水利工程施工——土石坝工程
水利工程土石坝坝体施工技术要点
水利工程土石坝坝体施工技术要点摘要：土石坝作为具备挡水功能的构筑物，是水利工程中的一项关键技术。
在现代水利工程中，传统土石坝施工技术存在诸多工艺缺陷有待解决，难以满足实际施工需求。
为突破传统土石坝施工技术的局限性，提高工程质量与技术水平，促进我国水利事业的健康快速发展，施工单位及相关人员需要深入研究土石坝技术，掌握标准的施工要点，逐渐探索新技术手段，以保障水利工程土石坝施工活动的顺利开展。
关键词：水利工程；土石坝；坝体；施工技术1土石坝施工技术在水利施工中的应用要点1.1合理规划料场位置在案例工程土石坝施工中需要用到大量回填料，需要有专门的堆放场地，料场位置规划是否科学合理，直接关系到土石坝施工的进度和质量。
因此，在土石坝施工前必须结合水利工程现场情况，加强选址和规划。
为保证施工质量和进度，从时间、空间、质量3个方面入手来规划料场位置。
(1）在时间规划上，充分考虑料场和土石坝施工强度以及坝体填筑部位变化之间的相互影响，保证原材料的供给能够满足施工要求。
(2）在空间规划上，合理确定料场的位置和高程，并进行科学合理的布置。
(3）在质量规划上，对施工现场的地质条件、埋深、回填料储量等指标进行综合分析和试验，保证料场的总储量和质量满足土石坝施工的要求。
不同施工阶段，对施工强度的要求不同。
在质量规划上做到了料尽其用，提升永久性和临时性建筑物基础碴料的利用率。
1.2土石料加工技术在正式施工前，应用土石料加工技术，对所挖取土石料开展一系列处理操作：1）做好土石料筛选工作，筛除土石料中混杂的腐殖土、淤泥质土等杂质，并将土石料经过筛分进行粗细分离，如使用圆形振动筛设备，根据施工需要设定筛网层数和目数，土石料自上至下经过多层筛网，分离成不同粒径的颗粒，清除夹杂的超径石。
2）检测土石料含水率，对含水率超限的土石料采取翻晒、烘干、洒水保湿等处理手段，将土石料含水率偏差控制在允许范围内。
3）从土石料开采加工角度来看，可选择采取陆地开采或是水下开采方式，如运用洞室爆破技术来完成土石料陆地开采任务，从土层中挖取土料与石料，在爆破作用力下将土石破碎形成适当粒径的颗粒物，以此来简化土石料的破损筛分工艺，提高取料加工效率。
水利工程土石坝施工方案
水利工程土石坝施工方案1. 引言水利工程是指为解决水资源的开发、利用、保护和管理等问题而进行的一系列建设和管理活动。
其中，土石坝作为一种重要的水利工程建设形式，广泛应用于水库、堰塞湖、防洪工程等领域。
本文档将详细介绍水利工程土石坝的基本施工方案。
2. 施工前准备工作2.1 勘测与设计在进行土石坝施工前，需要进行详细的勘测工作，包括对坝区地质、地形、地貌等的调查和判断。
根据勘测结果，进行土石坝的设计，确定坝型、坝址、坝高等重要参数。
2.2 采购与运输在施工前期，需要做好材料的采购工作，包括水泥、石子、砂子等。
同时，需要制定合理的运输计划，确保施工材料的供应。
2.3 人力与机械资源准备为了顺利进行土石坝的施工，需要合理配置人力和机械资源。
人力资源方面，需要组建施工队伍，包括工程师、技术员、施工员等。
机械资源方面，需要准备各类施工机械设备，如挖掘机、运输车辆等。
3. 施工过程3.1 清理坝址清理坝址是土石坝施工的第一步。
首先需要清除坝址上的植被、杂物等，以保持施工区域的整洁。
3.2 坝基处理坝基处理是保证土石坝稳定性的重要环节。
