，我們有信心有進(jìn)步才有發(fā)展，有發(fā)展才可以讓我們騰飛在蔚藍(lán)色的天空之上。

　　 作為普通人接觸的水電工程是看得見(jiàn)摸的著的東西，實(shí)際上它是表面的、膚淺的。而本質(zhì)的靈魂的東西才是它本身最偉大的世界。

萌芽篇

　　 我是一點(diǎn)，小小的一點(diǎn)。何為“海”，海納百川，分開(kāi)則為水與每。也就是我要每天與水接觸；“長(zhǎng)”則表示為時(shí)間的概念。我出生于一個(gè)交通不發(fā)達(dá)，電力緊張的地方。人們對(duì)水的需求變得怨天尤人。大自然是無(wú)情的是隨機(jī)的不會(huì)依照人類(lèi)的意志來(lái)執(zhí)行每一次命令。

　　 我只相信一點(diǎn)，聚點(diǎn)成線(xiàn)，聚線(xiàn)成面，聚面成體。

理論篇

　　 我是于2000年進(jìn)入四川電力學(xué)院的，當(dāng)時(shí)我的選擇是水工。從小我對(duì)水利水電方面就產(chǎn)生很大的興趣，我有時(shí)感覺(jué)我應(yīng)該屬于這個(gè)世界的一樣。我愿用一生來(lái)在這個(gè)世界行走→飛翔。

　　 在這里，我真正的尋找到了自己的天堂，這里條件很好。有很多實(shí)驗(yàn)室，里面有許多的儀器、模型，了解到水工歷史的具體體驗(yàn)。

　　 那時(shí)，老師給了我很多關(guān)心和機(jī)會(huì)，我非常的感謝我的父親及所有關(guān)心我的人，他們?cè)谖易钚枰�的時(shí)候幫了我，給我勇氣面對(duì)任何困難，并戰(zhàn)勝它。

　　 本人以施工放來(lái)對(duì)水電工程的一點(diǎn)理解。

第一章 土石壩施工

　　 土石壩包括各種碾壓式土壩、堆石壩和土石混合壩。土石壩具有就地取材，對(duì)壩基地質(zhì)條件要求不高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單節(jié)約三材和易于施工等優(yōu)點(diǎn)。隨著大型高效機(jī)具的采用，壩體防滲結(jié)構(gòu)和材料的改進(jìn)，施工人數(shù)的大量減少，施工工期的進(jìn)一步縮短以及施工費(fèi)用的顯著降低等，為土石壩的發(fā)展開(kāi)辟了廣闊前景。當(dāng)今國(guó)內(nèi)外不僅中低壩廣泛采用土石壩，而且興建的高土石壩也也來(lái)也多。砼面板堆石壩的經(jīng)濟(jì)性和快速施工，已成為壩工建設(shè)中具有很強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的一種新壩性，更是使土石壩“錦上添花”。

第一節(jié) 料場(chǎng)規(guī)劃

　　土石壩施工中，料場(chǎng)的合理規(guī)劃和使用，是土石壩施工中的關(guān)鍵技術(shù)之一，它不僅關(guān)系到壩體的施工質(zhì)量、工期和工程造價(jià)，甚至還會(huì)影響到周?chē)�的農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)。

　　施工前，應(yīng)配合施工組織設(shè)計(jì)，對(duì)各類(lèi)料場(chǎng)作進(jìn)一步的勘探和總體規(guī)劃、分期開(kāi)采計(jì)劃。使各種壩料有計(jì)劃、有次序地開(kāi)采出來(lái)，以滿(mǎn)足壩體施工的要求。

　　選用料場(chǎng)材料的物理力學(xué)性質(zhì)，應(yīng)滿(mǎn)足壩體設(shè)計(jì)施工質(zhì)量要求，勘探中的可供開(kāi)采量不少于設(shè)計(jì)需要量的2倍。在儲(chǔ)量集中繁榮主要料區(qū)，布置大型開(kāi)采設(shè)備，避免經(jīng)常性的轉(zhuǎn)移；保留一定的備用料場(chǎng)（為主要料場(chǎng)總儲(chǔ)量的20%～30%）和近料場(chǎng)，作為壩體合龍以及搶筑攔洪高程用。

　　在料場(chǎng)的使用時(shí)間及程序上，應(yīng)考慮施工期河水位的變化及施工導(dǎo)流使上游水位抬高的影響。供料規(guī)劃上要近料、上游易淹料先用；遠(yuǎn)料，下游不淹料后用。含水量高料場(chǎng)夏季用；含水量低料場(chǎng)雨季用。施工強(qiáng)度高時(shí)利用近料，強(qiáng)度低時(shí)利用遠(yuǎn)料，平衡運(yùn)輸強(qiáng)度，避免窩工。對(duì)料場(chǎng)高程與相應(yīng)的填筑部位，應(yīng)選擇恰當(dāng)，布置合理，有利于重車(chē)下坡。作到就近取料，低料低用，高料高用；避免上下游料過(guò)壩的交叉運(yùn)輸，減少干擾。

　　充分合理地利用開(kāi)挖棄渣料，對(duì)降低工程造價(jià)和保證施工質(zhì)量具有重要的意義。作到棄渣無(wú)隱患，不影響環(huán)保。在料場(chǎng)規(guī)劃中應(yīng)考慮到挖、填各種壩料的綜合平衡，作好土石方的調(diào)度規(guī)劃，合理用料。料場(chǎng)的覆蓋剝離層薄，有效料層厚，便于開(kāi)采，獲得率高。減少料物堆存、倒運(yùn)，作好料場(chǎng)的防洪、排水、防止料物污染和分離。不占或少占農(nóng)業(yè)耕地，作到占地還地、占田還田。

　　總之，在；料場(chǎng)的規(guī)劃和開(kāi)采，考慮的因素很多而且又很靈活。對(duì)擬定的規(guī)劃、供料方案，在施工中不合適的即使進(jìn)行調(diào)整，以取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

第二節(jié) 土石料開(kāi)挖運(yùn)輸

　　土石壩施工中，從料場(chǎng)的開(kāi)挖、運(yùn)輸，到壩面的平料和壓實(shí)等各項(xiàng)工序，都可由互相配套的工程機(jī)械來(lái)完成，構(gòu)成“一條龍”式的施工工藝流程，即綜合機(jī)械化施工。在大中型土石壩，尤其在高土石壩中，實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化施工，對(duì)提高施工技術(shù)水平，加快土石壩工程建設(shè)速度，既有十分重要的意義。

　　一、開(kāi)挖運(yùn)輸方案

　　壩料的開(kāi)挖與運(yùn)輸，是保證上壩強(qiáng)度的重要環(huán)節(jié)之一。開(kāi)挖運(yùn)輸方案，主要具壩體結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)、壩料性質(zhì)、填筑強(qiáng)度、料場(chǎng)特性、運(yùn)距遠(yuǎn)近、可供選擇的機(jī)械型號(hào)等多種因素，綜合分析比較確定。土石壩施工中開(kāi)挖運(yùn)輸方案主要有以下幾種。

　　1.正向鏟開(kāi)挖，自卸汽車(chē)運(yùn)輸上壩

　　正向鏟開(kāi)挖、裝載，自卸汽車(chē)運(yùn)輸直接上壩，通常運(yùn)距小于10km。自卸汽車(chē)可運(yùn)各種壩料，運(yùn)輸能力高，設(shè)備通用，能直接鋪料，機(jī)動(dòng)靈活，轉(zhuǎn)彎半徑小，爬坡能力較強(qiáng)，管理方便，設(shè)備易于獲得，在國(guó)內(nèi)外的高土石壩施工中，獲得了廣泛的應(yīng)用，且挖運(yùn)機(jī)械朝著大斗容量、大噸位方向發(fā)展。在施工布置上，正向鏟一般都采用立面開(kāi)挖，汽車(chē)運(yùn)輸?shù)缆房刹贾贸裳�環(huán)路，裝料時(shí)停在挖掘機(jī)一側(cè)的同一平面上，既汽車(chē)魚(yú)貫式地裝料與行駛。這種布置形式，可避免或減少汽車(chē)的倒車(chē)時(shí)間，正向鏟采用60°～90°的轉(zhuǎn)角側(cè)向卸料，回轉(zhuǎn)角度小，生產(chǎn)率高，能充分發(fā)揮正向鏟與汽車(chē)的效率。

