（完整版）土方工程施工

1、 第一章土方工程施工第一節(jié)概述一.土石料在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用土石是水利工程建設(shè)中最被廣泛利用的當(dāng)?shù)夭牧?，這不僅有利于群眾性施工，而且隨著大型高效施工機(jī)具的采用，施工人數(shù)大幅度減少，施工工期縮短，施工費(fèi)用大大降低。因此，在國(guó)內(nèi)外水利工程建設(shè)中，絕大多數(shù)堤壩均土石材料填筑。在我國(guó) 80%的大型水庫(kù)都是土石壩，小型水庫(kù)95%以上是土石壩，我省 32座大型、 135座中型、 5500座小型水庫(kù)幾乎都是土石壩。土石壩的高度在世界上已超過(guò)砼壩。世界上超過(guò)200米以上的高壩有 28座，其中重力壩 4座，重力拱壩 3座，拱壩 13座，連拱壩 1座，土石壩 7座。超過(guò) 300米的高壩有 2座，都是土石壩，它們

2、是前蘇聯(lián)在塔吉克斯坦瓦赫什河中游修建的努列克心墻土石壩，高300米，庫(kù)容 105億方，1980年建成；在該河上游修建的羅貢心墻土石壩，高 335米，庫(kù)容133億方（在建）。大量的土石料工程的興建，為土方工程的施工積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。二.土方工程的施工方法按照施工方法不同土石堤壩可分為水中填土式、水力沖填式、定向爆破式、干填碾壓式。但目前國(guó)內(nèi)外仍以干填碾壓式堤壩為最多，故是本章要講的重點(diǎn)。三.干填碾壓式堤壩的作業(yè)內(nèi)容干填碾壓式堤壩的施工內(nèi)容一般包括準(zhǔn)備作業(yè)、基本作業(yè)、輔助作業(yè)、附加作業(yè)。1.準(zhǔn)備作業(yè)指：場(chǎng)地平整，修筑道路，架設(shè)供電通訊線路，敷設(shè)供水排水設(shè)施，修建生活辦公用房和清基排水工作。2.基本

3、作業(yè)指：土料的開(kāi)采、挖、裝、運(yùn)、卸、鋪平、壓實(shí)。3.輔助作業(yè)指：清除料場(chǎng)的覆蓋物，從上堤壩的土料中剔除超徑石塊，堤壩表面排水，刨毛和加水。這些工作是為保證基本工作順利進(jìn)行而創(chuàng)造有利條件的工作內(nèi)容。4.附加作業(yè)指：為保證堤壩長(zhǎng)期安全運(yùn)行而需要進(jìn)行的保護(hù)及修整工作，主要內(nèi)容有堤壩坡的修整，鋪砌護(hù)面塊石和鋪植草皮等。上述作業(yè)均為土方工程施工的內(nèi)容，但限于教學(xué)時(shí)間的安排，本章只介紹土方開(kāi)挖和土料壓實(shí)兩項(xiàng)內(nèi)容。四.土的施工分級(jí)和可松性 土方的開(kāi)挖、運(yùn)輸、壓實(shí)等都涉及到土方數(shù)量，施工機(jī)具數(shù)量的平衡調(diào)配計(jì)算，這些計(jì)算又都與土的實(shí)方、虛方，而土的虛實(shí)性又與土的類型和施工級(jí)別密切相關(guān)，因此本章首先回顧土的分級(jí)和

4、土的可松性兩個(gè)概念。1.土的分級(jí)：通過(guò)對(duì)巖土力學(xué)的學(xué)習(xí)，大家可能已很熟悉，土質(zhì)土和巖石都屬于土的大范疇，由于土質(zhì)不同，開(kāi)挖難易程度不同，施工方法和事故設(shè)備的選擇應(yīng)不同，施工單價(jià)定額也要不同，為此，工程建設(shè)中將土石分為 4級(jí)為土質(zhì)土， 5 16級(jí)為巖石。教材表 1-1只列出了 4種土質(zhì)土的有關(guān)特性指標(biāo)。16級(jí)，12.土的可松性：可松性概念：自然土經(jīng)開(kāi)挖變松散體積增大，再經(jīng)填筑壓實(shí)而難以恢復(fù)到原來(lái)體積大小的性質(zhì)稱為土的可松性?？伤尚韵禂?shù)：用以表示土的可松性大的系數(shù)叫可松性系數(shù)。v2v1土在自然狀態(tài)下的體積， m3最初可松性系數(shù) ksv1v2土經(jīng)開(kāi)挖后的松散體積 , m3v3土經(jīng)填筑、壓實(shí)后的體積