首先需要清除坝基的松软土层和泥沙等，然后进行坝基的加固和处理，以提高坝体的稳定性。
3.3 土石料运输土石料的运输是土石坝施工过程中的重要环节。
在施工现场附近设置临时堆场，将采购的土石料运输到施工现场。
3.4 坝体填筑在坝基处理完成后，开始进行坝体的填筑工作。
首先需要按照设计要求将石子和砂子进行合理比例的混合，然后使用挖掘机等工具进行填筑。
3.5 坝面平整坝面平整是土石坝施工的最后一步。
通过使用压路机等工具对坝面进行平整处理，确保坝面的平整度和坝体的稳定性。
4. 施工安全措施在进行土石坝施工过程中，需要注意以下安全措施：•坚持安全第一原则，对施工人员进行安全教育和培训。
•建立健全的施工现场管理制度，确保施工现场的安全。
•加强施工现场巡视，及时发现和解决安全隐患。
•合理配置施工机械设备，确保其正常运行和维护。
土石坝工程施工
土石坝工程施工是一个复杂而繁重的工程，涉及到众多环节和工艺。
以下是关于土石坝工程施工的详细论述。
一、工程概述土石坝工程施工是指在河流、湖泊等水域边缘或水库库区修建土石坝，以拦截水源，形成水库，达到蓄水、发电、灌溉、防洪等目的。
土石坝工程施工具有规模大、周期长、技术复杂、质量要求高等特点。
二、施工准备1. 内部准备：包括启动资金到位、施工图熟悉会审、人材机（人员、材料、机械）准备、料场选址布置安排、施工临时用房选址建设、三通一平安排、标高基准点确定等。
2. 外部准备：包括建设业主衔接，合同签订、备案，施工许可证办理，工程质量、安全监督部门备案等。
三、施工工艺1. 料场规划：合理规划料场，确保原材料的供应。
料场规划不仅关系到坝体的施工质量、工期和工程造价，甚至还会影响到周围的农林业和环境保护。
2. 坝体填筑：土石坝的主体工程，包括黏土、砂石、碎石等原材料的填筑。
填筑过程中要注意密实度、压实度和干密度等指标的控制，以确保坝体的稳定性和安全性。
3. 反滤料施工：在坝体填筑过程中，合理设置反滤层，防止土石颗粒通过，保证坝体的渗透稳定性。
4. 排水系统施工：设置完善的排水系统，包括水平排水层、垂直排水层、排水沟等，以降低坝体内部的水分，提高坝体的稳定性。
5. 防渗帷幕施工：在坝体两侧设置防渗帷幕，采用灌浆、喷锚等工艺，以防止水渗漏。
6. 混凝土面板施工：在堆石体上部设置混凝土面板，作为坝体的防渗结构。
混凝土面板施工要注意控制混凝土的浇筑质量，确保面板的防渗性能。
7. 施工监控与质量检测：施工过程中，要对各个环节进行监控和质量检测，确保施工质量符合规范要求。
四、施工注意事项1. 施工安全：土石坝工程施工过程中，要严格遵守安全规定，确保人员和设备的安全。
2. 环境保护：在施工过程中，要注意保护周围环境，减少对生态环境的影响。
3. 施工进度：合理制定施工计划，确保工程按时完成。
4. 工程质量：严格把控施工质量，确保坝体安全稳定。
土石坝知识点总结
土石坝知识点总结土石坝是一种利用土石材料修筑而成的水利工程建筑，用于储水、防洪和发电等各种目的。
历史上，土石坝是最早出现的一种水坝形式，它将土石材料紧密地堆积在一起，以形成一个可容水的大坝。
土石坝的结构简单，施工方便，因此在古代就被广泛使用。
而如今，土石坝依然是世界各地重要的水利设施之一。
土石坝的类型土石坝有多种类型，根据其结构和材料可以分为土石坝、重力坝、砂石坝、砼面板坝等。
其中，土石坝是一种用土石料垒积而成的坝体，通常是采用采用天然土石料修筑而成的坝体。