　　2.正向鏟開(kāi)挖、膠帶機(jī)運(yùn)輸

　　國(guó)內(nèi)外很多水利水電工程施工中，廣泛采用了膠帶機(jī)運(yùn)輸土、砂石料。國(guó)內(nèi)的大伙房、岳城、石頭河等土石壩施工，膠帶機(jī)成為主要的運(yùn)輸工具。膠帶機(jī)的爬坡能力大，架設(shè)簡(jiǎn)易，運(yùn)輸費(fèi)用較低，比自卸汽車(chē)可降低運(yùn)輸費(fèi)用1 /3～1/2，運(yùn)輸能力也較高，膠帶機(jī)合理運(yùn)距小于10km，膠帶機(jī)可直接從料場(chǎng)運(yùn)輸上壩；也可與自卸汽車(chē)配合，作長(zhǎng)距離運(yùn)輸，在壩前經(jīng)漏斗由汽車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)上壩；與有軌機(jī)車(chē)配合，用膠帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)上壩做短距離運(yùn)輸。目前，國(guó)外已發(fā)展到可用膠帶機(jī)運(yùn)輸塊徑為400～500mm的石料，甚至向運(yùn)輸塊徑達(dá)700～1000mm的更大堆石料發(fā)展。

　　3.斗輪式挖掘機(jī)開(kāi)挖，膠帶機(jī)運(yùn)輸，轉(zhuǎn)自卸汽車(chē)上壩

　　當(dāng)填筑方量大，上壩強(qiáng)度高的土石壩，料場(chǎng)儲(chǔ)量大而集中，可采用斗輪式挖掘機(jī)開(kāi)挖，它的生產(chǎn)率高，具有連續(xù)挖掘、裝載的特點(diǎn)，斗輪式挖掘?qū)⒘限D(zhuǎn)入移動(dòng)式膠帶機(jī)，其后接長(zhǎng)距離的固定式膠帶機(jī)至壩面或壩面附近經(jīng)自卸汽車(chē)運(yùn)至填筑面。這種布置方案，可使挖、裝、運(yùn)連續(xù)進(jìn)行，簡(jiǎn)化了施工工藝，提高了機(jī)械化水平和生產(chǎn)率。石頭河土石壩采用DW-200型斗輪式挖掘機(jī)開(kāi)采土料，用寬1000mm、長(zhǎng)1200余m、帶速150m/min膠帶上壩，經(jīng)雙翼卸料機(jī)于壩面用12t自卸汽車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)卸料，日強(qiáng)度平均達(dá)4000～5000m︿3，最高達(dá)10000m︿3（壓實(shí)方）。美國(guó)圣路易土石壩施工中，采用特大型斗輪式挖掘機(jī)，開(kāi)采的土料經(jīng)兩個(gè)卸料口輪流直接裝入100t的底卸汽車(chē)運(yùn)輸，21個(gè)工作小時(shí)裝車(chē)1000車(chē)，取土高度12m，前沿開(kāi)挖寬度18.3m。

　　4.采砂船開(kāi)挖，有軌機(jī)車(chē)運(yùn)輸，轉(zhuǎn)膠帶機(jī)（或自卸汽車(chē)）上壩

　　國(guó)內(nèi)一些大中型水電工程施工中，廣泛采用采砂船開(kāi)采水下的砂礫料，配合有軌機(jī)車(chē)運(yùn)輸。在我國(guó)大型載重汽車(chē)尚不能充分滿(mǎn)足需要的情況下，有軌機(jī)車(chē)仍是一種效率較高的運(yùn)輸工具，它具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單修配容易的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)料場(chǎng)集中，運(yùn)輸量大，運(yùn)距較遠(yuǎn)（大于10km），可用有軌機(jī)車(chē)進(jìn)行水平運(yùn)輸。有軌機(jī)車(chē)運(yùn)輸?shù)呐R建工程量大，設(shè)備投資較高，對(duì)線(xiàn)路坡度和轉(zhuǎn)彎半徑的要求也較高。有軌機(jī)車(chē)不能直接上壩，在壩腳經(jīng)卸料裝置至膠帶機(jī)或自卸汽車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)上壩。

　　壩料的開(kāi)挖運(yùn)輸方案很多，但無(wú)論采用何種方案，都應(yīng)結(jié)合工程施工的具體條件。組織好挖、裝、運(yùn)、卸的機(jī)械化聯(lián)合作業(yè)，提高機(jī)械利用率；減少壩料的轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)；各種壩料鋪填方法及設(shè)備應(yīng)盡量一致，減少輔助設(shè)施；充分利用地形條件，統(tǒng)籌規(guī)劃和布置；運(yùn)輸?shù)缆返馁|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)提高工效，降低車(chē)輛設(shè)備損耗，具有重要作用。

　　二.開(kāi)挖運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備容量確定

　　分期施工的土石壩，應(yīng)根據(jù)壩體分期施工的填筑強(qiáng)度和開(kāi)挖強(qiáng)度來(lái)確定相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備容量，可按qd=K*K1*Vd/T*N

　　式中qd——壩體分期填筑強(qiáng)度，m^3/h;Vd——壩體分期填筑方量，m^3；K——施工不均勻系數(shù)，可取1.2~1.3；K1——考慮沉降，削坡、損失等影響系數(shù)，可取1.15～1.2；T——分期時(shí)段的有效工作日數(shù)，d;按分期時(shí)段的總?cè)諗?shù)，扣除節(jié)假日、降雨及氣溫影響可能的停工日數(shù)，即為有效工作日數(shù)；N——每日的工作小時(shí)數(shù)，以20h計(jì)。壩體分期施工的開(kāi)挖強(qiáng)度qc(m^3/h)為 qc=K2*qd*rd/rn 式中 K2——開(kāi)挖及運(yùn)輸中的損失系數(shù)，可取1.05～1.10；rd——土料的設(shè)計(jì)干表觀(guān)密度，t/m^3;rn——土料的天然干表觀(guān)密度，t/m^3。

　　滿(mǎn)足上壩填筑強(qiáng)度要求的挖掘機(jī)數(shù)量Nc為 Nc=qc/Pc 式中 Pc——一臺(tái)挖掘機(jī)的生產(chǎn)率，m^3/h。

　　滿(mǎn)足上壩填筑強(qiáng)度要求的汽車(chē)總數(shù)量Na為 Na=qc/Pa 式中 Pa——一輛汽車(chē)的生產(chǎn)率，m^3/h 。配合一臺(tái)挖掘機(jī)所需的汽車(chē)數(shù)量n，其總的生產(chǎn)率應(yīng)略大于一臺(tái)挖掘機(jī)的生產(chǎn)率，因此應(yīng)滿(mǎn)足nPa>Pc。

　　為了充分發(fā)揮自卸汽車(chē)的運(yùn)輸效能，應(yīng)根據(jù)挖掘機(jī)械的斗容選擇具有適當(dāng)斗容量（或載重量）的汽車(chē)。挖掘機(jī)裝滿(mǎn)一車(chē)斗數(shù)的合理范圍應(yīng)為3～5斗，通常要求裝滿(mǎn)一車(chē)時(shí)間不超過(guò)3.5～4min，卸車(chē)是不超過(guò)2min。

第三節(jié) 土料壓實(shí)

　　土石料的壓實(shí)，是土石壩施工質(zhì)量的關(guān)鍵。維持土石壩自身穩(wěn)定的土料內(nèi)部主力（粘結(jié)力和摩擦力）、土料的防滲性能等，都是隨土料密實(shí)度的增加而提高。例如，干表觀(guān)密度為1.4t/m^3的砂壤土，壓實(shí)后若提高到1.7t/m^3，其抗壓強(qiáng)度可提高4倍，滲透系數(shù)將降低至1/2000。由于土料壓實(shí)結(jié)果，可使壩坡加陡，加快施工進(jìn)度，降低工程投資。