5、, m3v3最后可松性系數(shù) k sv1第二節(jié)土方開(kāi)挖土石方開(kāi)挖按材料性質(zhì)分為土方開(kāi)采，沙礫料開(kāi)采，石料開(kāi)采。按開(kāi)采方法一般分為機(jī)械開(kāi)采和爆破開(kāi)采，機(jī)械開(kāi)采適合于土和沙礫料，爆破開(kāi)采適合于石料。土沙礫料除開(kāi)挖量很小的，施工地點(diǎn)分散的，缺少機(jī)械設(shè)備的，基本都采用機(jī)械開(kāi)挖，以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，加快施工進(jìn)度。本節(jié)簡(jiǎn)單介紹幾種常用的土沙礫料開(kāi)挖的機(jī)械特點(diǎn)。一.單斗式挖掘機(jī)單斗式挖掘機(jī)是僅有一個(gè)鏟土斗的挖掘機(jī)械。單斗式挖掘機(jī)主要有三部分組成（教材第二頁(yè)圖 1 1）：行走裝置：行走裝置分履帶式（與地面接觸面積大，單位壓力小，能在較軟的地面上行走，但行走轉(zhuǎn)移速度慢），輪胎式（與履帶式的特點(diǎn)基本相反），

6、步行式（）。動(dòng)力裝置：動(dòng)力裝置分電動(dòng)動(dòng)力（特點(diǎn)是效率高，操作方便，較為常用，但必須有電源），內(nèi)燃機(jī)（特點(diǎn)與與電動(dòng)動(dòng)力基本相反）。工作裝置：工作裝置分為正向鏟（圖 a）、反向鏟（圖 b）、拉鏟（圖c）和抓鏟（圖 d）四個(gè)類型。（一）正向鏟挖掘機(jī)： 1.適用條件：正向鏟挖掘機(jī)是最常用的挖掘機(jī)械。它主要適于挖掘停機(jī)面以上的土方，也可挖掘停機(jī)面以下的一定深度的土方，但不能用于水下挖掘。2.斗容劃分：正向鏟挖掘機(jī)具有強(qiáng)有力的推力裝置，能挖掘 1 4級(jí)土和破碎后的巖石。其型號(hào)一般用土斗容量來(lái)區(qū)分。我國(guó)目前生產(chǎn)的單斗式挖掘機(jī)有3.0.5、31.0、2.0、2.5、3.0、4.0、4.6、8.0、10 15m

7、，最常用的是 1 4m的。3.工作循環(huán)和效率：挖掘機(jī)的工作循環(huán)包括挖掘、回轉(zhuǎn)、卸土、返回四個(gè)過(guò)程。從工作循環(huán)不難理解，其工作效率與它的斗容量、每斗作業(yè)所需時(shí)間、開(kāi)挖方式和與運(yùn)輸機(jī)械的配合有關(guān)。為提高工作效率，要求挖土工作面高度必須滿足一次鏟土能裝滿土斗，同時(shí)盡量減少回轉(zhuǎn)角度，縮短每個(gè)循環(huán)延續(xù)的時(shí)間。4.挖土方式：（分正向掌子挖土和側(cè)向掌子挖土兩種方式，挖土機(jī)挖土?xí)r的工作空間稱為掌子面）1）正向掌子挖土：挖掘挖土機(jī)行走前方的土叫正向掌子挖土。適用基坑開(kāi)挖。掌子的輪廓尺寸根據(jù)挖土機(jī)的工作性能和運(yùn)輸方式?jīng)Q定，為使汽車便于倒車和運(yùn)土，要盡量采用最寬工作面。2）側(cè)向掌子挖土：挖掘挖土機(jī)行走方向側(cè)面的土叫

