土石方填筑施工

用水開采、運(yùn)輸和填筑土方的一種機(jī)械化施工方法。開挖方法有水沖法和吸泥法；輸送泥漿的方法有輸泥管輸送和渠道自流輸送；填筑有單向沖填和雙向沖填法。用這種方法修建的壩稱水力沖填壩。水力沖填壩使用的土料多為均勻的砂土。中國西北地區(qū)用黃土修建了許多水力沖填壩，習(xí)慣稱為水墜壩。其施工方法是把水提引到比壩頂高程高的取土場，用水槍沖土形成泥漿或在流經(jīng)造泥溝的過程中摻土混合建成稠泥漿，泥漿濃度較一般沖填壩的泥漿高，泥漿沿人工開挖的輸泥渠流入壩面畦塊內(nèi)，經(jīng)脫水固結(jié)，形成均勻密實(shí)的土壩 。

在填筑工作面上，按規(guī)定厚度將土石料散開鋪平后，用壓實(shí)機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，減少孔隙增加容重。壓實(shí)是保證土石方填筑質(zhì)量的最后一道工序。壓實(shí)費(fèi)用一般只占土石方填筑總造價的10%～15%，但壓實(shí)直接影響工程質(zhì)量。有些工程由于壓實(shí)方法或控制含水量不當(dāng),壓實(shí)質(zhì)量不能滿足要求,甚至被迫變更設(shè)計(jì)或中途停工,所以正確掌握土石料的壓實(shí)特性，合理選擇壓實(shí)機(jī)械和壓實(shí)參數(shù)對土石方填筑工作非常重要。

原始的壓實(shí)工具有木夯、石硪等。近代隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，壓實(shí)機(jī)械向多品種、高效率發(fā)展：有以靜重壓實(shí)為主的平碾、羊足碾、凸塊碾、網(wǎng)格碾、氣胎碾等；有以沖擊荷重壓實(shí)的夯板、電動夯、爆炸夯等；有以振動壓實(shí)的振動碾、振動板等，振動碾又分為振動平碾、振動羊足碾、振動凸塊碾等。土石料壓實(shí)，應(yīng)根據(jù)土石料性質(zhì)、工程規(guī)模、壓實(shí)質(zhì)量要求，合理選擇壓實(shí)機(jī)械的機(jī)型及壓實(shí)參數(shù)，如碾重、鋪土厚度、碾壓遍數(shù)等。

土料壓實(shí)一般控制土料含水量在最優(yōu)含水量左右。土料含水量的調(diào)整工作多在土場進(jìn)行，填筑工作面須有灑水設(shè)備（灑水車或水管），主要是防止表面干燥，起養(yǎng)護(hù)作用，有利上下土層結(jié)合。土料壓實(shí)機(jī)械可采用羊足碾、氣胎碾、凸塊碾、振動凸塊碾、夯板等。

砂礫料壓實(shí)應(yīng)充分加水，壓實(shí)機(jī)械可采用氣胎碾、振動凸塊碾、振動平碾、夯板等。

堆石料過去均不專門壓實(shí)，采取厚層拋填，稱為拋填堆石，一般層厚8～25m，石料從高處拋下，靠沖量壓實(shí)，并用高壓水槍射水。拋填堆石沉降量較大，高度百米左右的堆石壩，完工后沉降量約為壩高的1%。為了減少沉降量，自20世紀(jì)60年代，開始采用薄層碾壓，稱為碾壓堆石，壓實(shí)機(jī)械多用振動平碾 。

土砂石料運(yùn)至填筑工作面后，分層卸料、鋪散，分層進(jìn)行碾壓。事先作好規(guī)劃，將填筑工作面分成若干作業(yè)區(qū)，有的區(qū)卸料鋪散，有的區(qū)碾壓，有的區(qū)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，平行流水作業(yè)。這樣既可保證填筑面平起，減少不必要的填土接縫，又可提高機(jī)械效率。

卸料方式有前進(jìn)法（進(jìn)占法）和后退法。前進(jìn)法卸料即車輛由填土區(qū)邊緣開始,卸料鋪散向前擴(kuò)展,車輛在剛鋪好的松土上行走。后退卸料法與前者相反，車輛是在已壓實(shí)好的土層上行走。粘性土采用前進(jìn)卸料法，可以防止由于過度碾壓產(chǎn)生剪切破壞。堆石料采用后退卸料法可以減少輪胎的磨損。

每層填料的厚度都有嚴(yán)格規(guī)定。為了使每層填料厚度符合規(guī)定并且厚薄均勻，可根據(jù)填土區(qū)的面積及要求的鋪土厚度，計(jì)算每層填土總量，控制每層卸料量及車數(shù)，并根據(jù)自卸車容量控制卸料堆的間隔。卸料后用推土機(jī)或推土機(jī)和平地機(jī)散開鋪平。鋪散時發(fā)現(xiàn)有超徑材料應(yīng)及時清除處理，堆石料的超徑大石塊，可在填筑面用沖擊錘或重夯錘破碎。填料的粒徑級配有相應(yīng)的要求，不同回填料的級配系數(shù)也不相同 。

將土、 砂、 石料從開采地點(diǎn)運(yùn)送至存放地點(diǎn)或填筑地點(diǎn)。運(yùn)輸是控制土石方填筑強(qiáng)度的關(guān)鍵工序，而且填方單價中運(yùn)費(fèi)所占比重最大。運(yùn)輸方法的選擇與工期、工程量、運(yùn)距、地形及材料性質(zhì)等有關(guān)。