　　一.土料壓實(shí)特性

　　土料壓實(shí)特性，與土料自身的性質(zhì)，顆粒組成情況、級(jí)配特點(diǎn)、含水量大小以及壓實(shí)功能等有關(guān)。

　　對(duì)于粘性土和非粘性土的壓實(shí)有顯著的差別。一般粘性土的粘結(jié)力較大，摩擦力較小，具有較大的壓縮性，但由于它的透水性小，排水困難，壓縮過(guò)程慢，所以很難達(dá)到固結(jié)壓實(shí)。而非粘性土料則相反，它的粘結(jié)力小，摩擦力大，具有較小的壓縮性，但由于它的透水性大，排水容易，壓縮過(guò)程快，能很快達(dá)到壓實(shí)。

　　土料顆粒粗細(xì)作成也影響壓實(shí)效果。顆粒愈細(xì)，空隙比就愈大，所以含礦物分散度愈大，就愈不容易壓實(shí)。所以粘性土的壓實(shí)干表觀(guān)密度低于非粘性土的壓實(shí)干表觀(guān)密度。顆粒不均勻的砂礫料，比顆粒均勻的細(xì)砂可能達(dá)到的干表觀(guān)密度要大一些。土料的含水量是影響壓實(shí)效果的重要因素之一。用原南京水利實(shí)驗(yàn)處擊實(shí)儀（南實(shí)儀）對(duì)粘性土的擊實(shí)試驗(yàn)，得到一組擊實(shí)次數(shù)、干表觀(guān)密度與含水量的關(guān)系曲線(xiàn)。

　　非粘性土料的透水性大，排水容易，壓實(shí)過(guò)程快，能夠很快達(dá)到壓實(shí)，不存在最優(yōu)含水量，含水量不做專(zhuān)門(mén)控制。這是非粘性土料與粘性土料壓實(shí)特性的根本區(qū)別。壓實(shí)功能大小，也影響著土料干表觀(guān)密度的大小，擊實(shí)次數(shù)增加，干表觀(guān)密度也隨之增大而最優(yōu)含水量則隨之減小。說(shuō)明同一種土料的最優(yōu)含水量和最大干表觀(guān)密度并不是一個(gè)恒定值，而是隨壓實(shí)功能的不同而異。

　　一般說(shuō)來(lái)，增加壓實(shí)功能可增加干表觀(guān)密度，這種特性，對(duì)于含水量較低（小于最優(yōu)含水量）的土料比對(duì)于含水量較高（大于最優(yōu)含水量）的土料更為顯著。

　　二.土石料的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

　　土料壓實(shí)得越好，物理力學(xué)性能指標(biāo)就越高，壩體填筑質(zhì)量就越有保證。但土料的過(guò)分壓實(shí)，不僅提高了壓實(shí)費(fèi)用，而且會(huì)產(chǎn)生剪力破壞，反而達(dá)不到應(yīng)有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果�？梢�(jiàn)對(duì)壩料的壓實(shí)應(yīng)有一定的標(biāo)準(zhǔn)，由于壩料性質(zhì)不同，因而壓實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)也各異。

　�。ㄒ唬┱承酝亮希ǚ罎B體）

　　粘性土的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，主要以壓實(shí)干表觀(guān)密度和施工含水量這兩指標(biāo)來(lái)控制。1.用擊實(shí)試驗(yàn)來(lái)確定壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；2.用最優(yōu)飽和度于塑限的關(guān)系；計(jì)算最大干表觀(guān)密度；3.施工含水量確定。

　�。ǘ�）砂土及砂礫石

　　砂土及砂礫石是填筑壩體或壩殼的主要材料之一，對(duì)其填筑密度也應(yīng)有嚴(yán)格要求。它的壓實(shí)程度與粒徑級(jí)配和壓實(shí)功能有密切的關(guān)系，一般用相對(duì)密度Dr來(lái)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——設(shè)計(jì)空隙比。

　　在施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)相對(duì)密度進(jìn)行控制仍不方便，通常將相對(duì)密度換算成相應(yīng)的干表觀(guān)密度rp(t/m^3),作為控制的依據(jù).rp=rmax*rmin/[rmax-Dr(rmax-rmin)] 式中rmax——砂石料最大干表觀(guān)密度， t/m^3； rmin——砂石料最小干表觀(guān)密度， t/m^3，設(shè)計(jì)的相對(duì)密度，于地震等級(jí)、壩高等有關(guān)。一般土石壩，或地震烈度在5讀以下的地區(qū)， Dr不宜低于0.67；對(duì)高壩，或地震烈度為8～9度時(shí)， Dr應(yīng)不小于0.75。對(duì)砂性土，還要求顆粒不能大小和過(guò)于均勻，級(jí)配要適當(dāng)，并有較高的密實(shí)度，防止產(chǎn)生液化。

　�。ㄈ�）石渣及堆石體（壩殼料）

　　石渣或堆石體作為壩殼材料，可用空隙率作為壓實(shí)指標(biāo)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，碾壓式堆石體空隙率應(yīng)小于30%，控制空隙率在適當(dāng)范圍內(nèi)，有利于防止過(guò)大的沉陷和濕陷裂縫。一般規(guī)定其壓實(shí)空隙率為22%～28%左右（壓實(shí)平均干表觀(guān)密度為2.04～2.24t/m^3）以及相應(yīng)的碾壓參數(shù)。

　　三.壓實(shí)機(jī)械及壓實(shí)參變數(shù)

　　壓實(shí)機(jī)械對(duì)工程進(jìn)度，工程質(zhì)量和造價(jià)有很大的影響。壓實(shí)機(jī)械的選擇原則：應(yīng)根據(jù)筑壩材料的性質(zhì)、原狀土的結(jié)構(gòu)狀態(tài)、填筑方法、施工強(qiáng)度及作業(yè)面積的大小等，選擇性能能達(dá)到設(shè)計(jì)施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的碾壓設(shè)備類(lèi)型。如按不同材料分別配置不同的壓實(shí)機(jī)械，就會(huì)出現(xiàn)機(jī)械閑置的情況。所以確定機(jī)械種類(lèi)和臺(tái)數(shù)時(shí)，還應(yīng)從填筑整體出發(fā)，考慮互相配合使用的可能。

　　1.羊腳碾

　　羊腳碾的羊腳插入土中，不僅使羊腳底部的土料受到壓實(shí)，而且使側(cè)向上午土料也受到擠壓，從而達(dá)到均勻的壓實(shí)效果。羊腳碾僅適用于壓實(shí)粘性土料和粘土，不適合壓非粘性土。土料壓實(shí)層在一定深度的范圍內(nèi)，可以獲得較高的壓實(shí)干表觀(guān)密度，但土體的干表觀(guān)密度沿深度方向的分布不均勻。羊腳碾的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)是能夠翻松表面土層，可省去刨毛工序，保證了上下土層的結(jié)合質(zhì)量。此外，羊腳碾還能起到混合土料的作用，可以使土料級(jí)配和含水量比較均勻。羊腳頂端接觸應(yīng)力的過(guò)大或過(guò)小，都會(huì)降低碾壓效果。

　　2.氣胎碾

　　氣胎碾適用于壓實(shí)粘土料，也適合于壓實(shí)非粘性土料，如粘性土、粘土、砂質(zhì)土和沙礫料等，都可以獲得較好的壓實(shí)效果。氣胎碾的充氣輪胎，在壓實(shí)過(guò)程中具有一定的彈性，可以和壓實(shí)的土料同時(shí)發(fā)生變形，輪胎與土料的接觸應(yīng)力，主要取決于輪胎的充氣壓力，與輪胎的荷載大小無(wú)關(guān)。

　　3.振動(dòng)碾

　　振動(dòng)碾是一種以碾重靜壓和振動(dòng)力共同作用的壓實(shí)機(jī)械，較之沒(méi)有振動(dòng)的壓實(shí)機(jī)械，土中應(yīng)力可提高4～5倍，因而它能有效地壓實(shí)堆石體、砂礫料和礫質(zhì)土；也可用與壓實(shí)粘性土和粘土。