8、側(cè)向掌子挖土。適宜開(kāi)挖料場(chǎng)、土丘和渠道的土方。特點(diǎn)是運(yùn)土汽車停在挖土機(jī)的側(cè)面，與挖土機(jī)的開(kāi)行路線平行。優(yōu)點(diǎn)是挖土機(jī)卸土?xí)r的回轉(zhuǎn)角度小，省去了汽車倒車與轉(zhuǎn)彎的時(shí)間，可提高生產(chǎn)效率。（二）反向鏟挖掘機(jī)：1.適用條件：目前反向鏟挖掘機(jī)最為常用的是液壓反鏟。它主要適用于開(kāi)挖停機(jī)面以下的土方開(kāi)挖（如圖 1 1b和圖 1 5）象基坑、渠道、管溝開(kāi)挖等。也可開(kāi)挖停機(jī)面以上的土方。2.挖土特點(diǎn)：反鏟與正鏟相比，穩(wěn)定性和鏟土能力都較小，因此只能開(kāi)挖1 2類的土，遇到硬質(zhì)土需要先刨松，再用反向鏟挖掘機(jī)開(kāi)挖，其開(kāi)挖深度可達(dá)4 6.8m.3斗容劃分：3反向鏟挖掘機(jī)的斗容量有 0.5、1.0、1.6m，大的有的已超過(guò)4

9、.挖土方式：（分溝端開(kāi)行和溝側(cè)開(kāi)行兩種方式）3m3.1）溝端開(kāi)行：將挖掘機(jī)置于將要開(kāi)挖的溝槽的首部，倒退著進(jìn)行開(kāi)挖，這種方式只能將土棄于離溝邊較近的地方，但開(kāi)挖的寬度和深度較大。2）溝側(cè)開(kāi)行：將挖掘機(jī)置于將要開(kāi)挖的溝槽的一側(cè)，挖掘機(jī)的行進(jìn)方向與開(kāi)挖溝槽的方向垂直。這種方式可以將土棄于離溝邊較遠(yuǎn)的地方，但開(kāi)挖的寬度和深度較小。 （三）拉鏟挖掘機(jī)：（挖土鏟的工作是由鋼索操縱的挖掘機(jī)，既索鏟如圖 6）11.適用條件：開(kāi)挖停機(jī)面以下的土方。另外由于索鏟挖掘機(jī)的卸土多數(shù)是在機(jī)身回轉(zhuǎn)過(guò)程中進(jìn)行的，在自重和離心力共同作用下，較濕的粘土也可卸干凈，所以最適合于開(kāi)挖水下土方或含水量大的土方。2.挖土特點(diǎn)： 1）

10、與正向鏟挖掘機(jī)的原理不同，拉鏟是依靠鏟斗自重切土的。鏟土力小，一般不能開(kāi)挖硬土。也有的將同一斗容量的拉鏟分別制成輕型、中型、重型等不同重量的鏟斗，輕型的用以開(kāi)挖輕質(zhì)松土，中型的用于開(kāi)挖一般土壤和較松的沙礫石，重型的用于開(kāi)挖密實(shí)的沙礫、石渣和磨蝕性大的巖塊。 2）拉鏟臂桿較長(zhǎng)，因此其開(kāi)挖半徑、卸土半徑、卸載高度大，所以最適于直接向棄土區(qū)棄土的土方工程開(kāi)挖。33.斗容劃分：索鏟的斗容量一般有 0.5、1.0、2.0、4.0m等數(shù)種，大的可達(dá)3十多 m3,礦山剝離土層用的大型拉鏟達(dá)到 168m，在水利工程施工中曾使3用斗容量 20m，工作半徑 100m的巨型拉鏟開(kāi)挖運(yùn)河。4挖土方式：（也可分溝端開(kāi)行

11、和溝側(cè)開(kāi)行兩種方式）1）溝端開(kāi)行（也叫正面開(kāi)挖法）：挖掘機(jī)沿將要開(kāi)挖的溝渠中心線工作，開(kāi)挖出的土可卸在溝渠的一側(cè)或兩側(cè)，堆成棄土堆或土堤，當(dāng)然也可向一側(cè)或兩側(cè)裝車。隨著開(kāi)挖作業(yè)的進(jìn)行，挖掘機(jī)逐步后退。2）溝側(cè)開(kāi)行（也叫側(cè)面開(kāi)挖法）：挖掘機(jī)沿將要開(kāi)挖的溝渠岸移動(dòng)，開(kāi)挖出的土卸在岸邊堆成土堤或裝車。再用同樣的方法在溝渠對(duì)岸開(kāi)挖另一半溝渠的土方。（四）抓鏟挖掘機(jī)：（如圖 1 1、圖 1 7）1.適用條件：抓鏟與索鏟相比，都是由鋼索操縱的，都是依靠鏟斗的重量進(jìn)行切土，但抓鏟挖掘機(jī)的抓斗因能垂直提升和降落，因此它適于在狹窄的地方挖掘和出料，或抓取沉井中的水下淤泥、砂卵石等松軟土方，當(dāng)然也可以用來(lái)裝卸散粒