而重力坝则是靠坝体自身的重力来抵抗水压力和地基稳定力的作用。
砂石坝由砂石混凝土组成，砂石拦河坝体可以用于固体废物填埋库的防渗线坝体、陡岸坝体等。
而砼面板坝则是由混凝土面板构成，它采用筏板基础的坝体、抛筑或摊铺混凝土表面的坝体、在碾压式混凝土底板上施工板体的坝体等。
土石坝的设计和施工土石坝的设计和施工需要经过严格的规划和实施。
首先，工程师需要根据地质条件和水文特征等因素，选择合适的坝址和种类，然后进行地质勘察和水文勘测，确定坝址和参数。
接下来，设计人员需要考虑到土石坝的主要结构和功能，包括坝顶、坝体和坝基等要素，确定坝顶宽度、坝体高度、坝基宽度等参数。
最后，设计人员需要进行坝体开挖和土石料回填等工程实施。
土石坝的特点和优势土石坝相比于其他类型的水坝有着独特的特点和优势。
首先，土石坝有着灵活的建筑方式和廉价的建筑成本，能够利用周边丰富的土石料资源，节约了大量的成本和时间。
其次，土石坝的安全性和稳定性较高，可以经受较大规模的自然灾害，如地震和山崩等。
再者，土石坝的环境适应性强，能够适应各种地质和水文条件，不受周边环境的影响。
最后，土石坝的使用寿命长，能够满足长期的水利需求和发电需求。
土石坝的养护和管理土石坝的养护和管理是保证其安全性和稳定性的关键。
首先，需要加强对土石坝坝址地质环境的监测和评估，定期对坝址地质环境、地震状况、水文特性等进行检测和分析。
水利工程施工-十 土石坝施工 教案
教学要点
杨艳凤
-2-
上力求做到近料和上游易淹的料场先用，远料和下游不易淹的料场后用；含水量高的料场旱 季用，含水量低的料场雨季用。上坝强度高时充分利用运距近、开采条件好的料场，上坝强 度低时用运距远的料场，以平衡运输任务。在料场使用计划中，还应保留一部分近料场供合 拢段填筑和拦洪度汛施工高峰时使用。 料场质与量的规划，是指对料场的质量和储料量进行合理规划。在选择规划和使用料场 时，应对料场的地质成因、产状、埋深、储量以及各种物理力学性能指标进行全面勘探试验。 料场规划时还应考虑主要料场和备用料场。主要料场，是指质量好、储量大、运距 近的料场，且可常年开采；备用料场，是指在淹没范围以外，当主要料场被淹没或因库水位 抬高而导致土料过湿或其他原因不能使用时，在备用料场取料，保证坝体填筑的正常进行。 应考虑到开采自然方与上坝压实方的差异，杂物和不合格土料的剔除，开挖、运输、填筑、 削坡、施工道路和废料占地不能开采以及其他可能产生的损耗。 此外，为了降低工程成本，提高经济效益，料场规划时应充分考虑利用永久水工建 筑物和临时建筑物的开挖料作为大坝填筑用料。如建筑物的基础开挖时间与上坝填筑时间不 相吻合时，则应考虑安排必要的堆料场地储备开挖料。 二、土料的开挖与运输 1．挖运配套方案 常用土石料挖运配套方案有以下几种： (1)人工开挖，手推胶轮车和架子车运输。一般手推车载重量 100~200kg，架子车载重 量 300~500kg，运距不宜大于 1km，坡度不宜大于 2%。如坡度较陡可采用拉坡机或转皮带机 运输。拉坡机拉车上坡坡度不宜陡于 1：3~1：5，爬高不宜大于 30m。 (2)挖掘机挖装，自卸汽车、拖拉机运输。适宜运距 2~5km，双线路宽 5~5.5m，转弯半 径不宜小于 50m，坡度不宜大于 10%。 挖运方案选择，应根据工程量大小、上坝强度高低、运距远近和可供选择的机械型 号、规格等因素，进行综合经济技术比较后确定。 2．挖运机械配套计算 (１)挖运强度的确定 １)上坝强度Ｑd：单位时间填筑到坝面上的土方量，按坝面压实成品方计。 Ｑd＝