　　4.夯實(shí)機(jī)械（重錘）

　　夯板使用于壓實(shí)沙礫料、礫質(zhì)土和粘性土，也可用于壓實(shí)粘土。

　　第四節(jié) 壩體填筑

　　土石壩的壩基開(kāi)挖、基礎(chǔ)處理及隱蔽工程等驗(yàn)收合格后，就可以全面展開(kāi)壩體填筑。壩體填筑包括基本作業(yè)（卸料、平料、壓實(shí)及質(zhì)檢）和輔助作業(yè)（灑水、刨毛]清理壩面和接觸縫處理）。

　　一.壩面流水作業(yè)

　　土石壩填筑必須嚴(yán)密組織，保證各工序的銜接，通常采用分段流水作業(yè)。分段流水作業(yè)，是根據(jù)施工工序數(shù)目，將壩面分段，組織各工種的專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍，依次進(jìn)入各工段施工。對(duì)同一工段來(lái)講，各專(zhuān)業(yè)隊(duì)按工序依次連續(xù)施工；對(duì)各專(zhuān)業(yè)隊(duì)來(lái)講，依次連續(xù)地在各工段完成固定的專(zhuān)業(yè)工作。進(jìn)行流水作業(yè)，有利于施工隊(duì)伍技術(shù)水平的提高，保證施工過(guò)程中人、地和機(jī)具的充分利用，避免施工干擾，有利于壩面連續(xù)有序的施工。

　　1.組織流水作業(yè)原則

　　1）流水作業(yè)方向和工作段大小的劃分，要與相應(yīng)高程的壩面面積相適應(yīng)，并滿(mǎn)足施工機(jī)械正常作業(yè)要求。寬度應(yīng)大于碾壓機(jī)械能錯(cuò)車(chē)與壓實(shí)的最小寬度，或卸料汽車(chē)最小轉(zhuǎn)彎半徑的2倍，一般為10～20m；長(zhǎng)度主要考慮碾壓機(jī)械的作業(yè)要求，一般為40～100m。其布置形式（A.垂直壩軸線(xiàn)流水；B.平行壩軸線(xiàn)流水；C.交叉流水）。

　　2）壩體填筑工序，按基本作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行劃分（輔助作業(yè)可穿插進(jìn)行，不過(guò)多占用基本作業(yè)時(shí)間），其數(shù)目與填筑面積大小，鋪料方式、施工強(qiáng)度和季節(jié)等有關(guān)。一般多劃分為鋪料和壓實(shí)2個(gè)工序；也有劃分為鋪料、壓實(shí)、質(zhì)檢3個(gè)工序或鋪料、平料、壓實(shí)、質(zhì)檢4個(gè)工序。為保證個(gè)工序能同時(shí)施工，壩面劃分的工作段數(shù)目至少應(yīng)等于相應(yīng)的工序數(shù)目；在壩面較大或強(qiáng)度較低的情況下，工作段數(shù)可大于工序數(shù)。

　　3）完成填筑土料的作業(yè)時(shí)間，應(yīng)控制在一個(gè)班以?xún)?nèi)，最多不超過(guò)一個(gè)半班，冬夏季施工為防止熱量和水分散失，應(yīng)盡量縮短作業(yè)循環(huán)時(shí)間。

　　4）應(yīng)將反濾料和防滲料的施工緊密配合，統(tǒng)一安排。

　　2.擬定流水作業(yè)程序

　　1）擬定工序數(shù)目n.

　　2）擬定流水作業(yè)單位時(shí)間t(h):t=a*T/n式中T--一個(gè)班內(nèi)有效工作時(shí)間,h/班;n--工序數(shù)目；a-- 同一段各工序循環(huán)一次所用的班數(shù)，一般取1～1.5.

　　3）計(jì)算工作段面積w(m^2):w=q/h*t/T式中q-- 壩體填筑相應(yīng)高程的松土上壩強(qiáng)度，m^3/班;h-- 每層鋪松土厚度，m;T--一個(gè)班內(nèi)有效時(shí)間，h/班;t-- 單位時(shí)間(h).

　　4）計(jì)算工作段數(shù)目m，即：m=S/w 式中S--壩體相應(yīng)高程的填筑面積，m^2；w--工作段面積，m^2。

　　若m<n時(shí)，流水作業(yè)不能正常進(jìn)行，需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使兩者相等。調(diào)整途徑為合并某些工序以減少n；縮短流水單位時(shí)間t以增加m。

　　二.卸料及平料

　　通常采用自卸汽車(chē)、膠帶機(jī)直接進(jìn)入壩面卸料，由推土機(jī)平鋪成要求的厚度。自卸汽車(chē)倒土的間距應(yīng)使后面的平料工作減少，而且便于鋪成要求的厚度。在壩面各料區(qū)的邊界處，鋪料會(huì)有出入，通常規(guī)定其它材料不準(zhǔn)進(jìn)入防滲區(qū)邊界線(xiàn)的內(nèi)側(cè)，邊界外側(cè)鋪土距邊界線(xiàn)的距離不能超過(guò)5cm。

　　為配合碾壓施工，防滲體土料鋪筑應(yīng)平行于壩軸線(xiàn)方向進(jìn)行。

　　1.自卸汽車(chē)卸料

　　自卸汽車(chē)可分為后卸、底卸和側(cè)卸三種。底卸式汽車(chē)可邊行駛邊卸料，但不能運(yùn)輸大粒徑的塊石或漂石；側(cè)卸式汽車(chē)適用運(yùn)輸反濾料及有固定卸料點(diǎn)的運(yùn)輸。自卸汽車(chē)上壩的運(yùn)輸線(xiàn)路布置，取決于壩址兩岸地形條件，樞紐布置，壩的高低，上壩強(qiáng)度等因素。主要有兩種布置方式：一種為汽車(chē)自?xún)砂叮ɑ蛞话叮┌镀律蠅喂�路上壩，因此采用由兩岸向中央（或一岸想另一岸）進(jìn)占方式；另一種為汽車(chē)沿壩坡“之”字形公路上壩。

　�。�1）土料 當(dāng)用自卸汽車(chē)防滲土料時(shí)，為了避免重型汽車(chē)多次反復(fù)在已壓實(shí)的填筑土層上行駛，會(huì)使土層產(chǎn)生彈簧土、光面與剪力破壞，嚴(yán)重影響結(jié)合層的質(zhì)量，應(yīng)采取進(jìn)占法卸料與平料。即汽車(chē)卸料方向向前進(jìn)展，一邊卸料，推土機(jī)也隨即平料，交替作業(yè)，汽車(chē)在剛平好的松土上行駛，重車(chē)行駛壩面路線(xiàn)應(yīng)盡量不重復(fù)。

　�。�2）砂礫料，一般粒徑較小，推土機(jī)很容易在料堆上平土，因此，可采用常規(guī)的后退法卸料，即汽車(chē)卸料方向后退擴(kuò)展。

　　（3）堆石料 堆石料往往含大量的大塊徑石料，不僅影響推土機(jī)、汽車(chē)在卸料上行駛，還容易損壞推土機(jī)履帶和汽車(chē)的輪胎；而且也難以將堆石料散開(kāi)�？刹捎眠M(jìn)占法卸料，推土機(jī)隨即平料，這樣大粒徑塊石易推至鋪料前沿的下部，細(xì)部粒料填入堆石體上部的空隙，使表面平整，便于車(chē)輛通行。

　　2.膠帶機(jī)上壩布置及卸料

　　（1）上壩布置 上壩膠帶機(jī)應(yīng)根據(jù)地形、壩長(zhǎng)、施工場(chǎng)地具體條件、運(yùn)輸強(qiáng)度以及施工分期等因素進(jìn)行布置。布置方式主要有：①岸坡式布置；②壩坡式布置。

　�。�2）膠帶機(jī)壩面卸料 與鋪土厚度或壓實(shí)工具有關(guān)，可適用于粘性土、砂礫料、砂質(zhì)土。其優(yōu)點(diǎn)是可利用壩坡直接上壩，不需專(zhuān)門(mén)道路，但要配合專(zhuān)門(mén)機(jī)械或人工散料，隨著壩體升高，將經(jīng)常移動(dòng)膠帶機(jī)，一般有以下幾種卸、散料方式：①搖臂膠帶機(jī)卸料、推土機(jī)散料；②搖臂膠帶機(jī)卸料，人工——手推車(chē)散料。

