Технология строительства дамб и плотин
Главное меню
Строительные работы
Строительство земляных плотин
Общие сведения о земляных плотинах
Дамбы (рис. 1) имеют небольшую высоту при значительной длине.
Классификация земляных плотин по конструкции, составу грунтов и типу противофильтрационных устройств, способу сопряжения с основанием, капитальности приводится в курсе гидротехнических сооружений.
Способы возведения земляных плотин и дамб
Строительство земляных плотин и дамб чаще всего осуществляется такими способами:
— путем механической отсыпки грунта с последующим разравниванием, доувлажнением и уплотнением;
— намыв способом гидромеханизации;
— отсыпка грунта в воду без механического уплотнения;
— массовые направленные взрывы на сброс.
Строительство земляных плотин путем механической отсыпки с последующим разравниванием и уплотнением с помощью уплотняющих машин применяется наиболее часто.
Строительство насыпных плотин и дамб. Состав работ
Строительство земляных плотин и дамб выполняется в соответствующей технологической последовательности строительных операций.
Для каждого вида операций подбираются строительные машины на основе вариантного метода проектирования.
При этом должно быть проведено технико-экономическое сравнение вариантов машин.
Как правило, вначале работ по возведению земляных плотин производиться удаление растительного грунта с поверхности основания плотины и с поверхности карьеров или резервов грунта. Для этого используются бульдозеры или скреперы, которые выбирают в зависимости от объемов работ и свойств грунта.
Подбор комплектов машин
Способы производства работ и комплекты машин для их выполнения выбирают с учетом взаимного расположения и размеров плотины, полезных выемок, карьеров и резервов грунта, мощности слоев грунта, пригодного для укладки в насыпь, характеристики грунта и характера землевозных дорог, сроков строительства плотины и т. п.
Если можно применить несколько способов, окончательный выбор производят путем сравнения вариантов по технико-экономическим показателям (стоимости единицы работ и ее трудоемкости).
Наиболее экономичными для возведения низких земляных плотин сельскохозяйственного назначения
Подготовка основания плотины
Растительный грунт срезают скреперами и бульдозерами (последние эффективно применять при расстоянии перемещения грунта до 30-40 м) с укладкой его в отвалы.
Толщина слоя срезки (вскрыши) определяется мощностью дернины и корнеобитаемого слоя.
Перед возведением насыпи основание ее увлажняют до оптимальной влажности, затем уплотняют, а перед укладкой первого слоя грунта взрыхляют боронованием. Если в основании обнаружены ходы землероев, нарушенный его слой разрыхляют плугами или рыхлителями, затем увлажняют и уплотняют.
Разведочные скважины в пределах основания тампонируют.
Устройство зуба и понура
Траншеи под зуб или замок в плотине отрывают скреперами по схеме двойной петли или восьмерки либо бульдозерами, а при высоком стоянии грунтовых вод экскаваторами драглайн или обратная лопата.
Эти же машины применяют для устройства котлованов под понуры, водоспуски, шахтные водосбросы (если они предусмотрены проектом).
При появлении грунтовой воды в траншеях и котлованах осуществляют водоотлив или водопонижение. Траншею зуба заполняют глиной или суглинком из резерва с послойным разравниванием и уплотнением (при достаточной ширине траншеи выполняется катком).
Отсыпка плотины
Плотину отсыпают скреперами с перемещением грунта из котлованов и выемки водосбросного канала (в первую очередь), а также из резервов (карьеров).
Грунт отсыпают горизонтальными или с наклоном до і = 0,005 к верхнему откосу слоями.
Уплотнение грунтов
Толщина слоев уплотнения в насыпи и количество проходов машины по одному следу устанавливаются проектом в зависимости от вида грунта, его влажности и типа уплотняющих машин.
Так как наиболее эффективным и дешевым является уплотнение грунта при его оптимальной влажности.
Излишне увлажненные грунты должны подсушиваться на картах укладки в насыпь, причем для ускорения процесса рыхлят поверхность подсушиваемого слоя боронованием.
Сухие грунты увлажняют (чаще всего в насыпи поливкой из шлангов с подачей воды из временных водопроводов или поливочными машинами, реже путем замочки в карьере).