水利工程土石坝工程渗漏原因及施工中的渗流控制措施
水利工程土石坝工程渗漏原因及施工中的渗流控制措施摘要：水利工程中，土石坝是常见的工程项目，在施工过程中土坝及地基中的渗流，由于其机械或化学作用，可能使土体产生局部破坏，称为“渗透破坏”，严重的渗透破坏可能导致工程失事，因此必须加以控制本文就针对土石坝的渗流进行分析，并给出了防治措施。
关键词：土石坝；渗流；控制理论土石坝是目前水利工程建设工程中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。
与其他坝型相比较，无论从经济方面还是从施工方面，土石坝具有绝对的优势，据不完全统计，中国土石坝数量占到大坝总数的 93%。
但土石坝建设最大的病害即是渗漏，如何控制和预防渗漏是土石坝工程建设中最主要的工作之一。
1．土石坝工程渗漏的常见类型及原因分析1.1 土石坝坝体渗漏的原因随着水利工程的大力开发建设，工程的质量问题时有发生，特别是水库、坝体的渗漏问题，在洪水来临之时无法形成很好的挡护，给人们的生命和财产安全带来了很大的危害。
坝体渗漏，因坝身防渗体裂缝或者坝体施工质量等问题形成渗漏的集中通道，从而形成管涌，渗水逸出点或逸出面通常出现在下游坝坡和坝脚。
引起坝体渗漏产生的主要原因有：一是坝体单薄或土料透水性大；二是筑坝质量差，如铺碾压不实或漏压、土过厚、粘土心墙或斜墙层面结合不好等；三是反滤设施质量差，未按设计要求铺设反滤层，土石混合坝未设过渡层；四是坝后反滤排水体高度不够；五是坝下涵管、埋管的外壁与土体结合部回填不密实，涵洞未做截流环；六是坝体不均匀沉降引起的横向或水平裂缝，可能引起坝体集中渗透破坏。
1.2 土石坝坝基渗漏的原因坝基渗漏通常是由于强透水性的坝基处理不当，或坝基未作防渗处理，或坝基防渗设施失效而产生的。
引起坝基渗漏产生的主要原因有：一是缺少合理的防渗措施，在砂卵石基础上坝前未做铺盖，或铺盖长度及厚度不够、质量不好被水压击穿，或者对强透水基础，坝体与坝基部位未做截水槽、截水墙；二是库内粘土铺盖下未设反滤层，渗水压力破坏了铺盖；三是坝基清理不彻底，在进行坝基施工前未按相关规定把坝基清理干净，部分杂草、树根残留，严重影响了层面之间的贴合度，所以导致渗水发生；四是水库管理问题：由于非法施工和人为原因造成了水库天然铺盖的破坏，导致坝基渗水。
水利工程土石坝施工方案
水利工程土石坝施工方案一、工程概况水利工程土石坝是为了调节河流水位、防洪和灌溉等目的而修建的一种大型水利工程，是所有水利工程中的重要组成部分。
土石坝一般由土石材料构成，具有密封性能和一定的透水性，能够阻隔水流和满足灌溉和生活用水需求。
本工程位于XX省XX市XX县，主要任务是修建一座高度150米，长度800米的土石坝，用于防洪和水文调节。
工程所在地区地势较险峻，气候多变，施工难度较大，需要合理的施工方案及严格的施工组织。
二、施工前准备1. 地质勘察：根据工程设计图纸和土地利用规划，对施工区域进行详细的地质勘察，了解地质情况、地表水情况等，为施工方案的制定提供可靠数据支持。
2. 设备准备：根据工程需要购置大型挖土机、破碎机、装载机等设备，并做好设备的维护保养工作，确保设备在施工期间正常运转。
3. 材料准备：根据工程设计要求，采购适量的水泥、砂石等建筑材料，保证施工期间的原料供应。