　　三.碾壓方法

　　壩面的填筑壓實(shí)，應(yīng)按一定的次序進(jìn)行，避免發(fā)生漏壓與超壓。防滲體土料的碾壓方向，應(yīng)平行壩軸線(xiàn)方向進(jìn)行，不得垂直于壩軸線(xiàn)方向碾壓，避免局部漏壓形成橫穿壩體的集中滲流帶。碾壓機(jī)械行駛的行與行之間必須重疊20～30cm左右，以免產(chǎn)生漏壓。此外，壩料分區(qū)之間的邊界也容易成為漏壓的薄弱帶，必須特別注意要互相重疊碾壓。

　　根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，碾壓機(jī)械行駛速度大小，對(duì)壩料（如粘性土）壓實(shí)效果有一定的影響，各種碾壓機(jī)械的行駛速度，一般應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。自行式碾壓機(jī)械的行駛速度以1～2檔為宜。羊腳碾、氣胎碾可采用進(jìn)退錯(cuò)距法或轉(zhuǎn)圈套壓法兩種。

　　四.結(jié)合部位施工

　　土石壩施工中，壩體的防滲土料不可避免地與地基、岸坡、周?chē)�其他建筑的邊界相結(jié)合；由于施工導(dǎo)流、施工方法、分期分段分層填筑等的要求，還必須設(shè)置縱橫向的接坡、接縫。所以這些結(jié)合部位，都是影響壩體整體性和質(zhì)量的關(guān)鍵部位，也是施工中的薄弱環(huán)節(jié)，處理工序復(fù)雜，施工技術(shù)要求高，且多系手工操作，質(zhì)量不易控制。接坡、接縫過(guò)多，還會(huì)影響到壩體填筑速度，特別是影響機(jī)械化施工。對(duì)結(jié)合部位的施工，必須采取可靠的技術(shù)措施，加強(qiáng)質(zhì)量控制和管理，確保壩體的填筑質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。1.壩基結(jié)合面；2.與岸坡及砼建筑物結(jié)合；3.壩體縱橫向接坡及接縫。

　　五.反濾層施工

　　反濾層的填筑方法，大體可分為削坡體、檔板法及土、砂松坡接觸平起法三類(lèi)。土、砂松坡接觸平起法能適應(yīng)機(jī)械化施工，填筑強(qiáng)度高，可做到防滲體、反濾料與壩殼料平起填筑，均衡施工，被廣泛采用。根據(jù)防滲體土料和反濾層填筑的次序，搭接形式的不同，可分為先土后砂法和先砂后土法。

　　無(wú)論是先砂后土法或先土后砂法，土砂之間必然出現(xiàn)犬牙交錯(cuò)的現(xiàn)象。反濾料的設(shè)計(jì)厚度，不應(yīng)將犬牙厚度計(jì)算在內(nèi)，不允許過(guò)多削弱防滲體的有效斷面，反濾料一般不應(yīng)伸入心墻內(nèi)，犬牙大小由各種材料的休止角所決定，且犬牙交錯(cuò)帶不得大于其每層鋪土厚度的1.5～2倍。

第五節(jié) 砼面板堆石壩墊層與面板的施工

　　一.墊層施工

　　墊層為堆石體坡面上最上游部分，可用人工碎料或級(jí)配良好的砂礫料填筑。墊層須與其他堆石體平起施工，要求墊層坡面必須平整密實(shí)，坡面偏離設(shè)計(jì)坡面線(xiàn)最大不應(yīng)超過(guò)3～5cm，以避免面板厚薄不均，有利于面板應(yīng)力分布。施工程序：①先沿坡面上下無(wú)振碾壓數(shù)遍，隨即將突出及凹陷處加以平整；②然后用振動(dòng)碾沿坡面自下而上用振動(dòng)碾壓數(shù)遍，再次對(duì)凹突處進(jìn)行平整；③在坡面上涂抹三次陽(yáng)離子瀝青乳膠，每涂抹一次用手或機(jī)械噴撒一些粒徑小于3mm的砂子，并再在坡面上自下向上用振動(dòng)碾碾壓。涂抹瀝青乳膠的目的是：用以粘結(jié)墊層坡面的松散材料不被振動(dòng)滾落，可防止雨水對(duì)墊層坡面的沖刷，提高墊層的阻水性和使面板易于沿墊層坡面滑移，避免開(kāi)裂。

　　二.砼面板的分縫止水及施工

　　砼防滲面板包括主面板及砼底座。面板砼應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和施工強(qiáng)度、抗?jié)B、抗侵蝕、抗凍及溫度控制的要求。1.面板的分縫止水；2.砼面板施工，底座的基坑開(kāi)挖、處理、錨筋及灌漿等項(xiàng)目，應(yīng)按設(shè)計(jì)及有關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行，并在壩體填筑前施工。砼面板，是面板堆石壩擋水防滲的主要部位，同時(shí)也是影響進(jìn)度與工程造價(jià)的關(guān)鍵。在確保質(zhì)量的前提下，還必須進(jìn)一步研究快速經(jīng)濟(jì)的施工技術(shù)，如施工機(jī)具的研制、砼輸送和澆筑方案的選擇、施工工藝及技術(shù)措施等方面的問(wèn)題。

第六節(jié) 質(zhì)量檢查控制及事故處理

　　土石壩施工的整個(gè)過(guò)程中，加強(qiáng)施工質(zhì)量的檢查與控制，是保證施工質(zhì)量的重要措施；同時(shí)，對(duì)施工中出現(xiàn)的質(zhì)量事故，必須及時(shí)地認(rèn)真處理，確保壩體的安全運(yùn)用。

　　一.質(zhì)量檢查控制

　　施工質(zhì)量是直接影響壩體土料物理力學(xué)性質(zhì)，從而影響到大壩安全的重要因素。我國(guó)在已查明滑坡原因的107座土壩中，因施工質(zhì)量差而滑坡潰壩的有73座，占68%。土石壩施工中，質(zhì)量檢查控制的項(xiàng)目較多，從壩基的開(kāi)挖及處理、直到壩體的填筑，都應(yīng)按國(guó)家和部頒發(fā)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、工程的設(shè)計(jì)和施工圖、技術(shù)要求以及工地制定的施工規(guī)定進(jìn)行。

　　二.事故處理

　　最常見(jiàn)的事故是土石壩的防滲土體發(fā)生裂縫、滑坡、壩體及壩基漏水等。

　　1.干縮、凍融裂縫

　　干縮裂縫多發(fā)生在施工期上下游壩坡或壩頂?shù)奶钪�面上，其特征是�?guī)律性差，呈龜裂狀。如不及時(shí)處理，將加速水力劈裂或不均勻沉陷裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，造成嚴(yán)重的危害。其防止方法是及時(shí)做好護(hù)坡和保護(hù)層。對(duì)已出現(xiàn)的裂縫，可視深淺的不同，采用開(kāi)挖回填或?qū)⒘芽p全部鏟除重新回填處理。

　　2.沉陷裂縫

　　由于岸坡過(guò)陡或坡率變差大，地基不均勻沉降，黃土濕陷變形，壩體施工期填筑高度過(guò)大及壩體壓實(shí)不夠等原因而產(chǎn)生沉陷裂縫。這種裂縫有橫向和縱向兩種，而以橫向裂縫危害更大。對(duì)橫向裂縫，不論其大小，都應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的處理，防止貫穿壩體漏水失事。如裂縫深度在1.5m以?xún)?nèi)，可沿縫開(kāi)挖成梯形斷面，應(yīng)挖至裂縫尖滅后再加深0.2～0.5m。以防止遺漏“多”字形成或“紡錘形”裂縫的存在；在裂縫水平方向的開(kāi)挖寬度，應(yīng)延伸裂縫尖滅后再加長(zhǎng)1～2m。裂縫開(kāi)挖后應(yīng)避免日曬雨淋，防止雨水滲入縫內(nèi)，回填時(shí)要注意新老土料的結(jié)合。

