施工放來對水電工程理解
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，對壩基地質(zhì)條件要求不高，結(jié)構(gòu)簡單節(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)展開辟了廣闊前景。當(dāng)今國內(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)競爭力的一種新壩性，更是使土石壩“錦上添花”。
第一節(jié) 料場規(guī)劃土石壩施工中，料場的合理規(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，甚至還會影響到周圍的農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)。
施工前，應(yīng)配合施工組織設(shè)計，對各類料場作進(jìn)一步的勘探和總體規(guī)劃、分期開采計劃。使各種壩料有計劃、有次序地開采出來，以滿足壩體施工的要求。
選用料場材料的物理力學(xué)性質(zhì)，應(yīng)滿足壩體設(shè)計施工質(zhì)量要求，勘探中的可供開采量不少于設(shè)計需要量的2倍。在儲量集中繁榮主要料區(qū)，布置大型開采設(shè)備，避免經(jīng)常性的轉(zhuǎn)移；保留一定的備用料場（為主要料場總儲量的20%～30%）和近料場，作為壩體合龍以及搶筑攔洪高程用。
在料場的使用時間及程序上，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。含水量高料場夏季用；含水量低料場雨季用。施工強(qiáng)度高時利用近料，強(qiáng)度低時利用遠(yuǎn)料，平衡運(yùn)輸強(qiáng)度，避免窩工。對料場高程與相應(yīng)的填筑部位，應(yīng)選擇恰當(dāng)，布置合理，有利于重車下坡。作到就近取料，低料低用，高料高用；避免上下游料過壩的交叉運(yùn)輸，減少干擾。
充分合理地利用開挖棄渣料，對降低工程造價和保證施工質(zhì)量具有重要的意義。作到棄渣無隱患，不影響環(huán)保。在料場規(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。料場的覆蓋剝離層薄，有效料層厚，便于開采，獲得率高。減少料物堆存、倒運(yùn)，作好料場的防洪、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；料場的規(guī)劃和開采，考慮的因素很多而且又很靈活。對擬定的規(guī)劃、供料方案，在施工中不合適的即使進(jìn)行調(diào)整，以取得的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
第二節(jié) 土石料開挖運(yùn)輸土石壩施工中，從料場的開挖、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 開挖運(yùn)輸方案壩料的開挖與運(yùn)輸，是保證上壩強(qiáng)度的重要環(huán)節(jié)之一。開挖運(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、料場特性、運(yùn)距遠(yuǎn)近、可供選擇的機(jī)械型號等多種因素，綜合分析比較確定。土石壩施工中開挖運(yùn)輸方案主要有以下幾種。
1.正向鏟開挖，自卸汽車運(yùn)輸上壩正向鏟開挖、裝載，自卸汽車運(yùn)輸直接上壩，通常運(yùn)距小于10km.自卸汽車可運(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挖，汽車運(yùn)輸?shù)缆房刹贾贸裳h(huán)路，裝料時停在挖掘機(jī)一側(cè)的同一平面上，既汽車魚貫式地裝料與行駛。這種布置形式，可避免或減少汽車的倒車時間，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)揮正向鏟與汽車的效率。
2.正向鏟開挖膠帶機(jī)運(yùn)輸國內(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)簡易，運(yùn)輸費(fèi)用較低，比自卸汽車可降低運(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)可直接從料場運(yùn)輸上壩；也可與自卸汽車配合，作長距離運(yùn)輸，在壩前經(jīng)漏斗由汽車轉(zhuǎn)運(yùn)上壩；與有軌機(jī)車配合，用膠帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)上壩做短距離運(yùn)輸。目前，國外已發(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)開挖，膠帶機(jī)運(yùn)輸，轉(zhuǎn)自卸汽車上壩當(dāng)填筑方量大，上壩強(qiáng)度高的土石壩，料場儲量大而集中，可采用斗輪式挖掘機(jī)開挖，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)入移動式膠帶機(jī)，其后接長距離的固定式膠帶機(jī)至壩面或壩面附近經(jīng)自卸汽車運(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)開采土料，用寬1000mm、長1200余m、帶速150m/min膠帶上壩，經(jīng)雙翼卸料機(jī)于壩面用12t自卸汽車轉(zhuǎn)運(yùn)卸料，日強(qiáng)度平均達(dá)4000～5000m＾3，達(dá)10000m＾3（壓實(shí)方）。