水运工程施工第二章土石方开挖和填筑.ppt
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1、1第二章第二章 土石方开挖和填筑土石方开挖和填筑2022/12/21东南大学交通学院10222.12.1 土方工程土方工程n土石方开挖和填筑的基本类型土石方开挖和填筑的基本类型土石方工程施工过程土石方工程施工过程开挖、运输和填筑开挖、运输和填筑 水运工程施工过程中的土石方工程:场地整水运工程施工过程中的土石方工程:场地整平、基坑和航道的开挖,码头(或闸墙)后平、基坑和航道的开挖,码头(或闸墙)后填土、基坑回填、新港区的吹填等填土、基坑回填、新港区的吹填等2022/12/21东南大学交通学院10232.1.1 2.1.1 土石方开挖的基本方法土石方开挖的基本方法n1 1)人工和半机械化开挖法)人
2、工和半机械化开挖法n2 2)机械化开挖法)机械化开挖法n3 3)水力开挖法)水力开挖法n4 4)爆破开挖法)爆破开挖法n土石方开挖的基本要求:具有稳定的边坡,良土石方开挖的基本要求:具有稳定的边坡,良好的排水,尽量减少超挖和欠挖。好的排水,尽量减少超挖和欠挖。2022/12/21东南大学交通学院10242.1.2 2.1.2 机械化施工的特点机械化施工的特点n能完成独特的施工任务能完成独特的施工任务n能改善劳动条件能改善劳动条件n大幅度提高劳动生产率大幅度提高劳动生产率n机动灵活机动灵活2022/12/21东南大学交通学院10252.1.3 2.1.3 机械化施工的要求机械化施工的要求n需要有
3、严密的科学的施工组织设计,充足的燃需要有严密的科学的施工组织设计,充足的燃料,要有附属设备和维修设备、配件供应,更料,要有附属设备和维修设备、配件供应,更需要有一定业务专长的技术干部和技术工人。需要有一定业务专长的技术干部和技术工人。n为了在整个施工过程中,各个作业、各道工序为了在整个施工过程中,各个作业、各道工序均衡协调,要有足够数量、种类及规格的机械均衡协调,要有足够数量、种类及规格的机械设备,投资巨大。设备,投资巨大。2022/12/21东南大学交通学院10262.1.4 2.1.4 施工机械的合理选择和组合施工机械的合理选择和组合一、选择施工机械的原则:一、选择施工机械的原则:1 1、
4、应与工程的具体实际相结合;、应与工程的具体实际相结合;2 2、应有较好的经济性;、应有较好的经济性;3 3、应能保证工程质量要求和施工安全;、应能保证工程质量要求和施工安全;4 4、机械的合理组合:、机械的合理组合:1 1)主导机械与配套机械配套)主导机械与配套机械配套 2 2)牵引车与配套机具组合)牵引车与配套机具组合 3 3)配合作业机械组合数尽量少)配合作业机械组合数尽量少 4 4)尽量选用系列产品,便于维修和管理)尽量选用系列产品,便于维修和管理2022/12/21东南大学交通学院10272.1.5 2.1.5 机械施工组织方法机械施工组织方法n推土机施工法(适用于推土机施工法(适用于
5、、土)土)n铲运机作业法(适用于铲运机作业法(适用于、土)土)n挖掘机作业法(适用于挖掘机作业法(适用于级及级及级以下级以下的土)的土)2022/12/21东南大学交通学院1028土、石土、石等级等级 土、石土、石类别类别 土、石名称土、石名称 松土松土 砂类土、腐殖土、种植土、中密的粘性土砂类土、腐殖土、种植土、中密的粘性土及砂性土、松散的水分不大的粘土,含有及砂性土、松散的水分不大的粘土,含有30mm30mm以下的树根或灌木根的泥炭土以下的树根或灌木根的泥炭土 普通土普通土水分较大的粘土、密实的粘性土及砂性土、水分较大的粘土、密实的粘性土及砂性土、半干硬状态的黄土、含有半干硬状态的黄土、含
6、有30mm30mm以上的树根以上的树根或灌木根的泥炭土、碎石类土(不包括块或灌木根的泥炭土、碎石类土(不包括块石土及漂石土)石土及漂石土)硬土硬土硬粘土、密实的硬黄土,含有较多的块石硬粘土、密实的硬黄土,含有较多的块石土及漂石土:各种风化成土块的岩石土及漂石土:各种风化成土块的岩石土、石工程分级表土、石工程分级表(1(1)2022/12/21东南大学交通学院1029土、石工程分级表土、石工程分级表(2)土、石土、石等级等级 土、石土、石类别类别 土、石名称土、石名称 软石软石各种松散岩石、盐岩、胶结不紧的砾岩、泥质各种松散岩石、盐岩、胶结不紧的砾岩、泥质页岩、砂岩、煤、较坚实的泥灰岩、块石土及