12、材料。2.主要裝置：抓斗、動(dòng)臂（鋼行架結(jié)構(gòu)）、操縱抓斗的閉合索、提升索等。3.抓斗操作過(guò)程：1）放下抓斗：放下抓斗時(shí)，兩根索同時(shí)放松，但閉合索放得稍快，抓斗便在下降過(guò)程中張開(kāi)，落地后伏在地面上。2）抓取：緩緩收緊閉合索，由于抓斗的重量可使兩顎板上的斗齒或刃口切入土中，并閉合起來(lái)將土裝滿。3）提升抓斗：同時(shí)收起兩鋼索，同步上升既將抓斗提起。4）卸載：當(dāng)挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)到卸料點(diǎn)上之后，放松閉合索（此時(shí)提升索制動(dòng)不動(dòng)）兩顎板就張開(kāi)卸載。二.多斗式挖掘機(jī)：（一）基本概念： 多斗式挖掘機(jī)是有若干個(gè)鏟土斗組成的連續(xù)式挖掘機(jī)械。連續(xù)挖掘是通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)固定在轉(zhuǎn)動(dòng)的鏈或轉(zhuǎn)動(dòng)的輪上的若干個(gè)土斗的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（

13、二）基本類型：這種挖掘機(jī)的類型也很多。其主要類型為鏈?zhǔn)蕉喽吠诰驒C(jī)（以采沙船為代表如圖 1 8），斗輪式挖掘機(jī)（主要在陸地上工作）。1.鏈?zhǔn)蕉喽吠诰驒C(jī)（采沙船如圖 1 8）：它是將鏈?zhǔn)蕉喽吠诰驒C(jī)的工作機(jī)構(gòu)安裝在特制的船上進(jìn)行工作的。鏈斗挖得的砂卵石經(jīng)漏斗落到橫向的水平皮帶輸送機(jī)卸到岸上的運(yùn)輸車上或水上的運(yùn)輸船中。采沙船能在一定水深中進(jìn)行水下開(kāi)挖，生產(chǎn)效率較高。采沙船的型號(hào)通常根據(jù)小時(shí)生3產(chǎn)率來(lái)劃分。國(guó)產(chǎn)的采沙船有小時(shí)生產(chǎn)率 120、250、320m /h,葛洲壩工程曾采用從日本進(jìn)口的大型采沙船，可在水深 15m 的江中采挖沙礫料，3小時(shí)生產(chǎn)率達(dá) 750m /h。2.斗輪式挖掘機(jī)：這是一種將土斗固

14、定在轉(zhuǎn)輪上的多斗式連續(xù)挖掘機(jī)械。適用于陸上開(kāi)采生產(chǎn)效率很高，近幾年來(lái)在水利和移山填海工程中已開(kāi)始采用斗輪式挖掘機(jī)。例如我國(guó)陜西省石頭河水庫(kù)土石壩施工曾采用兩臺(tái) WUD400/700型國(guó)產(chǎn)斗輪式挖掘機(jī)與帶式輸送機(jī)和自卸汽車配合開(kāi)采33土料 110余萬(wàn) m，在總運(yùn)轉(zhuǎn) 5000h中，單臺(tái)平均小時(shí)產(chǎn)量為 220m，月33平均最高小時(shí)產(chǎn)量 509m，平均月產(chǎn)量 22752m，平均年產(chǎn)量為3235545m，都是以自然方計(jì)。三.鏟運(yùn)機(jī)械：（一）基本特點(diǎn)：鏟運(yùn)機(jī)械是土方工程中應(yīng)用非常廣泛的一類機(jī)械。它包括推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī)、松土機(jī)等。它的基本特點(diǎn)是：1.在構(gòu)造上是以履帶式和輪胎式拖拉機(jī)為基礎(chǔ)組裝而成的各種