美國圣路易土石壩施工中，采用特大型斗輪式挖掘機(jī)，開采的土料經(jīng)兩個卸料口輪流直接裝入100t的底卸汽車運(yùn)輸，21個工作小時裝車1000車，取土高度12m，前沿開挖寬度18.3m. 4.采砂船開挖，有軌機(jī)車運(yùn)輸，轉(zhuǎn)膠帶機(jī)（或自卸汽車）上壩國內(nèi)一些大中型水電工程施工中，廣泛采用采砂船開采水下的砂礫料，配合有軌機(jī)車運(yùn)輸。在我國大型載重汽車尚不能充分滿足需要的情況下，有軌機(jī)車仍是一種效率較高的運(yùn)輸工具，它具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單修配容易的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)料場集中，運(yùn)輸量大，運(yùn)距較遠(yuǎn)（大于10km），可用有軌機(jī)車進(jìn)行水平運(yùn)輸。有軌機(jī)車運(yùn)輸?shù)呐R建工程量大，設(shè)備投資較高，對線路坡度和轉(zhuǎn)彎半徑的要求也較高。有軌機(jī)車不能直接上壩，在壩腳經(jīng)卸料裝置至膠帶機(jī)或自卸汽車轉(zhuǎn)運(yùn)上壩。
壩料的開挖運(yùn)輸方案很多，但無論采用何種方案，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)，對提高工效，降低車輛設(shè)備損耗，具有重要作用。[NextPage]
二 開挖運(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)度和開挖強(qiáng)度來確定相應(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——分期時段的有效工作日數(shù)，d；按分期時段的總?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——每日的工作小時數(shù)，以20h計。壩體分期施工的開挖強(qiáng)度qc（m^3/h）為 qc=K2*qd*rd/rn 式中 K2——開挖及運(yùn)輸中的損失系數(shù)，可取1.05～1.10；rd——土料的設(shè)計干表觀密度，t/m^3；rn——土料的天然干表觀密度，t/m^3.滿足上壩填筑強(qiáng)度要求的挖掘機(jī)數(shù)量Nc為 Nc=qc/Pc 式中 Pc——一臺挖掘機(jī)的生產(chǎn)率，m^3/h.滿足上壩填筑強(qiáng)度要求的汽車總數(shù)量Na為 Na=qc/Pa 式中 Pa——一輛汽車的生產(chǎn)率，m^3/h .配合一臺挖掘機(jī)所需的汽車數(shù)量n，其總的生產(chǎn)率應(yīng)略大于一臺挖掘機(jī)的生產(chǎn)率，因此應(yīng)滿足nPa>Pc.為了充分發(fā)揮自卸汽車的運(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。挖掘機(jī)裝滿一車斗數(shù)的合理范圍應(yīng)為3～5斗，通常要求裝滿一車時間不超過3.5～4min，卸車是不超過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。
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、級配特點(diǎn)、含水量大小以及壓實(shí)功能等有關(guān)。
對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)干表觀密度低于非粘性土的壓實(shí)干表觀密度。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）對粘性土的擊實(shí)試驗(yàn)，得到一組擊實(shí)次數(shù)、干表觀密度與含水量的關(guān)系曲線。
非粘性土料的透水性大，排水容易，壓實(shí)過程快，能夠很快達(dá)到壓實(shí)，不存在含水量，含水量不做專門控制。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密度的大小，擊實(shí)次數(shù)增加，干表觀密度也隨之增大而含水量則隨之減小。說明同一種土料的含水量和干表觀密度并不是一個恒定值，而是隨壓實(shí)功能的不同而異。
一般說來，增加壓實(shí)功能可增加干表觀密度，這種特性，對于含水量較低（小于含水量）的土料比對于含水量較高（大于含水量）的土料更為顯著。
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。但土料的過分壓實(shí)，不僅提高了壓實(shí)費(fèi)用，而且會產(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?？梢妼瘟系膲簩?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。
（一）粘性土料（防滲體）
粘性土的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，主要以壓實(shí)干表觀密度和施工含水量這兩指標(biāo)來控制。1.用擊實(shí)試驗(yàn)來確定壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；2.用飽和度于塑限的關(guān)系；計算干表觀密度；3.施工含水量確定。