　　3.滑坡裂縫

　　土壩的滑坡多出現(xiàn)在均質(zhì)土壩的施工期或初期運(yùn)行中，據(jù)裂縫的不同特點(diǎn)，可分成滑弧形式和塑流滑動(dòng)兩大類(lèi)。

第七節(jié) 雨季和冬季施工

　　受外界氣象環(huán)境的影響，尤其是對(duì)防滲土料影響更大。雨季會(huì)給土料增大含水量；而冬季土料又會(huì)凍結(jié)成塊，都會(huì)影響壓實(shí)效果和施工質(zhì)量。此外，為了保證壩體的施工速度，降低工程造價(jià)，也需要解決好雨季和冬季中的施工措施問(wèn)題。

　　一.雨季施工

　　土石壩防滲體土料，在雨季施工總的原則是“避開(kāi)、適應(yīng)和保護(hù)”。一般情況下應(yīng)盡量避免在雨季進(jìn)行土料施工；選擇對(duì)含水量不敏感的非粘性土料適應(yīng)雨季施工，爭(zhēng)取小雨日施工，以增加施工天數(shù)；在雨日不太多，降低強(qiáng)度大，花費(fèi)不大的情況下，采取一般性的防護(hù)措施也常能奏效。

　　運(yùn)輸?shù)缆芬彩怯昙臼┕さ年P(guān)鍵之一。一般的泥結(jié)碎石路面，當(dāng)遇雨水侵泡時(shí)，路面容易破壞，即使天晴壩面可復(fù)工，但因道路影響了運(yùn)輸而不能即時(shí)復(fù)工，不少工程有過(guò)此教訓(xùn)。所以應(yīng)加強(qiáng)雨季路面維護(hù)和排水措施，在多雨地區(qū)的主要運(yùn)輸?shù)缆�，可考慮采用砼路面。

　　二.冬季施工

　　寒冷地區(qū)，當(dāng)日平均氣溫低于0°C時(shí)，粘性土料按低溫季節(jié)施工。日平均氣溫低于-10°C時(shí)，一般不宜填筑土料，否則應(yīng)進(jìn)行技術(shù)論證。冬季施工的主要問(wèn)題在于；土的凍結(jié)使土體強(qiáng)度增高，不易壓實(shí)；而凍土的融化卻使土體的強(qiáng)度和土坡的強(qiáng)度和土坡的穩(wěn)定性降低；處理不好，將使土體產(chǎn)生滲漏或塑流滑動(dòng)。外界氣溫降低時(shí)，土料中水份開(kāi)始結(jié)冰的溫度低于0°C，即所謂過(guò)冷現(xiàn)象。1.負(fù)溫下的土料填筑；2.負(fù)溫下的沙礫料填筑；3.架設(shè)暖棚。

第二章 水工隧洞施工

　　水工隧洞施工的主要內(nèi)容是開(kāi)挖、出渣、襯砌或支護(hù)、灌漿工作等。常用的開(kāi)挖掘進(jìn)方法為鉆孔爆破法，也有采用掘進(jìn)機(jī)直接開(kāi)挖的。襯砌和支護(hù)的型式，常用現(xiàn)澆鋼筋砼以及噴錨支護(hù)。隧洞灌漿的目的是為了加固圍巖或充填襯砌與圍巖之間的空隙。

　　鉆爆法開(kāi)挖掘進(jìn)的施工過(guò)程為測(cè)量放線(xiàn)、鉆孔、裝藥、爆破、通風(fēng)散煙、安全檢查與處理、裝渣運(yùn)輸、洞室臨時(shí)支護(hù)、洞室襯砌或支護(hù)、灌漿及質(zhì)量檢查等。同時(shí)還需要進(jìn)行排水、照明、通風(fēng)、供水、動(dòng)力供電等輔助作業(yè)，以保證隧洞施工的順利進(jìn)行。

　　上述各項(xiàng)工作，絕大部分是在地面以下，施工場(chǎng)地狹窄的情況下進(jìn)行的，施工干擾大，勞動(dòng)條件差，施工組織復(fù)雜，安全問(wèn)題突出。如果遇到不良的地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，如大的斷層和破碎帶、大的溶洞和地下暗河、高壓含水層等，將嚴(yán)重影響施工進(jìn)度和安全。正確處理安全、質(zhì)量、進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)的關(guān)系，采用有效的機(jī)械設(shè)備與新的施工技術(shù)，加強(qiáng)安全措施，嚴(yán)密組織施工。

第一節(jié) 隧洞開(kāi)挖

　　一.開(kāi)挖方式

　　隧洞開(kāi)挖方式有全斷面開(kāi)挖法和導(dǎo)洞開(kāi)挖法兩種。開(kāi)挖方式的選擇主要取決于隧洞圍巖的類(lèi)別、斷面尺寸、施工機(jī)械化程度和施工水平、合理選擇開(kāi)挖方式對(duì)于加快施工進(jìn)度，節(jié)約投資，保證施工安全和施工質(zhì)量均有重要的意義。

　　（一）全斷面開(kāi)挖法

　　是在整個(gè)斷面上一次鉆爆開(kāi)挖成型。在隧洞斷面不大，圍巖穩(wěn)定性好，不需要臨時(shí)支護(hù)或局部支護(hù)，又有完善的機(jī)械設(shè)備時(shí)，可采用這種開(kāi)挖方式。全斷面開(kāi)挖上午凈空面積大，個(gè)工序相互干擾小，有利于機(jī)械化作業(yè)，施工組織較簡(jiǎn)單、掘進(jìn)速度快。但這種方式受到機(jī)械設(shè)備、地質(zhì)條件和斷面尺寸的限制。全斷面開(kāi)挖又分為垂直掌子面掘進(jìn)和臺(tái)階掌子面掘進(jìn)兩種。

　�。ǘ�）導(dǎo)洞開(kāi)挖法

　　導(dǎo)洞開(kāi)挖法就是先開(kāi)挖斷面的一部分，稱(chēng)為導(dǎo)洞，然后開(kāi)挖至整個(gè)設(shè)計(jì)斷面。這種開(kāi)挖方式，可利用導(dǎo)洞進(jìn)一步了解和掌握地質(zhì)情況，并在擴(kuò)大開(kāi)挖時(shí)增大爆破臨空面，提高爆破效果。根據(jù)導(dǎo)洞與擴(kuò)大部分的開(kāi)挖次序，有導(dǎo)洞專(zhuān)進(jìn)法和并進(jìn)法兩種。

　　根據(jù)導(dǎo)洞在橫斷面位置的不同有下導(dǎo)洞、上導(dǎo)洞、中導(dǎo)洞、雙導(dǎo)洞等；1.下導(dǎo)洞開(kāi)挖法，導(dǎo)洞布置在斷面的下部，又稱(chēng)漏斗棚架法；2.上導(dǎo)洞開(kāi)挖法，對(duì)稱(chēng)頂拱掘進(jìn)法，常用的“上導(dǎo)洞邊挖邊襯，先拱后墻襯砌法”。

　　二.導(dǎo)洞的形狀和尺寸

　　導(dǎo)洞一般采用上窄下寬的梯形斷面，這樣的斷面受力條件較好，也便于利用斷面底角，布置風(fēng)、水、電等管線(xiàn)。

　　三.炮孔布置和裝藥量計(jì)算

　�。ㄒ唬┡诳撞贾� 布置在開(kāi)挖面上的炮孔，按其作用不同為掏槽孔、崩落孔和周邊孔等三種。

　　1.掏槽孔 布置在開(kāi)挖面中心部位，首先炮出一個(gè)小的槽穴，其作用是增加爆破臨空面，提高周?chē)�炮孔的爆破效果�?/p>

　　2.崩落孔 均勻布置在掏槽孔與周邊孔之間，爆破順序次于掏槽孔，其作用是爆落巖體。崩落孔通常與開(kāi)挖面垂直，要求孔底落在同一平面上，以保證掘進(jìn)后的開(kāi)挖面平整。

　　3.周邊孔 布置在開(kāi)挖面的四周，一般最后起爆（采用預(yù)裂爆破例外），其作用是控制開(kāi)挖輪廓線(xiàn)。

　�。ǘ�）炮孔數(shù)目和深度 隧洞開(kāi)挖斷面上的炮孔總數(shù)N，常用下面經(jīng)驗(yàn)公式估算，即N=k1*(f*S)^1/2式中k1--系數(shù)，一個(gè)臨空面用2.0；f--巖石的堅(jiān)固系數(shù)；S--開(kāi)挖斷面面積，m^2.