15、專用機(jī)械。2.工作性能和工作效率與基礎(chǔ)車的性能以及地面附著狀況關(guān)系密切。3.工作原理上是以水平薄層鏟土為主，能夠自裝自運(yùn)一定距離而不需另備運(yùn)輸工具。4.其中一些機(jī)械還可更換工作裝置進(jìn)行多種作業(yè)。5.機(jī)械只有一人駕駛操作，大型機(jī)械小時(shí)鏟運(yùn)量上高，土方挖運(yùn)費(fèi)用低。1000方。所以它生產(chǎn)率（二）常用鏟運(yùn)機(jī)械簡(jiǎn)介：1.推土機(jī)：（1）基本組成：它是在履帶式拖拉機(jī)前面安裝上推土刀等工作裝置而成。（2）主要用途：開(kāi)挖寬淺溝渠和基坑，回填溝？等，清理平整場(chǎng)地，推平土堆，拖拉無(wú)動(dòng)力機(jī)械碾壓土方（如羊足碾），破松硬土（如拉動(dòng)松土器） ,短距離推土運(yùn)土等。（3）使用條件：推挖 1 3級(jí)土，推土距離在 100m以內(nèi)，

16、運(yùn)距在 30 50m（此條件下生產(chǎn)效率較高，一般稱經(jīng)濟(jì)運(yùn)距 60 100米）。 （4）主要型號(hào)：推土機(jī)的型號(hào)通常是按拖拉機(jī)上發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪功率的大小標(biāo)定的，如國(guó)產(chǎn)工業(yè)履帶式拖拉機(jī)的產(chǎn)品系列有 74KW、103KW、148KW、235KW、309KW、441KW、（分別為 100、140、200、320、420、600馬力）。推土機(jī)的型號(hào)也可按推土機(jī)的功率直接編制型號(hào)，如 T 60、T 75、T 100、T 120、T 160（分別表示2 1 1 2 2其功率為 60、75、100、120、160馬力）。據(jù)悉更大功率的推土機(jī)也陸續(xù)研制成功投入生產(chǎn)。（5）操縱方式：1）按推土刀（器）能否轉(zhuǎn)動(dòng)分為固定式

17、和萬(wàn)能式兩種。固定式在立面和平面上均不能轉(zhuǎn)動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用較普遍；萬(wàn)能式的推土刀可以在立面回轉(zhuǎn)一定角度（一般 3 9度），在平面上回轉(zhuǎn)一定角度（允許回轉(zhuǎn) 30 60度），因此具有適應(yīng)不同工作要求的優(yōu)點(diǎn)。2）按推土刀（器）的操縱方式分為索式和油壓式兩種。索式的優(yōu)點(diǎn)是推土刀升降快，操縱方便；缺點(diǎn)是不能強(qiáng)制切土，鏟推硬土較困難。油壓式的優(yōu)點(diǎn)是可以強(qiáng)制切土，缺點(diǎn)是推土刀升高的高度和速度不如索式。（新型推土機(jī)多采用液壓傳動(dòng)裝置）。（6）生產(chǎn)效率：推土機(jī)的生產(chǎn)效率主要取決于推土刀的體積和切土、推土、回程等工作的循環(huán)時(shí)間。另外長(zhǎng)距離推土?xí)r，土料會(huì)從推土刀兩側(cè)散失很多，有效推土量大為減少（所以

18、不宜長(zhǎng)距離運(yùn)土），為減少推土過(guò)程中土料的散失，可在推土刀兩側(cè)加擋板，或先推成槽，然后在槽中推土，或多臺(tái)推土機(jī)并列開(kāi)行。2.鏟運(yùn)機(jī)：（1）工作性能：它是典型的鏟土運(yùn)速機(jī)械，其作業(yè)性能是；盛土的鏟斗能從地面薄層取土，并將斗裝滿；鏟斗裝有車輪，便于將土運(yùn)到較遠(yuǎn)處卸料；可以在行駛中從斗中卸出，并鋪成所需要的厚度；重載的鏟運(yùn)機(jī)在填土上行駛時(shí)，對(duì)已填鋪的土還有壓實(shí)作用。因此，鏟運(yùn)機(jī)的工作性能是能獨(dú)立完成鏟土、運(yùn)土、卸土、鋪土、壓實(shí)等綜合作業(yè)的工作。（2）使用條件：它生產(chǎn)效率高，運(yùn)行費(fèi)用低，因此使用于大面積的場(chǎng)地平整，大型基坑、河渠的開(kāi)挖，河庫(kù)堤壩的填筑等。（3）型號(hào)規(guī)格：鏟運(yùn)機(jī)的規(guī)格是以斗容量表示的。目前