（二）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)程度與粒徑級配和壓實(shí)功能有密切的關(guān)系，一般用相對密度Dr來表示：Dr=（emax-e）/（emax-emin） 式中emax——砂石料的空隙比；emin——砂石料的最小空隙比；e——設(shè)計空隙比。
在施工現(xiàn)場，對相對密度進(jìn)行控制仍不方便，通常將相對密度換算成相應(yīng)的干表觀密度rp（t/m^3），作為控制的依據(jù)。rp=rmax*rmin/[rmax-Dr（rmax-rmin）] 式中rmax——砂石料干表觀密度， t/m^3； rmin——砂石料最小干表觀密度， t/m^3，設(shè)計的相對密度，于地震等級、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；對高壩，或地震烈度為8～9度時， Dr應(yīng)不小于0.75.對砂性土，還要求顆粒不能大小和過于均勻，級配要適當(dāng)，并有較高的密實(shí)度，防止產(chǎn)生液化。
（三）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)械對工程進(jìn)度，工程質(zhì)量和造價有很大的影響。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)計施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的碾壓設(shè)備類型。如按不同材料分別配置不同的壓實(shí)機(jī)械，就會出現(xiàn)機(jī)械閑置的情況。所以確定機(jī)械種類和臺數(shù)時，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)干表觀密度，但土體的干表觀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，可以使土料級配和含水量比較均勻。羊腳頂端接觸應(yīng)力的過大或過小，都會降低碾壓效果。
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)過程中具有一定的彈性，可以和壓實(shí)的土料同時發(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關(guān)。
3.振動碾振動碾是一種以碾重靜壓和振動力共同作用的壓實(shí)機(jī)械，較之沒有振動的壓實(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。
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，對壩基地質(zhì)條件要求不高，結(jié)構(gòu)簡單節(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)展開辟了廣闊前景。當(dāng)今國內(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)競爭力的一種新壩性，更是使土石壩“錦上添花”。
第一節(jié) 料場規(guī)劃土石壩施工中，料場的合理規(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，甚至還會影響到周圍的農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)。
施工前，應(yīng)配合施工組織設(shè)計，對各類料場作進(jìn)一步的勘探和總體規(guī)劃、分期開采計劃。使各種壩料有計劃、有次序地開采出來，以滿足壩體施工的要求。
選用料場材料的物理力學(xué)性質(zhì)，應(yīng)滿足壩體設(shè)計施工質(zhì)量要求，勘探中的可供開采量不少于設(shè)計需要量的2倍。在儲量集中繁榮主要料區(qū)，布置大型開采設(shè)備，避免經(jīng)常性的轉(zhuǎn)移；保留一定的備用料場（為主要料場總儲量的20%～30%）和近料場，作為壩體合龍以及搶筑攔洪高程用。
在料場的使用時間及程序上，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。含水量高料場夏季用；含水量低料場雨季用。施工強(qiáng)度高時利用近料，強(qiáng)度低時利用遠(yuǎn)料，平衡運(yùn)輸強(qiáng)度，避免窩工。對料場高程與相應(yīng)的填筑部位，應(yīng)選擇恰當(dāng)，布置合理，有利于重車下坡。作到就近取料，低料低用，高料高用；避免上下游料過壩的交叉運(yùn)輸，減少干擾。
充分合理地利用開挖棄渣料，對降低工程造價和保證施工質(zhì)量具有重要的意義。作到棄渣無隱患，不影響環(huán)保。在料場規(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。料場的覆蓋剝離層薄，有效料層厚，便于開采，獲得率高。減少料物堆存、倒運(yùn)，作好料場的防洪、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；料場的規(guī)劃和開采，考慮的因素很多而且又很靈活。對擬定的規(guī)劃、供料方案，在施工中不合適的即使進(jìn)行調(diào)整，以取得的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