4. 人员安排：合理安排施工人员，包括主要施工人员、监理人员、安全人员、技术人员等，建立施工队伍。
5. 施工方案制定：根据地质勘察资料和工程设计要求，制定详细的施工方案，包括施工工艺、施工进度计划、安全保障措施等。
三、施工工艺及方法1. 坝基准备：根据设计要求进行坝基开挖，清除表土及浮石，并对坝基进行夯实处理，以确保坝基的坚固稳固。
2. 坝体填筑：采用削坡填筑法进行坝体填筑，根据工程设计要求，按照合理的坝体填筑坡度和厚度进行填筑作业。
在填筑过程中，应根据坝体填筑质量情况及时进行检查和调整，确保填筑的坝体质量。
3. 泄洪设施安装：根据工程设计要求，安装泄洪设施，包括放水闸门、泄洪孔等，以满足坝体泄洪和水文调节的需要。
4. 坝顶路面施工：在坝体主体完工后，对坝顶路面进行硬化处理，确保坝顶路面平整、防滑、耐磨。
5. 安全监测设施安装：根据工程设计要求，安装坝体及附属设施的安全监测设施，包括地震监测仪、裂缝监测仪等，以确保坝体及周边环境的安全监测。
水利工程施工 第四章 土石坝工程
四. 坝面作业
• 施工程序（开采/运输）/铺土/平土/洒水/压 实/质检（平碾压实后需要刨毛4-5cm）卸 料、铺料、加水、压实、质检等坝面作业 应采用流水作业法组织施工，即将坝面分 成若干个大致相等的填筑块（2～4个）， 依次完成填筑的各道工序，使各工作面上 所有工序能够连续进行。分块长度一般 50～100 m
1. 卸料和铺料
• 卸料和铺料有三种，即进占法、后退法和综合法。 一般采用进占法，厚层填筑也可采用混合法铺料， 以减小铺料工作量。进占法铺料层厚易控制，表 面容易平整，压实设备工作条件好。一般采用推 土机进行铺料作业，其功率根据施工强度及料物 性质，一般应大于132.4 kw（180 HP）。铺料应 保证随卸随铺，确保设计的铺料厚度。
二.料场开采和坝料加工
料场开采前应做好以下准备工作： ①划定料场范围。 ②分区分期清理覆盖层。 ③设置排水系统。 ④修建施工道路。 ⑤修建辅助设施。坝料的开采和加工，应参考已建工程经验，结合 本工程情况，进行必须的现场试验，选择出合适的工艺过程。 一般包括： ①调整土料含水量试验。 ②堆石料爆破试验。 ③掺合料的掺合工艺试验。 ④各种料的碾压压实试验。
2. 填料加水
• 填料加水一般有两种，在运输道路上向自 卸车中加水和坝面上加水。还可以两种办 法综合应用。洒水与碾压的顺序要经试验 后确定，一般碾前加一次，然后边加边碾。 堆石洒水30％－50％，砂砾料20％－40％
3. 坝体压实
(1) 目的：γ干↗，σ压↗，e渗↘ (2) 机械：羊角碾/震动碾/气胎碾/夯板 (3) 标准：黏性土干容重γd；非黏性土-相对密度D—>干容重γd （垫层，堆石，坝壳γd 2.1～2.3， D 0.65～0.75） 大中型工程一般需要进行现场碾压试验，为设计和施 工提供切合实际工程情况的碾压参数。其任务是：核 实坝体填筑设计压实标准的合理性，如所规定的压实 干密度、孔隙率能否达到。设计阶段的碾压试验是确 定合理的压实标准，选择适合的填筑压实机械，确定 适宜、经济的压实参数，如铺层厚度、碾压速度、碾 压遍数、加水量等。施工初期的碾压试验是研究和完 善填筑的施工工艺和措施，并据此制定填筑施工的实 施细则。
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第四章土石坝工程教学目的和要求：本章目的主要是讲解土石坝工程施工的特点，机械化作业的适用性。