19、生產(chǎn)的鏟運(yùn)機(jī)的斗容量為 4 40m3，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為 74 700kw（100 900馬力）。常用鏟運(yùn)機(jī)的斗容量為 4 25m3，其鏟土寬度為 2.2 2.8m，鏟土深度為 0.25 0.4m，鋪土厚度為 .0.3 0.6m。（4）鏟運(yùn)機(jī)類型：1）按行走裝置不同：輪胎自行式：特點(diǎn)是切土力小，但行駛速度快，運(yùn)距在800 1500范圍生產(chǎn)效率較高。這種類型又有單發(fā)電機(jī)自行鏟運(yùn)機(jī)、雙發(fā)電機(jī)自行鏟運(yùn)機(jī)、用兩臺(tái)或三臺(tái)自行鏟運(yùn)機(jī)首尾連接起來(lái)的多聯(lián)鏟運(yùn)機(jī)等形式。 履帶拖拉式：特點(diǎn)是切土力大，但行駛速度慢，運(yùn)距在250 350范圍生產(chǎn)效率較高。這種又有全拖拉式和半拖拉式兩種。全拖拉式鏟運(yùn)機(jī)主要用履帶拖拉機(jī)牽引

20、，鏟運(yùn)機(jī)的重量全部由鏟運(yùn)機(jī)本身的車輪承受，不傳遞到拖拉機(jī)上。特點(diǎn)是鏟土?xí)r不用助推機(jī)助推，但速度慢，機(jī)組長(zhǎng)，駕駛不方便。半拖拉式鏟運(yùn)機(jī)特點(diǎn)是鏟運(yùn)機(jī)重量的一部分（約35 40%）通過(guò)連接叉架轉(zhuǎn)移到輪式牽引車的驅(qū)動(dòng)軸上，從而增加了牽引車的附著重量。特點(diǎn)是機(jī)身短，操作靈活性好，行駛平穩(wěn)，行駛速度高（50 70公里/小時(shí)），經(jīng)濟(jì)運(yùn)距大。但牽引性能不如履帶式，取土?xí)r常需要助推機(jī)助推。2）按鏟斗的操縱系統(tǒng)不同：鋼索操縱式：在履帶式拖拉機(jī)的后部設(shè)有雙卷筒鉸車，用鋼索控制鏟斗的動(dòng)作。液壓操縱式：用液壓油缸控制鏟斗的動(dòng)作。液壓的比鋼索的較為靈活，方便可靠。（5）生產(chǎn)效率：主要取決于鏟斗裝土的容量、鏟土、運(yùn)土、卸土

21、、和回程的工作循環(huán)時(shí)間的長(zhǎng)短。為提高生產(chǎn)效率，可采取推土機(jī)助鏟、松土機(jī)預(yù)松硬土等方法，可以加大鏟土力，減少鏟土阻力，縮短裝土?xí)r間。為縮短空程時(shí)間，合理選擇開(kāi)行路線，如環(huán)行或“ 8”字形路線。四.水力和水中開(kāi)挖機(jī)械（簡(jiǎn)介）：水力開(kāi)挖是依靠水的力量開(kāi)采土方，這類機(jī)械主要指水槍；水中開(kāi)挖是指在水下開(kāi)采土方，這類機(jī)械主要指吸泥船。（一）水槍開(kāi)挖：1.水槍開(kāi)挖施工特點(diǎn)：水槍是由管道輸送高壓水，經(jīng)過(guò)噴嘴形成高速射流（流速要達(dá) 20 30m/s），將干土沖成泥漿，泥漿再沿一定坡度的輸泥渠自流到填筑地或棄土坑，泥漿也可以由吸泥泵經(jīng)管道輸送到填筑地或棄土坑。水力沖填壩、水墜壩就是利用該法施工的壩型。2.水槍開(kāi)挖

22、施工方法：根據(jù)施工特點(diǎn)的需要，可將水槍的基座支于地面上沖采開(kāi)挖面的土方，也可以利用浮筒浮于水面上沖擊基坑四壁的土方。水槍在平面上能回轉(zhuǎn) 360度，在立面上也可仰俯 50 60度，開(kāi)采比較方便，但需要有充足的水源條件。3.水槍開(kāi)挖注意問(wèn)題：利用水槍進(jìn)行基礎(chǔ)開(kāi)挖具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，但開(kāi)挖時(shí)應(yīng)防止對(duì)地基的破壞，為此，開(kāi)挖到離基底設(shè)計(jì)標(biāo)高之前要預(yù)留一定厚度的保護(hù)層。4.水槍開(kāi)挖適宜條件：水槍開(kāi)挖最適合沙土、亞粘土、淤泥等，對(duì)于開(kāi)采干硬粘土?xí)r，可先用爆破法、鉆孔滲水法、松土機(jī)松土法，將要開(kāi)挖的土預(yù)先松軟，水沖時(shí)，泥漿濃度就大，水槍沖土的生產(chǎn)效率就會(huì)提高。（二）吸泥船（也叫絞吸式挖泥船）：1.使用范圍：水