第二節(jié) 土石料開挖運(yùn)輸土石壩施工中，從料場的開挖、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 開挖運(yùn)輸方案壩料的開挖與運(yùn)輸，是保證上壩強(qiáng)度的重要環(huán)節(jié)之一。開挖運(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、料場特性、運(yùn)距遠(yuǎn)近、可供選擇的機(jī)械型號等多種因素，綜合分析比較確定。土石壩施工中開挖運(yùn)輸方案主要有以下幾種。
1.正向鏟開挖，自卸汽車運(yùn)輸上壩正向鏟開挖、裝載，自卸汽車運(yùn)輸直接上壩，通常運(yùn)距小于10km.自卸汽車可運(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挖，汽車運(yùn)輸?shù)缆房刹贾贸裳h(huán)路，裝料時停在挖掘機(jī)一側(cè)的同一平面上，既汽車魚貫式地裝料與行駛。這種布置形式，可避免或減少汽車的倒車時間，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)揮正向鏟與汽車的效率。
2.正向鏟開挖膠帶機(jī)運(yùn)輸國內(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)簡易，運(yùn)輸費(fèi)用較低，比自卸汽車可降低運(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)可直接從料場運(yùn)輸上壩；也可與自卸汽車配合，作長距離運(yùn)輸，在壩前經(jīng)漏斗由汽車轉(zhuǎn)運(yùn)上壩；與有軌機(jī)車配合，用膠帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)上壩做短距離運(yùn)輸。目前，國外已發(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)開挖，膠帶機(jī)運(yùn)輸，轉(zhuǎn)自卸汽車上壩當(dāng)填筑方量大，上壩強(qiáng)度高的土石壩，料場儲量大而集中，可采用斗輪式挖掘機(jī)開挖，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)入移動式膠帶機(jī)，其后接長距離的固定式膠帶機(jī)至壩面或壩面附近經(jīng)自卸汽車運(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)開采土料，用寬1000mm、長1200余m、帶速150m/min膠帶上壩，經(jīng)雙翼卸料機(jī)于壩面用12t自卸汽車轉(zhuǎn)運(yùn)卸料，日強(qiáng)度平均達(dá)4000～5000m＾3，達(dá)10000m＾3（壓實(shí)方）。美國圣路易土石壩施工中，采用特大型斗輪式挖掘機(jī)，開采的土料經(jīng)兩個卸料口輪流直接裝入100t的底卸汽車運(yùn)輸，21個工作小時裝車1000車，取土高度12m，前沿開挖寬度18.3m. 4.采砂船開挖，有軌機(jī)車運(yùn)輸，轉(zhuǎn)膠帶機(jī)（或自卸汽車）上壩國內(nèi)一些大中型水電工程施工中，廣泛采用采砂船開采水下的砂礫料，配合有軌機(jī)車運(yùn)輸。在我國大型載重汽車尚不能充分滿足需要的情況下，有軌機(jī)車仍是一種效率較高的運(yùn)輸工具，它具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單修配容易的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)料場集中，運(yùn)輸量大，運(yùn)距較遠(yuǎn)（大于10km），可用有軌機(jī)車進(jìn)行水平運(yùn)輸。有軌機(jī)車運(yùn)輸?shù)呐R建工程量大，設(shè)備投資較高，對線路坡度和轉(zhuǎn)彎半徑的要求也較高。有軌機(jī)車不能直接上壩，在壩腳經(jīng)卸料裝置至膠帶機(jī)或自卸汽車轉(zhuǎn)運(yùn)上壩。
壩料的開挖運(yùn)輸方案很多，但無論采用何種方案，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)，對提高工效，降低車輛設(shè)備損耗，具有重要作用。[NextPage]
二 開挖運(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)度和開挖強(qiáng)度來確定相應(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——分期時段的有效工作日數(shù)，d；按分期時段的總?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——每日的工作小時數(shù)，以20h計。壩體分期施工的開挖強(qiáng)度qc（m^3/h）為 qc=K2*qd*rd/rn 式中 K2——開挖及運(yùn)輸中的損失系數(shù)，可取1.05～1.10；rd——土料的設(shè)計干表觀密度，t/m^3；rn——土料的天然干表觀密度，t/m^3.滿足上壩填筑強(qiáng)度要求的挖掘機(jī)數(shù)量Nc為 Nc=qc/Pc 式中 Pc——一臺挖掘機(jī)的生產(chǎn)率，m^3/h.滿足上壩填筑強(qiáng)度要求的汽車總數(shù)量Na為 Na=qc/Pa 式中 Pa——一輛汽車的生產(chǎn)率，m^3/h .配合一臺挖掘機(jī)所需的汽車數(shù)量n，其總的生產(chǎn)率應(yīng)略大于一臺挖掘機(jī)的生產(chǎn)率，因此應(yīng)滿足nPa>Pc.為了充分發(fā)揮自卸汽車的運(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。挖掘機(jī)裝滿一車斗數(shù)的合理范圍應(yīng)為3～5斗，通常要求裝滿一車時間不超過3.5～4min，卸車是不超過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。