Количество воды на доувлажнение 1 м 3 грунта в насыпи составляет:
Экраны плотин
Противофильрационное устройство, на верховом откосе плотины снижающее фильтрацию воды через тело плотины.
Как правило, используют для этой цели суглинки в смеси с глиной и песком. Иногда используют глинобетон.
Заложение внутреннего откоса устраиваемого экрана проектируют из условий устойчивости принятых откосов плотины.
Толщина экрана измеряемая нормально к откосу устанавливают не менее 0,8 м а в нижней части плотины не менее 0,1 напора.
Экраны устраивают с уклоном низовой поверхности не круче m = 3. Их возводят из водонепроницаемых грунтов (глин, суглинков) с тщательным уплотнением слоев горизонтальной отсыпки
Ядро плотин
Весьма рациональным типом плотин являются плотины имеющие ядро из слабопроницаемых грунтов. Главным их преимуществом есть возможность использования различных местных материалов. Для их строительства может применяться даже камень различной крупности при условии хорошего уплотнения.
Есть множество примеров строительства плотин, в тело которых уложен камень.
Ядро из пластичных глин, суглинков, глинобетона устраивают толщиной по верху не менее 1,5-2,5 м одновременно с отсыпкой плотины, с тщательным уплотнением слоев.
Массивное ядро можно возводить с опережением работ по отсыпке боковых призм. Экраны и ядра устраивают машинами, применяемыми для отсыпки плотины, уплотняют их трамбующими машинами или (при малых поперечных размерах) пневматическими и моторными трамбовками.
Дренажная призма плотин
— сбора и отвода фильтрационных вод плотины;
— предотвращению поступлению фильтрующейся воды на низовой откос в зону возможного промерзания;
— повышения устойчивости низового откоса путем понижения депрессионной поверхности;
— улучшения устойчивости низового откоса в результате быстрой сработке водохранилища, снятия порового давления в результате сейсмической активности, а также для отвода фильтрационных потоков через плотину.
Технология возведения насыпей, дамб и плотин
Для возведения насыпей путей допускается применения крупнообломочных и песчаных грунтов, содержащих более 50% частиц крупностью свыше 0,25 мм и не более 6% глинистых частиц размером менее 0,005 мм, а также пылеватых супесей, содержащих меньше 50% частиц по крупности больше 0,25 мм, суглинков в твердом и вязкопластичном состоянии.
Жирные глины, меловые, тальковые и трепельные грунты для возведения планировочных и дорожных насыпей применять нельзя. Не разрешается также применять для этих целей засоленные грунты, содержащие больше 8% легкорастворимых солей при хлоридном и сульфатно-хлоридном засоле и больше 5% при сульфатном, хлоридно-сульфатном и содовом засоле. Нельзя укладывать в насыпи илистые суглинки, песок с примесями ила и торфа.
Дорожные насыпи строят, как правило, из однородных грунтов. При использовании разнородных грунтов следует придерживаться таких правил:
Пласты насыпи должны быть из однородных грунтов. Если прослойка насыпи из песчаных грунтов расположена вверху, ее нижняя поверхность может быть горизонтальной. Если прослойка насыпи из песчаного грунта расположена внизу, ее поверхность должна иметь поперечный уклон от оси насыпи к ее откосам, равный 0,04. 0,1. Схему многослойной насыпи и характер поверхности прослоек приведен на рис. 3.2.
Нижнюю часть насыпей, предрасположенных к постоянному или периодическому подтоплению, а также тех, которые отсыпаются в воду, следует отсыпать со скальных, предварительно разрыхленных или крупнообломочных грунтов, крупного песка и песка средних размеров. Насыпи высотой до 6 м в незатопляемых местах допустимо строить со слежавшихся котельных шлаков, если они содержат до 15% несгоревшего угля или из кислых и нейтральных металлургических шлаков без ограничений. Укосы насыпей не разрешается покрывать грунтом с худшими дренирующими свойствами, чем в грунте, положенном в тело насыпи, за исключением покрытия песчаных откосов глинистым грунтом для защиты от выдувания и растительного грунта при укреплении откосов посевом многолетних трав.