23、下開(kāi)挖、河道疏浚、水庫(kù)清淤、湖泊清淤、港口清淤等。 2.組成構(gòu)造：主要有泥漿泵、動(dòng)力設(shè)備（電動(dòng)機(jī)）、各種輸泥管道、絞刀等（詳見(jiàn)圖 1 14）。3.工作原理：工作時(shí)啟動(dòng)泥漿泵，操縱鉸車和鋼索滑輪組，將絞刀架沉入水底，然后開(kāi)動(dòng)絞刀電動(dòng)機(jī)，經(jīng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)絞刀旋轉(zhuǎn)，將工作面處的泥沙翻松，并與水混成泥漿。在泥漿泵的吸取作用下，泥漿經(jīng)吸泥管端部的吞口被吸入，然后由泥漿泵壓出，經(jīng)過(guò)架設(shè)在浮筒上的輸泥管道，將泥漿送到排泥地點(diǎn)。挖泥時(shí)除吸泥管的吞口不斷吸取外，還要借助船首兩側(cè)的邊錨，配合船尾的定位樁，使船體和絞刀架左右擺動(dòng)進(jìn)行采挖。第三節(jié)土料壓實(shí)一.土方施工簡(jiǎn)述（一）土方施工基本工序：水利工程中土方工程以土堤土壩

24、為典型代表，要求施工后的工程防滲性好、穩(wěn)定性好、沉降量小，必須具有足夠的密實(shí)度，必須具有足夠的強(qiáng)度。為此，堤壩施工作業(yè)的各個(gè)工序，必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求和有關(guān)規(guī)范控制。堤壩施工作業(yè)的工序，在選擇好土料的前提下，主要包括鋪土、平土、灑水、壓實(shí)、（刨毛）、質(zhì)檢等。堤壩作業(yè)的施工特點(diǎn)在于工作面狹窄，工種多，工序多，機(jī)械設(shè)備多。沒(méi)有良好的施工組織，將導(dǎo)致相互干擾，引起窩工，延誤進(jìn)度，影響質(zhì)量，造成浪費(fèi)。為控制好各個(gè)施工工序，確保工程質(zhì)量，一般的做法是“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。本節(jié)是在各個(gè)工序符合要求的同時(shí)，重點(diǎn)介紹土料壓實(shí)的問(wèn)題。（二）土料壓實(shí)主要影響因素：堤壩的穩(wěn)定性

25、主要靠土料內(nèi)部的摩擦力、凝聚力。然而土料的摩擦力、內(nèi)聚力以及土料的防滲性能都是隨填土的密實(shí)度增大而提高的。例如干容重 1.4的砂壤土，壓實(shí)后干容重提高到 1.7，其抗壓強(qiáng)度可提高 4倍，滲透系數(shù)可降低 2000倍。因此壓實(shí)的土料堤壩邊坡較陡，工程量減少，投資降低，進(jìn)度加快。影響土料壓實(shí)的主要因素就是鋪土厚度、壓實(shí)遍數(shù)、和含水量三大要素。三者的最佳組合一般通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)確定。大家已經(jīng)知道，土料是由固相的土粒、液相的水、氣象的空氣所組成。土料壓實(shí)實(shí)質(zhì)就是將由水包裹的土粒擠壓充填到土粒間的空隙中，從而排走空氣占有的空間，使土料的孔隙率減少，密實(shí)度提高。顯然，土料壓實(shí)的過(guò)程，就是在外力作用下土料的三相

26、重新組合的過(guò)程。因此研究以最小的壓實(shí)功能，獲得最大的壓實(shí)效果，對(duì)土料壓實(shí)理論和壓實(shí)施工技術(shù)的發(fā)展和提高是十分必要的。（三）土方壓實(shí)的含水量控制：土力學(xué)研究證實(shí)，粘性土的壓實(shí)控制含水量至關(guān)重要，含水量過(guò)小，土粒間的磨阻力和粘結(jié)力較大，難以壓實(shí)；含水量過(guò)大，土?？紫吨芯蜁?huì)出現(xiàn)自由水，產(chǎn)生孔隙水壓力，壓實(shí)效果不好，甚至?xí)霈F(xiàn)“橡皮土”。顯 然，在一定壓實(shí)功能下，粘性土只有在某一特定含水量時(shí)，才能取得最好的壓實(shí)效果，即最大干容重，這一特定含水量就是最優(yōu)含水量。最優(yōu)含水量確定后，施工中要嚴(yán)格按此控制，土料過(guò)濕，應(yīng)翻曬涼干，土料過(guò)干，應(yīng)灑水濕潤(rùn)。對(duì)于砂性土，加水能明顯降低土粒之間相對(duì)移動(dòng)時(shí)的磨阻力，它透水