　�。ㄈ�）裝藥量 隧洞爆破中，炸藥用量多少直接影響開(kāi)挖斷面的輪廓、掘進(jìn)速度、圍巖穩(wěn)定和爆破安全。此外，爆落石塊的大小還影響裝渣運(yùn)輸。由于巖性質(zhì)和巖層的構(gòu)造差別甚大，斷面大小、爆落塊度及炸藥性質(zhì)也不完全相同，因此裝藥輛必須經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。開(kāi)工前，可按下式估算 Q=K*S*L 式中Q--一次掘進(jìn)中的炸藥用量，kg；K--單位炸藥消耗量，kg/m^3；S--開(kāi)挖斷面面積；L--崩落孔炮孔深度，m。

　　四.鉆孔作業(yè)

　　鉆孔作用在掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間中占有很大的比重。鉆孔的機(jī)具有風(fēng)鉆和鉆孔臺(tái)車(chē)。

　　五.裝渣運(yùn)輸作業(yè)

　　隧洞裝渣和出渣是一項(xiàng)很繁重的工作，約占循環(huán)時(shí)間的50～60%，也是影響掘進(jìn)速度的關(guān)鍵。包括裝渣和運(yùn)輸兩項(xiàng)工作。

　　六.隧洞臨時(shí)支護(hù)

　　隧洞在開(kāi)挖過(guò)程中，穩(wěn)定性差的圍巖容易發(fā)生坍塌和個(gè)別石塊跌落，為了確保施工安全，必須對(duì)開(kāi)挖出來(lái)的空間進(jìn)行有效的支護(hù)。只有在圍巖穩(wěn)定的情況下，才可以不加臨時(shí)支護(hù)。（分噴錨支護(hù)和構(gòu)架支撐）

　　七.隧洞開(kāi)挖的輔助作業(yè)

　　隧洞開(kāi)挖的輔助作業(yè)有通風(fēng)、防塵、防有害氣體、供水、排水、供電、照明等。很明顯，這些輔助工作是改善洞內(nèi)勞動(dòng)條件和工程順利進(jìn)行的必要保證。

　　八.隧洞開(kāi)挖循環(huán)作業(yè)

　　指在一定時(shí)間內(nèi)，使開(kāi)挖面掘進(jìn)一定的深度（即循環(huán)進(jìn)尺）所完成的各項(xiàng)工作。

第二節(jié) 隧洞襯砌與灌漿

　　在現(xiàn)澆砼或鋼筋砼襯砌、砼預(yù)制塊或拱石襯砌、噴錨支護(hù)等。

　　一.隧洞襯砌

　　現(xiàn)澆襯砌的施工程序與一般水工基本相同，也需要分縫（段）、分塊、立模、扎筋、砼運(yùn)輸入倉(cāng)、振搗密實(shí)。

　　二.隧洞灌漿

　　隧洞灌漿有回填灌漿和固結(jié)灌漿兩種。

第三節(jié) 隧洞噴錨支護(hù)

　　是采用噴射砼、鋼筋錨桿、鋼筋網(wǎng)對(duì)洞室圍巖進(jìn)行單獨(dú)或聯(lián)合支護(hù)的統(tǒng)稱(chēng)。

　　鋼筋砂漿錨桿，可在鉆孔內(nèi)先注入砂漿后插入錨桿，或先插錨桿后注入砂漿，待砂漿凝結(jié)硬化后即形成鋼筋砂漿錨桿。

　　噴射砼水泥用量較大，而且又摻有速凝劑，所以凝結(jié)硬化快，必須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。一般在噴射砼后1～2小時(shí)即開(kāi)始灑水養(yǎng)護(hù)，灑水次數(shù)一保持砼有足夠的濕潤(rùn)狀態(tài)為宜，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于7～14天。

實(shí)踐篇

　　云鵬電站引水隧洞開(kāi)挖及支護(hù)。

　　云鵬電站引水隧洞巖性為長(zhǎng)石石英砂巖與灰質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖互層，進(jìn)口段巖體完整性較差~很差，其余較好。在地下水位以下，統(tǒng)籌安排化整為零，以新奧法為依據(jù)，噴錨支護(hù)按期完成任務(wù)。

　　就云鵬電站引水隧洞最樂(lè)觀(guān)的安排是采用隧洞掘進(jìn)機(jī)。其原因?yàn)椋孩僭跅l件適合情況下，掘進(jìn)速度快，本電站引水隧洞沿線(xiàn)地表自然坡度30～40°，有零星基巖出露，大部分坡表被第四系覆蓋，厚度約5m，被5#沖溝口切割，但深度不大，除進(jìn)、出口段外，隧洞埋深多在15～45m間。

　　引水隧洞沿線(xiàn)穿過(guò)三疊系上統(tǒng)鳥(niǎo)格組上段T3地層，巖性為長(zhǎng)石石英砂巖與灰質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖互層，薄~中厚層狀結(jié)構(gòu)巖層產(chǎn)狀N60°～70°W，SW∠70～80°，以弱、微風(fēng)化巖石為主。沿線(xiàn)穿過(guò)1條Ⅱ級(jí)結(jié)構(gòu)面（F13），3條Ⅲ級(jí)結(jié)構(gòu)面（F14、F15、F16），此外層間擠壓面較為發(fā)育。

　　隧洞進(jìn)水口段，地形相對(duì)較為平緩，表面坡積層2～4m，全風(fēng)化底界埋深34.24m，強(qiáng)風(fēng)化底界埋深60.4m，弱風(fēng)化底界埋深80.14m，全、強(qiáng)風(fēng)化層較厚。進(jìn)水口最大開(kāi)挖深度約40m，基礎(chǔ)地基為強(qiáng)風(fēng)化巖體，該地段巖層陡傾角向坡外，且強(qiáng)風(fēng)化巖體結(jié)構(gòu)面松弛，節(jié)理連通性好，抗剪強(qiáng)度較底，洞臉邊坡穩(wěn)定條件差，需加強(qiáng)支護(hù)處理，除引水隧洞進(jìn)、出口段巖體完整性較差～很差，其余洞段巖體完整性一般較好。所有洞段均在地下水位以下。

　　采用掘進(jìn)機(jī)開(kāi)挖隧洞的速度可比鉆爆法快50%以上。

　�、陂_(kāi)挖洞壁光滑，糙率低，其曼寧糙率系數(shù)約在0.0154～0.016之間，更相當(dāng)于鉆爆法不加襯砌洞室糙率系數(shù)的一半左右。因此水頭損失也比鉆爆法所需斷面的70%左右。

　�、蹨p少支護(hù)及襯砌工程量。洞型多為光滑圓形，有利于圍巖穩(wěn)定，對(duì)圍巖的破壞遠(yuǎn)小于鉆爆法。

　�、芫蜻M(jìn)機(jī)采用電力驅(qū)動(dòng)，無(wú)爆破后的煙塵廢氣，而且多數(shù)可用電瓶車(chē)牽引出渣，無(wú)內(nèi)燃機(jī)廢氣。一般單頭掘進(jìn)可達(dá)10～12km，節(jié)省施工支洞及進(jìn)路，縮短了工期。