7、页岩、砂岩、煤、较坚实的泥灰岩、块石土及漂石土、软的节理多的石灰岩漂石土、软的节理多的石灰岩次坚石次坚石硅质页岩、砂岩、白云岩、石灰岩、坚实的泥硅质页岩、砂岩、白云岩、石灰岩、坚实的泥灰岩、软玄武岩、片麻岩、正长岩、花岗岩灰岩、软玄武岩、片麻岩、正长岩、花岗岩坚石坚石硬玄武岩、坚实的石灰岩、白云岩、大理岩、硬玄武岩、坚实的石灰岩、白云岩、大理岩、石英岩、闪长岩、粗粒花岗岩、正长岩石英岩、闪长岩、粗粒花岗岩、正长岩2022/12/21东南大学交通学院102102.1.5.1 2.1.5.1 推土机施工法推土机施工法2022/12/21东南大学交通学院102推土机施工法推土机施工法n这是一种这是一
8、种近距离近距离土方转移的施工方法,经济远土方转移的施工方法,经济远距为距为505080m80m。填挖高度不大于。填挖高度不大于2m2m。n特点:能一机完成铲挖、运土和卸土。特点:能一机完成铲挖、运土和卸土。n作业方法:作业方法:1 1、接力推土法、接力推土法 2 2、槽式推土法、槽式推土法 3 3、并列推土法、并列推土法 4 4、下坡推土法、下坡推土法2022/12/2111东南大学交通学院10212生产率计算生产率计算n推土机作业生产率推土机作业生产率P P(m(m3 3/h)/h)为:为:n推土机的其他用途推土机的其他用途2022/12/21东南大学交通学院10213提高推土机生产率的途径
9、提高推土机生产率的途径n根据施工条件,因地制宜,提高机械施根据施工条件,因地制宜,提高机械施工人员的技术素质,具体说有:工人员的技术素质,具体说有:n1 1、缩短推土机作业的循环时间、缩短推土机作业的循环时间n2 2、提高时间利用系数、提高时间利用系数n3 3、降低运送中土的漏损、降低运送中土的漏损2022/12/21东南大学交通学院10214拖式铲运机拖式铲运机2.1.5.2 2.1.5.2 铲运机施工法铲运机施工法2022/12/2114东南大学交通学院10215铲运机施工法铲运机施工法n铲运机是一种铲运机是一种中距离大规模中距离大规模转移土方的机具。转移土方的机具。它可分为拖式和自行式两
10、类。它可分为拖式和自行式两类。n特点:能一机完成铲挖、运土和卸土。特点:能一机完成铲挖、运土和卸土。n经济远距:经济远距:200200 300300米。开挖深度米。开挖深度3 38m8m。2022/12/21东南大学交通学院10216作业方法作业方法:1 1、一般铲土法、一般铲土法2 2、波浪铲土法、波浪铲土法3 3、跨铲法、跨铲法4 4、下坡铲土法、下坡铲土法5 5、顶推助铲法、顶推助铲法 环形环形运行线路:运行线路:之字形之字形 8 8字形字形2022/12/21东南大学交通学院10217生产率计算生产率计算n铲运机的生产率计算(铲运机的生产率计算(m m3 3/h)/h)nV V铲斗几何
11、容量铲斗几何容量/m/m3 3;nK Kh h土壤充满系数土壤充满系数;nK Kb b时间利用系数时间利用系数;nK Ks s土壤松散系数土壤松散系数;nT T每一工作循环时间每一工作循环时间/min/min2022/12/21东南大学交通学院10218提高铲运机作业生产率的措施提高铲运机作业生产率的措施n1 1、加强施工组织管理和提高机械操作人员的、加强施工组织管理和提高机械操作人员的技术素质;技术素质;n2 2、对、对级以上的土或冻土应先预松,预松深级以上的土或冻土应先预松,预松深度不宜超过度不宜超过202040cm40cm;n清除铲土地段的树根、树桩、孤石等;清除铲土地段的树根、树桩、孤
12、石等;n运行时减少运行时减少180180o o大转弯的次数;大转弯的次数;n土的含水量适中。土的含水量适中。2022/12/21东南大学交通学院102192.1.5.3 2.1.5.3 挖掘机施工法挖掘机施工法n挖掘机是一种挖掘机是一种专门的土方挖掘和装载机械专门的土方挖掘和装载机械,作,作业效率高,特别适用于土方工程量大、有一定业效率高,特别适用于土方工程量大、有一定作业面高度或深度的工程。施工时必须配备运作业面高度或深度的工程。施工时必须配备运输机械。对输机械。对运距较远运距较远的土方工程一般采用这种的土方工程一般采用这种方法。方法。n挖掘机的种类:正铲、反铲、拉铲和抓铲。挖掘机的种类:正
13、铲、反铲、拉铲和抓铲。2022/12/21东南大学交通学院10220正铲挖掘机的施工方法正铲挖掘机的施工方法2022/12/21东南大学交通学院10221n特点:前进向上,强制切土特点:前进向上,强制切土n施工方法:施工方法:正向开挖正向开挖 侧向开挖侧向开挖2022/12/21东南大学交通学院10222反铲挖掘机的施工方法反铲挖掘机的施工方法2022/12/21东南大学交通学院10223n特点:后退向下,强制切土特点:后退向下,强制切土n施工方法:施工方法:沟端开挖沟端开挖 沟侧开挖沟侧开挖2022/12/21东南大学交通学院1022022/12/2124东南大学交通学院10225抓铲挖掘机