自卸汽車運(yùn)輸 　具有機(jī)動靈活、適應(yīng)性強(qiáng)和運(yùn)輸量大等特點(diǎn)，是當(dāng)前土石方填筑工程用得較多的運(yùn)輸方法。自卸汽車運(yùn)輸可直接將土石料運(yùn)至填筑工作面卸料。自卸汽車按其卸料方式分為：①后卸式，有較高的適應(yīng)性，轉(zhuǎn)彎半徑小，可卸成均勻間隔的土堆；②底卸式，往返卸料均可高速行駛，可以自由傾卸散狀料物，卸料散料的動作快，但不能運(yùn)卸大漂石和塊石；③側(cè)卸式，向側(cè)向卸料，可將料物卸成長而窄的條帶。

帶式輸送機(jī)運(yùn)輸 　帶式輸送機(jī)是一種連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，效率高，設(shè)備輕，耗能較少，運(yùn)費(fèi)低。高山深谷，地勢陡峻，修路困難的地區(qū)使用帶式輸送機(jī)有利。它的缺點(diǎn)是靈活性小，一條輸送機(jī)在同一時間內(nèi)只能運(yùn)一種材料；一旦發(fā)生故障,全線停運(yùn)；輸送機(jī)終端常須有轉(zhuǎn)料斗,然后由自卸汽車轉(zhuǎn)運(yùn)至填筑工作面，有時輸送機(jī)也可直接卸料。輸送機(jī)運(yùn)輸，材料最大粒徑應(yīng)小于帶寬的三分之一。帶式輸送機(jī)一般適用于運(yùn)輸量大,使用時間較長,運(yùn)距較遠(yuǎn)，地形陡峻，修路困難的工程。

鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)輸 　鏟運(yùn)機(jī)的特點(diǎn)，是同一機(jī)械可以完成挖、裝、運(yùn)、卸幾個工序。它僅適用于運(yùn)土及松散的砂礫料，不能運(yùn)送石料，運(yùn)距不宜太遠(yuǎn)，一般牽引式鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)距不超過500m，自行式鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)距不超過2.5km,比較經(jīng)濟(jì)。

鐵路運(yùn)輸 　鐵路分標(biāo)準(zhǔn)軌鐵路和窄軌鐵路兩種。標(biāo)準(zhǔn)軌軌距為1435mm，窄軌軌距有1000mm、762mm和610mm。鐵路運(yùn)輸線路標(biāo)準(zhǔn)要求高，基建時間長，投資大，一般限于丘陵或平原地區(qū)運(yùn)輸量大，料場集中，運(yùn)距遠(yuǎn)，使用期長的工程采用。鐵路運(yùn)輸不能直接卸料至填筑工作面，需由自卸車或帶式運(yùn)輸機(jī)和自卸車轉(zhuǎn)送到填筑工作面 。

在指定的料場作好表層清理工作，將符合要求的天然的土、砂、石破碎，裝入運(yùn)輸機(jī)械，準(zhǔn)備運(yùn)走。

土料填筑的特點(diǎn)是土料的天然含水量高低常影響其施工方法和機(jī)械的選擇。為了避免土料含水量過大，土料開采多在水上。當(dāng)土層較厚，沿深度性質(zhì)不均勻，要求混合使用，而且土料含水量適宜，無需降低含水量時，多采用立面開采，使用的開挖機(jī)械有挖掘機(jī)、斗輪挖掘機(jī)、裝載機(jī)等。當(dāng)土場面積廣，地形平坦，土層薄或土層雖厚但沿深度土的性質(zhì)變化大，要求分層使用，或含水量偏高，要求采取降低含水量措施時，多采用平面開采，使用的開挖機(jī)械有推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)等。砂礫料場多位于河床灘地,地下水位高,分水上開采和水下開采。水上開采一般用挖掘機(jī)；水下開采可用索鏟或采砂船等。

石料開采可采用洞室爆破法或深孔梯段爆破法 。

人類很早就用土修建渠堤及堤防。中國在戰(zhàn)國時期在黃河上已修建了較大規(guī)模的堤防。2000年前，中國南陽太守召信臣在唐白河支流沘河上泌陽縣羊冊修筑土壩稱馬仁陂，遺留的殘壩高約16m。土石方填筑,過去長期是靠人力施工。至19世紀(jì)中葉蒸氣機(jī)出后，開始使用機(jī)械，后來有了內(nèi)燃機(jī)、電動機(jī)等，土石方施工機(jī)械廣泛發(fā)展，有的機(jī)械只有一種功能，有的則一機(jī)多能。高土石壩工程，各國多采用機(jī)械化施工。特別是20世紀(jì)60年代以來，一些土石壩施工，均采用大容量、高效率的重型機(jī)械 。

對土砂石等天然建筑材料進(jìn)行開采、裝料、運(yùn)輸、卸料、鋪散、壓實(shí)的工程。水利工程中，土石方建筑主要用于修筑渠堤、堤防、土石圍堰、土石壩等建筑物。要求根據(jù)地形、土料性質(zhì)、土層分布、工程性質(zhì)、質(zhì)量要求、工期、工程量、運(yùn)距、機(jī)械性能等，合理布置施工場地、道路，選擇機(jī)型、機(jī)械數(shù)量，各工序銜接配套，保證工程質(zhì)量，高效率、低成本地組織施工 。