要求学生掌握土石坝施工常用技术，了解常用机械以及适用性；运用、分析土石料的特性，选择施工方法和施工机械。
重点与难点：1.料场的规划2.土石坝压实参数的确定和机械的选择3.面板混凝土坝的施工工艺和方法教具与参考：1.水利施工图片2.[1]司兆乐水利水电枢纽施工技术.北京：中国水利水电出版社，2002[2]魏璇. 水利水电工程施工组织设计指南.北京：中国水利水电出版社，1999主要教学方法：1.讨论法 2.讲授法 3.演示法水利水电工程中，土方工程应用非常广泛。
有些水工建筑物，如土坝、土堤、土渠等，几乎全部都是土方工程。
它的基本施工过程是开挖、运输和压实。
可根据实际情况采用人工、机械、爆破或水力冲填等方法施工。
准备作业包括：三通一平、临时实施的建设基本作业包括：料场土石料开采，坝面铺平、压实、质检等土的施工分级的方法很多，在水利工程施工中，根据施工的困难程度，将土壤分为Ⅳ级，见表4-1。
表4-1 土壤的工程分级表二、土壤的工程特性1、表观密度土壤表观密度，就是单位体积土壤的重量。
土壤保持其天然组织、结构和含水量时的表观密度称为自然表观密度。
单位体积湿土的重量称为湿表观密度。
单位体积干土的重量称为干表观密度。
它是体现粘性土密实程度的指标，常用它来控制压实的质量。
2、含水量表示土壤空隙中含水的程度，常用土壤中水的重量与干土重量的百分比表示。
含水量的大小直接影响粘性土压实质量。
3、可松性是自然状态下的土经开挖后因变松散而使体积增大的特性，这种性质称为土的可松性。
土的可松性用可松性系数表示，即：式中：Ｖ２——土经开挖后的松散体积，m³；Ｖ１——土在自然状态下的体积，m³。
土的可松性系数，用于计算土方量、进行土方填挖平衡计算和确定运输工具数量。
各种土的可松性系数见表4-2。
4、自然倾斜角指自然堆积土壤的表面与水平面间所形成的角度，称为土自然倾斜角。
挖方与填方边坡的大小，与土壤的自然倾斜角有关。
确定土体开挖边坡和填土边坡应慎重考虑，重要的土方开挖，应通过专门的设计和计算确定稳定边坡。
一般开挖安全边坡可参考表4-3 。
表4-3 挖深在5米以内的窄槽未加支撑时的安全施工边坡第一节坝体材料与料场规划教学目的和要求：了解坝体材料适应性和料场规划原则，熟悉土壤的工程特性。
重点与难点：难点在坝体材料的工程特性和料场规划。
教具与参考：工程料场图片，坝体材料的基本情况介绍主要教学方法：讲授法一、土石坝筑坝材料及其要求土石坝最大的特点就是能就地取材，因此，土石坝又叫当地材料坝。
1、防渗料基本要求是防渗性，渗透系数不大于1×10－5cm/s时一般能满足要求。
同时希望又一定的抗剪强度，较好的渗流稳定性，有适应坝体变形的塑性，有良好的施工性、低压缩性，无过量的可溶盐（5％）和有机物（2％）含量等。
细粒土是我国采用最多的防渗材料。
只要坝址附近有足够的数量，采用细粒土作为防渗料通常是比较好的选择。
现在，随着施工技术水平的提高，采用风化料和砾质土作为防渗料得到了比较广泛的应用。
2、坝壳料堆石、砂砾石及风化料等均可以作为坝壳料。
3、反滤料一般满足坚固度要求，级配严格，通常采取混凝土砂石料生产系统生产，但不要去冲洗。
也可以采取天然冲积层砂砾石经筛分生产。
二、料场规划的原则土石坝用料量很大，料场的合理规划与使用，是土石坝施工中的关键问题之一，它不仅关系到坝体的施工质量、工期和工程投资，而且还影响工程的生态环境和国民经济其他部门。
料场选择要从空间、时间、质与量等多方面进行规划。