14、的施工方法抓铲挖掘机的施工方法n主要用于开挖独立的深基坑主要用于开挖独立的深基坑,依靠挖斗的自重,依靠挖斗的自重下落的动能切入土中,然后用钢丝束往上拉升下落的动能切入土中,然后用钢丝束往上拉升将土挖起装入斗内。将土挖起装入斗内。n拉铲挖掘机的施工方法拉铲挖掘机的施工方法n拉铲施工时由钢束将铲斗甩向挖土区,靠铲斗拉铲施工时由钢束将铲斗甩向挖土区,靠铲斗自重的动能切入土中,然后用钢束往回拉将土自重的动能切入土中,然后用钢束往回拉将土装入斗内。通常将土直接卸在挖土区的附近。装入斗内。通常将土直接卸在挖土区的附近。2022/12/21东南大学交通学院10226抓抓铲铲2022/12/21东南大学交通学
15、院10227 拉拉 铲铲2022/12/21东南大学交通学院10228配套机械的数量的确定配套机械的数量的确定n通常要求汽车的装载量为挖掘机斗容量通常要求汽车的装载量为挖掘机斗容量的的3 34 4倍为宜。同时挖掘机不停地工作。倍为宜。同时挖掘机不停地工作。n汽车数量汽车数量 N=tN=t1 1/t/t2 2(取整数)取整数)nt t1 1:汽车一个工作循环时间;:汽车一个工作循环时间;nt t2 2:挖掘机装满一车土所需时间。:挖掘机装满一车土所需时间。2022/12/21东南大学交通学院10229生产率计算生产率计算n单斗挖掘机的生产率主要取决于铲斗的容单斗挖掘机的生产率主要取决于铲斗的容量
16、、工作循环时间、被挖土的级别和时量、工作循环时间、被挖土的级别和时间利用系数等。生产率间利用系数等。生产率Q Q按下式计算:按下式计算:nQ Q:挖掘机的生产率,:挖掘机的生产率,m m3 3/h/h2022/12/21东南大学交通学院10230提高挖掘机生产率的措施提高挖掘机生产率的措施n精心设计施工组织:创造工作面,装运双放法,精心设计施工组织:创造工作面,装运双放法,事先拟好运土车辆的行驶路线,减少重车路线事先拟好运土车辆的行驶路线,减少重车路线上的上坡道。上的上坡道。n提高驾驶员的技术熟练程度;提高驾驶员的技术熟练程度;n要经常检查挖掘机的技术状况,铲斗斗齿的锋要经常检查挖掘机的技术状
17、况,铲斗斗齿的锋利程度。利程度。2022/12/21东南大学交通学院102312.1.6 2.1.6 土方填筑土方填筑n土土方方填填筑筑工工程程均均要要求求达达到到一一定定的的密密实实度度,以以满满足不同工程对稳定、防渗和沉降的要求。足不同工程对稳定、防渗和沉降的要求。n水运工程中的土方填筑工程内容:水运工程中的土方填筑工程内容:主要有:码头(或闸墙)后填土、基坑回填、主要有:码头(或闸墙)后填土、基坑回填、新港区的吹填等。新港区的吹填等。2022/12/21东南大学交通学院102322.1.6.1 2.1.6.1 机械化施工的机械组合类型机械化施工的机械组合类型n1 1、推土机、推土机+压实
18、机械压实机械n2 2、铲运机、铲运机+压实机械压实机械n3 3、挖掘机、挖掘机+运料卡车运料卡车+推土机推土机+平地机平地机+压实机械压实机械2022/12/21东南大学交通学院102332.1.6.2 2.1.6.2 土方填筑的主要施工工序土方填筑的主要施工工序n选择料场选择料场WL、IP、CBR值值n基础处理基础处理清除杂草、树根、软基处理、清除杂草、树根、软基处理、横坡度处理。横坡度处理。n填筑填筑自然堆填自然堆填 水平分层铺土、分层压实。水平分层铺土、分层压实。n碾压碾压是一道关键工序,它使填料达到是一道关键工序,它使填料达到 要求的密实度。要求的密实度。2022/12/21东南大学交
19、通学院102342.1.6.3 2.1.6.3 压实机械的种类压实机械的种类 1 1静力压路机:静力压路机:光面压路机光面压路机 羊角碾羊角碾 轮胎压路机轮胎压路机 2 2振动压路机:振动压路机:自行式自行式 拖式拖式 3 3夯实机夯实机 2022/12/21东南大学交通学院10235三三轮轮压压路路机机2022/12/21东南大学交通学院10236自行式振动压路机2022/12/21东南大学交通学院10237自行式振动压路机2022/12/21东南大学交通学院10238羊角碾2022/12/21东南大学交通学院10239羊角碾2022/12/21东南大学交通学院10240凹凸压路机凹凸压路机
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