Для типичных поперечных профилей крутизна откосов принята такая:
На косогорах, составленных из крупноуламкових и песчаных грунтов, которые не покрытые растительностью, устройства уступов не нужно.
На равнинных участках местности и в границах косогоров крутизной до 1:10, при высоте насыпи железных дорог меньше 0,5 м и автомобильных путей меньше 1 м, а также на косогорах с постоянными грунтами крутизной от 1:10 до 1:6 при высоте насыпи до 1 м необходимо делать срезание дерна. При высоте насыпи более чем 1 м срезания дерна не проводится, но перед засыпанием насыпи из глинистых грунтов проводится вспахивания основания.
Не допускается устройство плотин из грунтов, содержащих более 5% неразложившихся органических примесей (гумус, перегной) и растворимых солей; из грунтов, пронизанных корнями растений; а также из песчано-илистых мелких или илистых грунтов, легкоподвижных при насыщении их водой.
При возведении насыпей (плотин, дамб) на водонасыщенных и обводненных основаниях к началу их отсыпания необходимо обеспечить отвод поверхностных вод и осушение основания для качественного сцепления вложенного грунта с грунтом основания. Несоблюдения этих требований нередко приводит к авариям сооружений.
Отсыпание насыпей автомобилями-самосвалами. При транспортировании грунта от экскаваторов и разгрузке его в насыпь следует соблюдать определенный порядок работ, чтобы обеспечить разгрузку грунта в нужном месте, его разравнивание и уплотнение. Автомобили-самосвалы должны двигаться по спланированному грунту, осуществляя дополнительное его уплотнение.
Движение автомобилей-самосвалов можетбыть тупиковым (рис. 3.5а) иликольцевым (рис.3.5б).Тупиковую схемуприменяют при высоте насыпи более 5 м, на подходах к мостам, а также на участках, где самосвалам тяжело передвигаться за пределами насыпи. При этом фронт отсыпания перемещается навстречу движению нагруженных автомобилей-самосвалов.
Рис..5. Технология отсыпания насыпи автомобилями-самосвалами при тупиковой а) и кольцевой б) схемах движения
Автомобили-самосвалы начинают отсыпание из дальнего конца насыпи постепенно перемещаясь к началу со стороны движения грузопотока.
Перед местом отсыпки грунта самосвалы разворачиваются и задним ходом подаются на разгрузку. При этом самосвалы двигаются по насыпи в двух направлениях. Для разворота самосвалов нужна площадка шириной не меньше 11. 12 м. Такая схема работ применяется лишь при строительстве двухрельсовых путей.
Применение кольцевой схемы движения возможно в тех случаях, когда проезд автомобилей-самосвалов за пределами насыпи не вызовет трудности и не требует значительных затрат на удержание землевозной дороги. Съезды выполняют постепенно соответственно увеличению высоты насыпи. Если в теле насыпи делают сквозной водовод (трубу), что временно не разрешает вести фронтальное отсыпание, вместо съезда используют откос, который получается со стороны трубы. Крутизна откоса должна быть не больше 0,15. 0,2. Однако, при этом необходимо оставлять полосу достаточной ширины для беспрепятственного и безопасного прохода автомобилей-самосвалов близ строительной площадки трубы.
Возведение насыпей бульдозерами без применения других машин (катков, поливочных машин) допускается только в случаях, когда техническими условиями на производство работ не предусмотрены уплотнения грунта, и местные данные разрешают использование грунта из резервов (рис.3.6)
Разработку грунта начинают от полевой бровки резерва. Двигаясь на первой скорости, бульдозер срезает грунт пластами до 30 см и перемещает его в сторону насыпи. При подходе к берме отвал бульдозера постепенно поднимают, чтобы не срезать грунт на берме. Укладка грунта в тело насыпи делают валиками, размещая их по ширине насыпи. Холостое движение бульдозера в резерв осуществляется на максимальной скорости заднего хода.