空间规划：对料场位置、高程进行恰当选择，合理布置。
上坝距离尽量短，高程上有利于载重车辆下坡；原则上高料高用，低料低用；时间规划：充分考虑施工强度和坝体填筑部位的变化。
随季节及坝前蓄水情况的变化，料场的工作条件也在变化。
在料场规划使用中，还应保留一部分近料场供合拢段填筑和拦洪度讯高峰强度时使用。
料场质量的规划：这是料场选择的最基本要求，也是决定性因素。
对料场的地质成因、产状、埋深、储量以及各种物理力学指标进行全面勘探和实验。
做到料尽其用，充分利用永久和临时建筑物的开挖渣料是土石坝料场规划的重要原则。
三、料场优化的基本方法土石坝工程，既有大量的土石方开挖，又有大量的土石方填筑。
开挖可用料的充分利用，废弃料的妥善处理，补充料场的选择与开采数量的确定，备用料场的选择，以及物料的储存、调度是土石坝施工组织设计的重要内容，对保证工程质量，加快施工进度，降低工程造价等多方面起到重要意义。
1、填挖料平衡计算根据建筑物设计填筑工程量统计各种料的填筑方案。
根据建筑物设计开挖工程量、地质资料、建筑物开挖料可用不可用分选标准，并进行经济比较，确定并计算可用料和不可用料数量；根据施工进度计划和渣料存储规划，确定可用料直接上坝和需要存储的数量；根据折方系数、损耗系数，计算各建筑物开挖料的设计使用数量、舍弃数量和由料场开采的数量，进行挖、填、堆、弃综合平衡。
2、土石方调度优化目的是找出总运输量最小的调度方案，从而达到运输费最低，降低工程造价。
第二节土石方开挖教学目的和要求：主要要求学生了解土的施工分级和工程特性，了解土石方开挖的施工机械以及适用环境。
重点与难点：讲解重点在于土的施工分级和工程特性。
难点在于土石方开挖工程量的确定以及施工力量的配置等；教具与参考：工程图片主要教学方法：讲授法土方开挖常用的方法有人工法和机械法。
一般采用机械施工。
用于土方开挖的机械有单斗挖掘机、多斗挖掘机、铲运机械及水力开挖机械。
一、单斗式挖掘机单斗挖掘机是仅有一个铲土斗的挖掘机械如图5-1所示。
它由行走装置、动力装置和工作装置三部分组成。
行走装置分为履带式、轮胎式和步行式三类。
履带式是最常用的一种，它对地面的单位压力小、可在各种地面上行驶，得转移速度幔；动力装置分为电动和内燃机驱动两种，电动为常用型式，效率高，操作方便，但需要电源；工作装置由铲土斗、斗柄、推压和提升装置组成，按铲土方向和铲土原理分为正向铲、反向铲、拉铲和抓铲四种类型如图4-１所示，用钢索或液压操纵。
钢索操纵用于大中型正向铲，液压操纵用于小型正铲和反铲较多。
1、正向铲挖掘机最适于挖停机面以上的土方，也能挖停机面以下的浅层土方。
由于稳定性好，铲土能力大，可以挖各种土料及软岩、岩碴进行装车。
它的特点是循环式开挖，由挖掘、回转、卸土、返回构成一个工作循环，生产率的大小取决于铲斗大小和循环时间长短。
正铲的斗容从5m至几十m，工程中常用1-4m³。
基坑土方开挖常采用正面开挖，土料场及渠道土方开挖，常用侧面开挖，还要考虑与运输工具配合问题。
挖掘机工作尺寸见图5-2，常用挖掘机性能见表4-4。