27、性好，排水容易，壓實(shí)時(shí)不會(huì)形成明顯的孔隙水壓力，因此不存在最優(yōu)含水量的問(wèn)題，壓實(shí)時(shí)可以大量灑水灌水，以提高壓實(shí)效果。（四）土方壓實(shí)的基本方法：土料的壓實(shí)效果涉及到壓實(shí)方法，壓實(shí)方法涉及到壓實(shí)機(jī)具，這是本節(jié)應(yīng)重點(diǎn)要了解的基本內(nèi)容。壓實(shí)方法按其原理有四種：碾壓法（也稱靜力法），它適宜各類土的壓實(shí)；夯擊法（也稱沖擊法），它適宜各類土的壓實(shí)，更適宜砂性土的壓實(shí)；振動(dòng)法，它僅適宜砂性土的壓實(shí)；綜合法，它是將碾壓法與振動(dòng)法結(jié)合在一起的方法，有的適宜粘性土的壓實(shí)，有的適宜砂性土的壓實(shí)。二土方壓實(shí)機(jī)械：（見(jiàn)圖 1 15）（一）平碾（又稱光面碾）：碾壓特點(diǎn)是：?jiǎn)挝粔毫π?；表面土層易壓成光滑硬殼；土層碾壓上緊下松

28、，底部不易壓實(shí)，碾壓質(zhì)量不均勻；不利于上下土層之間的結(jié)合；易出現(xiàn)剪切裂縫，對(duì)防滲不利。使用條件：砂性土、風(fēng)化料，碎礫石層的碾壓；對(duì)含水量較大，干容重要求低的粘性土也可使用平碾，但鋪土厚度不宜超過(guò) 20 25，碾壓不少于 6 12遍。平碾由于壓實(shí)生產(chǎn)率較低，因此使用受限。（二）羊足碾：羊足碾是碾壓滾筒外設(shè)交錯(cuò)排列的羊足，滾筒為鋼鐵空心，滾筒側(cè)面設(shè)有加載孔，加載大小根據(jù)設(shè)計(jì)確定。羊足的長(zhǎng)度隨碾滾的重量增加而增加，一般為碾滾直徑的 1/6 1/7。重型羊足碾可達(dá) 30噸，羊足長(zhǎng)度達(dá) 40。羊足碾的羊足插入土中，不僅使羊足底部的土料得到壓實(shí)，并且使羊足側(cè)向的土料受到擠壓，同時(shí)有利于上下土層的結(jié)合，壓實(shí)

29、過(guò)程中羊足對(duì)表層土的翻松，省去了刨毛工序從而達(dá)到均勻壓實(shí)的效果，增加了填方的整體性和抗?jié)B性使用條件：防滲要求高的粘性土防滲體的壓實(shí)。但不適宜沙礫料的壓實(shí)，因?yàn)閴簩?shí)過(guò)程中羊足從行進(jìn)的后面由土中拔出時(shí)，會(huì)將壓實(shí)的砂性土翻松，產(chǎn)生側(cè)向滑移，因此達(dá)不到應(yīng)有的壓實(shí)效果。（三）氣胎碾：氣胎碾分單軸（一排輪胎）雙軸（兩排輪胎）兩種。教材中圖為單軸式。單軸的主要構(gòu)造是由裝載荷重的金屬車廂和裝在軸上的1 154 6個(gè)氣胎輪組成。碾壓時(shí)在金屬車廂內(nèi)加載，同時(shí)將氣胎按設(shè)計(jì)壓力充氣。為避免氣胎損壞，停工時(shí)，要用千斤頂將金屬車廂支托起來(lái)，并把氣胎的氣放掉。氣胎碾由拖拉機(jī)牽引，重量很大，一般幾十噸到上百噸，（60年代美國(guó)就已生產(chǎn)了 200噸的超重型氣胎碾。）全部重量由一排充氣輪胎傳到土層上去。因輪胎具有彈性，壓實(shí)土料