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、級配特點(diǎn)、含水量大小以及壓實(shí)功能等有關(guān)。
對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)干表觀密度低于非粘性土的壓實(shí)干表觀密度。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）對粘性土的擊實(shí)試驗(yàn)，得到一組擊實(shí)次數(shù)、干表觀密度與含水量的關(guān)系曲線。
非粘性土料的透水性大，排水容易，壓實(shí)過程快，能夠很快達(dá)到壓實(shí)，不存在含水量，含水量不做專門控制。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密度的大小，擊實(shí)次數(shù)增加，干表觀密度也隨之增大而含水量則隨之減小。說明同一種土料的含水量和干表觀密度并不是一個恒定值，而是隨壓實(shí)功能的不同而異。
一般說來，增加壓實(shí)功能可增加干表觀密度，這種特性，對于含水量較低（小于含水量）的土料比對于含水量較高（大于含水量）的土料更為顯著。
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。但土料的過分壓實(shí)，不僅提高了壓實(shí)費(fèi)用，而且會產(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?？梢妼瘟系膲簩?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。
（一）粘性土料（防滲體）
粘性土的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，主要以壓實(shí)干表觀密度和施工含水量這兩指標(biāo)來控制。1.用擊實(shí)試驗(yàn)來確定壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；2.用飽和度于塑限的關(guān)系；計算干表觀密度；3.施工含水量確定。
（二）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)程度與粒徑級配和壓實(shí)功能有密切的關(guān)系，一般用相對密度Dr來表示：Dr=（emax-e）/（emax-emin） 式中emax——砂石料的空隙比；emin——砂石料的最小空隙比；e——設(shè)計空隙比。
在施工現(xiàn)場，對相對密度進(jìn)行控制仍不方便，通常將相對密度換算成相應(yīng)的干表觀密度rp（t/m^3），作為控制的依據(jù)。rp=rmax*rmin/[rmax-Dr（rmax-rmin）] 式中rmax——砂石料干表觀密度， t/m^3； rmin——砂石料最小干表觀密度， t/m^3，設(shè)計的相對密度，于地震等級、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；對高壩，或地震烈度為8～9度時， Dr應(yīng)不小于0.75.對砂性土，還要求顆粒不能大小和過于均勻，級配要適當(dāng)，并有較高的密實(shí)度，防止產(chǎn)生液化。
（三）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)械對工程進(jìn)度，工程質(zhì)量和造價有很大的影響。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)計施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的碾壓設(shè)備類型。如按不同材料分別配置不同的壓實(shí)機(jī)械，就會出現(xiàn)機(jī)械閑置的情況。所以確定機(jī)械種類和臺數(shù)時，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)干表觀密度，但土體的干表觀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，可以使土料級配和含水量比較均勻。羊腳頂端接觸應(yīng)力的過大或過小，都會降低碾壓效果。
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)過程中具有一定的彈性，可以和壓實(shí)的土料同時發(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關(guān)。
3.振動碾振動碾是一種以碾重靜壓和振動力共同作用的壓實(shí)機(jī)械，較之沒有振動的壓實(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。