Грунт от каждой проходки в резерве вкладывают в тело насыпи, размещая его по ширине насыпи, после чего бульдозер начинает разработку грунта на следующей проходке. После отсыпания первого пласта насыпи на всей длине захватки бульдозер поднимается на насыпь и, двигаясь вдоль сооружения, разравнивает положенный валиками грунт, одновременно уплотняя его гусеницами. Отсыпку следующих пластов бульдозер делает в такой самой последовательности. Закончив отсыпку к заданной высоте, бульдозер разравнивает верхний пласт грунта, планирует бермы и дно резерва, доводя продольные и поперечные уклоны к проектным отметкам.
Отсыпку насыпей высотой 1,5. 2 м можно делать без послойного разравнивания насыпанного грунта сразу на полную высоту. В этом случае рабочая отметка насыпи должна быть увеличена против проектной на 10. 15%, так как насыпь на протяжении продолжительного времени после окончания строительства будет оседать.
Во время строительства дорожного полотнища на косогорах грунт разрабатывают и перемещают в полунасыпь продольными и поперечными ходами бульдозера. На косогорах с поперечным уклоном 8. 10° целесообразно вести разработку продольными движениями. При этом бульдозер транспортирует грунт из валов, расположенных по всей ширине полувыемки. В дальнейшем бульдозер транспортирует грунт в полунасыпь, двигаясь под углом к оси полотнища возводимой дороги. На косогорах с поперечным уклоном 12. 20° разработку грунта ведут поперечными проходками, на которые бульдозер перемещается перпендикулярно осы полотнища. Это разрешает повысить производительность бульдозера за счет увеличения толщины пласта срезаемого грунта, так как главная масса грунта двигается под уклон.
Перед перемещением грунта в полунасыпь поверхность косогора, служащая основанием для полунасыпи, разрыхляют или нарезают бульдозером уступы. Для защиты дорожного холста от влияния поверхностных вод с нагорной стороны канавокопателем или бульдозером, к отвалу которого крепят специальную насадку, роют водоотводную канаву.
При возведении плотин и дамб скреперами грунт, если он пригодный для сооружения, следует брать в чаше будущего водохранилища (рис. 3.7), так как это сокращает дальность его транспортирования. Так, например, при строительстве плотины высотой 32 м в г. Краматорске грунт разрабатывался скреперами в чаше будущего водохранилища, укладывался в тело плотины послойно и уплотнялся ими же. Для равномерного уплотнения грунта по всей ширине плотины ось каждой следующей проходки скрепера смещалась на 0,5 м.
Работу двух автогрейдеров осуществляют по схеме (рис. 3.8). Автогрейдер тяжелого типа выполняет только срезание грунта. Он осуществляет движение по эллипсу, перемещаясь с одного резерва в другого.
Вслед за ним за аналогичной эллиптической кривой двигается менее мощный автогрейдер, выполняебщий перемещение грунта в тело насыпи. В связи с тем, что на срезание грунта расходуется больше времени, второй автогрейдер будет иметь вынужденные перерывы в работе. Для сокращения этих перерывов целесообразно периодически использовать второй автогрейдер для разравнивания грунта в насыпи.
Схема возведения насыпи двумя автогрейдерами применяется, когда ширина насыпи и резервов разрешает отсыпать грунт в тело насыпи двумя проходками. Для отсыпания более широких насыпей используют три-четыре машины, причем срезание грунта выполняют автогрейдером тяжелого типа. В зависимости от направления движения автогрейдера срезание грунта осуществляют правым или левым краем ножа. При этом отвал на автогрейдере устанавливают с максимальным углом срезки, равным 40°. 45°, и углом наклона 13°. Отвалы автогрейдеров, занятых только перемещением грунта, устанавливают с углом наклона на 30. 50° и углом срезания 45. 50°
Автогрейдеры осуществляют возведение насыпи послойно: после отсыпания первого пласта грунта таким же образом отсыпают и следующие пласты, постепенно наращивая высоту насыпи. Наиболее эффективно автогрейдеры работают при возведении насыпей высотой до 0,5. 0,6 м, тем не менее их можно использовать также и для возведения насыпей до 1 м.