表4-4 正铲挖掘机工作性能项目WD-50WD-100WD-200WD-300WD-400WD-1000铲斗容量（m³）0.51.02.03.04.010.0动臂长度（m）5.56.89.010.510.513.0动臂倾角（º）60.060.50.45.45.45.0最大挖掘半径（m）7.29.011.614.14.418.9最大挖掘高度（m）7.99.09.57.410.113.6图4-1 单斗挖掘机（a）正向铲挖掘机；（b）反向铲挖掘机；（c）索铲挖掘机；（d）抓铲挖掘机图4-2 正向铲挖掘机工作尺寸A—停机面以下挖掘深度；R平—停机面以上最大挖掘半径；R小—停机面以上最小挖掘半径；R大—最大挖掘半径；最大卸土半径（m ） 6.58.0 10.112.712.7 16.4 最大卸土高度（m ） 5.66.8 6.0 6.6 6.3 8.5 最大卸土半径卸土高度（m ） 3.03.7 3.54.95.8 最大卸土高度卸土半径（m ） 5.17.0 8.7 12.4 15.7 工作循环时间（s ） 28.025.24.022.0 23-25 卸土回转角度（°）100120901001002、反向铲挖掘机 能用来开挖停机面以下的土料，挖土时由远而近，就地卸土或装车，适用于中小型沟渠、清基、清淤等工作。
由于稳定性及铲土能力均比正铲差，只用来挖Ⅰ-Ⅱ级土，硬土要先进行预松。
反铲的斗容有 0.5m ³、1.0m ³、1.6m ³几种，目前最大斗容已超过3m ³。
在沟槽开挖中，在沟端站立倒退开挖，当沟槽较宽时，采用沟侧站立，侧向开挖。
3、拉铲挖掘机 拉铲式挖掘机的铲斗用钢索控制，利用臂杆回转将铲斗抛至较远距离，回拉牵引索，靠铲斗自重下切铲土装满铲斗，然后回转装车或卸土。
挖掘半径、卸土半径、卸土高度较大，最适用于水下土砂及含水量大的土方开挖，在大型渠道、基坑及水下砂卵石开挖中应用广泛。
开挖方式有沟端开挖和沟侧开挖两种，当开挖宽度和卸土半径较小时，用沟端开挖；开挖宽度大，卸土距离远，用沟侧开挖。
4、抓铲挖掘机 抓铲挖掘机靠铲斗自由下落中斗辨分开切入土中，抓取土料合辨后提升，回转卸土。
适用于挖掘窄深型基坑或沉井中的水下淤泥开挖，也可用于散粒材料装卸，在桥墩等柱坑开挖中应用较多。
5、单斗挖掘机生产率 单斗挖掘机实用生产率可按下式计算：54321/60K K K K nqK P •••= (m ³/h)式中: n ——设计每分钟循环次数；q ——铲斗容量，m ³；K1——铲斗充盈系数，正铲取１；K2——卸土延误系数，卸土堆为１.0；卸车为0.9；K3——时间利用系数，取0.8-0.9；图4-3 链斗式采砂船1—斗架提升索；2—斗架；3—链条和链斗；4—主动链轮；5－卸料漏斗；6－回转盘；7－主机房；8—卷扬机；9—吊杆；10—皮带机；11—泄水槽；12-平衡水箱K4——工作循环时间修正系数，K4＝１/(0.4α+0.6β)；K5——土壤可松性系数；挖掘机是土方机械化施工的主导机械，为提高生产率，应采取：加长斗齿，减小切土阻力；合并一个工作循环各个施工过程，小角度装车或卸土，采用大铲斗；合理布置工作面和运输道路；加强机械保养和维修，维持良好性能等措施。
二、多斗式挖掘机多斗挖掘机是有多个铲土斗的挖掘机械，它能够连续地挖土，是一种连续工作的挖掘机械，按其工作方式不同，分为链斗式和斗轮式两种。
（1）链斗式挖掘机最常用的型式是采砂船如图4-３所示。
它是一种构造简单，生产率高，适用于规模较大的工程，可以挖河滩及水下砂砾料的多斗式挖掘机械。
采砂船工作性能见表4-5。
（2）斗轮式挖掘机如图4-4所示斗轮式挖掘机的斗轮装在斗轮臂上，在斗轮上装有7-8个铲土斗，当斗轮转动时，下行至拐弯时挖土，上行运土至最高点时，土料靠自重和旋转惯性卸入受料皮带上，转送到运输工具或料堆上。