　　⑤對(duì)圍巖及地面建筑物施工影響較小，不產(chǎn)生爆破需動(dòng)，對(duì)多洞近距離開(kāi)挖有利。本電站三條隧洞間距僅11m左右。

　　此起彼伏，盡管掘進(jìn)機(jī)是代表最先進(jìn)的生產(chǎn)力，但對(duì)于現(xiàn)實(shí)社會(huì)及特殊地區(qū)、經(jīng)濟(jì)將出現(xiàn)如下缺點(diǎn)：①設(shè)備比較復(fù)雜，價(jià)格較貴，安裝費(fèi)時(shí)，對(duì)于洞長(zhǎng)較短時(shí)，采用掘進(jìn)機(jī)并不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)洞徑為3～4m時(shí)，使用掘進(jìn)機(jī)的洞長(zhǎng)不宜短于2～3km；洞徑若為4～7m，則不宜短于4～5km。而本電站最長(zhǎng)引水隨洞為272.332m，開(kāi)挖洞徑6～7m；②采用掘進(jìn)機(jī)要求較大的曲率半徑，因?yàn)檎�套掘進(jìn)機(jī)機(jī)身長(zhǎng)度較大，一般達(dá)16～20m，加之機(jī)后聯(lián)接的輔助設(shè)備限制了轉(zhuǎn)彎半徑不能小于150～450m；③采用掘進(jìn)機(jī)施工，洞徑變化不能太大，掘進(jìn)機(jī)直徑目前可由1.2m到12m，對(duì)于一定的掘進(jìn)機(jī)設(shè)備，其洞徑變化不能大于+-10%；④巖石條件合適時(shí)才能發(fā)揮掘進(jìn)機(jī)的效能。實(shí)踐證明，堅(jiān)硬多節(jié)理的巖體對(duì)掘進(jìn)機(jī)工作不利，速度減慢，刀具磨損嚴(yán)重。在這方面，本工程滿(mǎn)足要求；⑤運(yùn)輸及維修工作較復(fù)雜，其設(shè)備大、長(zhǎng)、重，對(duì)運(yùn)輸及維修有特殊要求；⑥初期設(shè)備投資大，國(guó)外開(kāi)挖洞徑為2.4m隧洞，掘進(jìn)機(jī)施工費(fèi)用為鉆爆法的88%，但設(shè)備費(fèi)為鉆爆法的3～4倍左右。

　　據(jù)本工程地形、交通不能滿(mǎn)足要求。因此，本工程放棄了掘進(jìn)機(jī)，而采用鉆爆法。

第一章 鉆爆開(kāi)挖

　　通過(guò)鉆孔、裝藥、引爆炸藥而破碎巖土介質(zhì)的地下隧洞的開(kāi)挖方法，稱(chēng)鉆爆法。

　　地下隧洞鉆爆開(kāi)挖施工前一般須作好以下工作：1.詳細(xì)了解、分析地質(zhì)情況，作出洞線(xiàn)方向巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)及等級(jí)劃分，掌握洞線(xiàn)方向巖體結(jié)構(gòu)產(chǎn)狀，如斷層節(jié)理、破碎帶等地質(zhì)缺陷的性質(zhì)；2.據(jù)鑿巖機(jī)械、爆破器材性能條件選擇開(kāi)挖方法；3.開(kāi)挖斷面上（工程界稱(chēng)掌子面）的鉆孔布置，包括孔數(shù)、深度、方位，不同類(lèi)型鉆孔參數(shù)的設(shè)計(jì)；4.裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

　　本電站引水隧洞分上平段、下平段、中間斜井段，其鉆爆開(kāi)挖方法亦有不同。

　　一.平洞段開(kāi)挖

　　其開(kāi)挖方法的選定，主要是依據(jù)地質(zhì)條件，斷面大小，施工機(jī)械的作業(yè)高度和范圍。據(jù)本工程實(shí)際情況采用全斷面開(kāi)挖法，就是在整個(gè)設(shè)計(jì)斷面上一次鉆爆實(shí)現(xiàn)一個(gè)進(jìn)尺的開(kāi)挖方法。特點(diǎn)是施工凈空大，可布置大型高效施工機(jī)械，便于機(jī)械化施工，施工組織比較簡(jiǎn)單。對(duì)于一個(gè)進(jìn)尺深度的巖體爆破而言，炸藥用量多于分部開(kāi)挖的用量，因此爆破震動(dòng)的相對(duì)也較大，但完成一個(gè)進(jìn)尺深度的開(kāi)挖需要多次鉆爆，對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)增多。

　　全斷面開(kāi)挖之后，如支護(hù)不及時(shí)，則圍巖變位往往較大，因此對(duì)中軟質(zhì)且裂隙發(fā)育的巖體的圍巖穩(wěn)定不利；若能采取科學(xué)合理的技術(shù)措施，嚴(yán)格遵循開(kāi)挖與支護(hù)協(xié)調(diào)進(jìn)行，在中軟質(zhì)巖體中進(jìn)行較大斷面的全斷面開(kāi)挖，也是可行的。

　　全斷面開(kāi)挖對(duì)洞軸線(xiàn)方向巖體性狀的預(yù)見(jiàn)性較差，這就要求事先做好地質(zhì)勘測(cè)工作。

　　二.斜井開(kāi)挖

　　斜井的開(kāi)挖一般分為兩類(lèi)：正挖法（即自上而下開(kāi)挖法）和反挖法（即自下而上開(kāi)挖法）

第二章 支護(hù)

　　我們進(jìn)行開(kāi)挖破壞了巖體，使圍巖的應(yīng)力集中。唯一的辦法用更強(qiáng)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、剛度的材料去抗消這種應(yīng)力，使它達(dá)到新的平衡。

　　事實(shí)證明，除了圍巖的表層支護(hù)，還需要深入巖體（內(nèi)部）如：錨桿、灌漿等。

　　隧洞在開(kāi)挖過(guò)程中，穩(wěn)定性較差的圍巖容易發(fā)生坍塌和個(gè)別石塊跌落，為了確保施工安全，必須對(duì)開(kāi)挖出來(lái)的空間進(jìn)行有效的臨時(shí)支護(hù)。只有在圍巖穩(wěn)定的情況下，才可以不加臨時(shí)支護(hù)。

　　臨時(shí)支護(hù)可分為噴錨支護(hù)和構(gòu)架支撐兩類(lèi)。出特殊情況外，應(yīng)優(yōu)先選用噴錨支護(hù)。本工程用的是鋼支撐，鋼支撐適用于破碎而不穩(wěn)定的巖層，它能承受很大的山巖壓力、耐久性好、所占空間小。鋼支撐可以多次，也可以留住永久性襯砌中不再撤除。（本工程采用后者）

第三章 總結(jié)

　　物質(zhì)世界是靈活多變的東西，隧洞的開(kāi)挖與支護(hù)同樣如此。不斷的探索和尋找新的、安全、經(jīng)濟(jì)、快捷的施工方案是我們共同的希望。

立志篇

　　昨天，我也許在理論世界取得了一點(diǎn)薄績(jī)，但從今天開(kāi)始一切從零開(kāi)始。時(shí)間在前進(jìn)，思維方式也應(yīng)該前進(jìn)。我們每個(gè)人就是一個(gè)局域網(wǎng)，我們共同的目標(biāo)是Internet。

　　忘記昨天，把握今天，開(kāi)創(chuàng)未來(lái)。努力實(shí)現(xiàn)理論邏輯向?qū)嵺`邏輯過(guò)渡，不斷的提升自己的經(jīng)驗(yàn)值。

　　成功是我唯一追求的目標(biāo)，在沒(méi)有成功之前我決不退縮。盡管前面有許多黑色，但我相信黎明就在前面。

　　欲于意志作為指南針，以務(wù)實(shí)的鐵器時(shí)代為信念，明天一定是黎明（意志——生命的永恒動(dòng)力）。

　　（四川電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑環(huán)保工程系 水工001班）

　　 （ 中國(guó)水利水電第五工程局 六分局 云鵬施工局 ）

參考資料

　　1.武漢水利電力大學(xué) 楊康寧主編.水利水電工程施工技術(shù)第二版.北京：中國(guó)水利水電出版社，1997.6

　　2.成都水力發(fā)電學(xué)校 廖德全主編.水利工程施工第三版.北京：中國(guó)水利水電出版社，1996.5

　　3.天津大學(xué) 祁慶和主編.水工建筑物第三版.北京：中國(guó)水利水電出版社，1997.5

　　4.徐招才 劉申合邊編.水電站第一版.北京：中國(guó)水利水電出版社，1994.10