Разравнивание грунта в насыпи осуществляется продольными круговыми проходками автогрейдеров. Для этого насыпь разделяют на участки. Разравнивание грунта на каждом участке ведут от бровок к середине насыпи. При этом каждая следующая проходка перекрывает предыдущую на 0,3 м. Для разравнивания грунта в насыпи отвалы автогрейдеров устанавливают с углом увлечения 60. 90° и углом резания до 50°. Для увеличения ширины проходок на отвалы автогрейдеров устанавливают удлинители.
Соответственно техническим требованиям дно резерва, земляной холст, укосы насыпи и резервов должны быть спланированы и иметь поперечный и продольный уклон.
Зачистка и планирование откосов земляной насыпи и резерва делают в такой технологической последовательности: после окончания разработки грунта в резерве и отсыпания насыпи автогрейдеры выполняют срезание откосов и предыдущее их планирование. Окончательная зачистка откосов резерва или насыпи к проектному профилю осуществляют автогрейдером, отвал которого оборудован откосопланировщиком.
Автогрейдер перемещается продольными проходками параллельно оси насыпи или резерва. На планировочных роботах угол увлечения отвала грейдера может равняться 60. 65°, а угол разработки 35°. Снятый в процессе планирования грунт разравнивают по дну резерва.
Если укосы насыпи имеют стремительность 1:3 и больше, планирование их выполняют за две-три проходки. Первой планируют верхнюю часть откоса. При этом автогрейдер перемещается вдоль бровки насыпи. Потом автогрейдер проходкой в противоположном направлении планирует нижнюю часть откоса. Расстояние между осями проходок выбирают с таким расчетом, чтобы следующая проходка перекрывала предыдущую на 20. 30 см.
Контроль качества возведения насыпей может включать:
предыдущее обследование грунтов, предназначенных для отсыпания насыпей;
текущее наблюдение за соблюдением технологии отсыпания и качеством уплотнения грунтов в насыпях.
Общее число проб грунта, отбираемых в карьерах, выемках и резервах, а также в отсыпанных дорожных насыпях, может обеспечивать полноту контроля и устанавливается из расчета не меньше одной пробы на каждые 300 м с разрабатываемого или положенного в насыпь грунта. По отобранным пробам определяется вид грунта, его влажность и плотность.
При возведении насыпей, выполненных с послойным уплотнением грунта, осуществляется операционный контроль за соблюдением технологии работ (проектной плотностью, толщиной каждого отсыпанного и уплотненного пласта, количеством проходов или скоростью перемещения грунтоуплотняющих средств, размером перекрытия следа и т.п.), предусмотренной в проекте организации строительства или в проекте производства работ (табл. 3.1).
Критерием, определяющим качество выполненных земляных работ по возведению насыпей из однородного материала является достижение проектной плотности уложенного грунта, выражаемый объемным весом скелета грунта.
Приему с заключением актов обзора скрытых работ подлежат:
основания насыпей дренажных сооружений;
замена грунтов в основаниях насыпей и выемок;
мероприятия по обеспечению стойкости оснований насыпей (заглушение источников, борьба с многочисленными и высокими грунтовыми водами, карстовыми явлениями и т.п.);
основания под фундаменты в котлованах и трубопроводы в траншеях;
нарезка уступов и засыпание кюветов;
планирование поверхности нижнего пласта насыпи, отсыпанного из глинистого грунта, в случае возведения верхней части насыпи из грунта, который дренирует;
подготовка карьеров к разработке грунта.
Контроль качества работ при сведении насыпей
| Вид отклонения | Допустимое отклонение | Способ проверки |
| Отклонение отметок бровки или оси земляного сооружения | ±0,05 г | Нивелирование |
| Отклонение от проектного продольного уклона дна канала, траншеи, дренажа и т.п. | ±0,0005 | » |
| Уменьшение минимально допустимых уклонов дна каналов и дренажей | Не допускается | » |
| Увеличение крутизны откосов земляных сооружений | Не допускается | Промеры не меньше чем в двух поперечниках на каждом пикете |
| Уменьшенияе стремительности откосов дренажных призм из каменной наброски плотин | ±5. 10% | То же |
| Отклонение по ширине насыпных берм | ±0,15 м | Промеры через 50 м |
Возведение подземных сооружений
Дата добавления: 2014-05-28 ; просмотров: 2639 ; Нарушение авторских прав