湖北水利水电职业技术学院 教师授课教案 课程名称:水利水电工程施工技术 00年至200年第学期第29次课 授课班级:03级水工 编制日期 课题(章节):第八章土石建筑物施工 87渠道施工 传授主要知识点 渠道开挖、渠道填筑、渠道衬护 传授主要技能点 掌握渠道施工的基本方法 教学步骤安排:1、复习上节课内容 2、讲述渠道开挖、填筑、衬护施工工艺及注意事项 3、小结本次课内容 授课方式 课堂讲授 2、多媒体演示 3、介绍典型的施工实例 教学手段: 板书、多媒体、相关施工图片 作业布置情况 利用课后习题进行练习,巩固知识,补充习题 课后分析与小结 教师签名 页
教师签名： 第 1 页 湖北水利水电职业技术学院 教 师 授 课 教 案 课程名称：水利水电工程施工技术 200 年至 200 年第 学期第 29 次课 授课班级： 03 级水工 编制日期： 年 月 日 课题（章节）： 第八章 土石建筑物施工 8.7 渠道施工 传授主要知识点： 渠道开挖、 渠道填筑、渠道衬护 传授主要技能点： 掌握渠道施工的基本方法 教学步骤安排： 1、复习上节课内容 2、讲述渠道开挖、填筑、衬护施工工艺及注意事项 3、小结本次课内容 授课方式： 1、课堂讲授 2、多媒体演示 3、介绍典型的施工实例 教学手段： 板书、多媒体、相关施工图片 作业布置情况： 利用课后习题进行练习，巩固知识，补充习题。 课后分析与小结：
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第七节渠道施工 、渠道开挖 渠道开挖的方法有:人工开挖、机械开挖和爆破开挖等。开挖方法的选择取决于现有施工现场条件、 土壤特性、渠道横断面尺寸、地下水位等因素。 (一)人工开挖 1、施工排水 渠道开挖首先要解决地表水或地下水对施工的干扰问题,办法是在渠道中设置排水沟。排水沟的布置 即要方便施工,又要保证排水的通畅。 2、开挖方法 人工开挖,应自渠道中心向外分层下挖,先深后宽。为方便施工,加快工程进度,边坡处可按设计坡 比先挖成台阶状,待挖至设计深度时再进行削坡。开挖后的弃土,应先行规划,尽量做到挖填平衡 (1)一次到底法一次到底法适用于土质较好,挖深2~3m的渠道。开挖时先将排水沟挖到低于渠 底设计高程0.5m处,然后按阶梯状向下逐层开挖至渠底,如图9-24。 2 次到底法 -排水沟:2-开挖顺序 图924 (2)分层下挖法 这种方法适用于土质较软、含水量较高,渠道挖深较大的情况。可将排水沟布置在渠道中部,逐层下 挖排水沟,直至渠底,如图9-25(a)。当渠道较宽时,可采用翻滚排水沟法,如图9-25(b),此法施工,排 水沟断面小,施工安全,施工布置灵活 2 5 (a) (b) 分层下挖法 (a)中心排水沟:(b)翻滚排水沟 1-8开挖顺序:1、3、5、7-排水沟 图925 (二)机械开挖 1、推土机开挖 教师签名 页
教师签名： 第 3 页 第七节 渠道施工 一、渠道开挖 渠道开挖的方法有：人工开挖、机械开挖和爆破开挖等。开挖方法的选择取决于现有施工现场条件、 土壤特性、渠道横断面尺寸、地下水位等因素。 （一） 人工开挖 1、施工排水 渠道开挖首先要解决地表水或地下水对施工的干扰问题，办法是在渠道中设置排水沟。排水沟的布置 即要方便施工，又要保证排水的通畅。 2、开挖方法 人工开挖，应自渠道中心向外分层下挖，先深后宽。为方便施工，加快工程进度，边坡处可按设计坡 比先挖成台阶状，待挖至设计深度时再进行削坡。开挖后的弃土，应先行规划，尽量做到挖填平衡。 （1） 一次到底法 一次到底法适用于土质较好，挖深 2～3m 的渠道。开挖时先将排水沟挖到低于渠 底设计高程 0.5m 处，然后按阶梯状向下逐层开挖至渠底，如图 9-24。 图 9-24 （2）分层下挖法 这种方法适用于土质较软、含水量较高，渠道挖深较大的情况。可将排水沟布置在渠道中部，逐层下 挖排水沟，直至渠底，如图 9-25（a）。当渠道较宽时，可采用翻滚排水沟法，如图 9-25(b)，此法施工，排 水沟断面小，施工安全，施工布置灵活。 图 9-25 （二）机械开挖 1、推土机开挖
推土机开挖,渠道深度不宜超过15~2m,填筑渠堤高度不宜超过2~3m,其边坡不宜陡于1:2。推 土机还可用于平整渠底,清除腐植土层、压实渠堤等 2、铲运机开挖 铲运机最适宜开挖全挖方渠道或半挖半填渠道。对需要在纵向调配土方的渠道,如运距不远时,也可 用铲运机开挖。铲运机开行线路可布置成“8”字型或环行。如图9-26 b b 机械开挖渠道 (a)铲运机的开行路线(①环形横向开行;②环形纵向开行:③“8·字形开行) (1-铲土:2-填土:00-填方轴线:0-0-挖方轴线) b)推土机开挖渠道:(c)渠道开挖药包布置 图926 (三)爆破开挖 采用爆破法开挖渠道时,药包可根据开挖断面的大小沿渠线布置成一排或几排。当渠底宽度大于渠道 深度的2倍以上时,应布置2~3排药包,爆破作用指数可取为1.75~2.0。单个药包装药量及间、排距应 根据爆破试验确定 渠堤填筑 渠堤填筑前要进行清基,清除基础范围内的块石、树根、草皮、淤泥等杂质,并将基面略加平整,然 后进行刨毛。如基础过于干燥,还应洒水湿润,然后再填筑 渠堤填筑以土块小的湿润散土为宜,如砂质壤土或砂质粘土。要求将透水性小的土料填筑在迎水面, 透水性大的填筑在背水面。土料中不得掺有杂质,并应保持一定的含水量,以利压实。冻土、淤泥、净砂、 砂礓土等严禁使用。半挖半填渠道应尽量利用挖方筑堤,只有在土料不足或土质不能满足填筑要求时,才 在取土坑取土。取土料的坑塘应距堤脚一定距离,表层15~20cm浮土或种植土应清除。取土开挖应分层 教师签名 第_4页
教师签名： 第 4 页 推土机开挖，渠道深度不宜超过 1.5～2ｍ，填筑渠堤高度不宜超过 2～3ｍ，其边坡不宜陡于 1：2。推 土机还可用于平整渠底，清除腐植土层、压实渠堤等。 2、铲运机开挖 铲运机最适宜开挖全挖方渠道或半挖半填渠道。对需要在纵向调配土方的渠道，如运距不远时，也可 用铲运机开挖。铲运机开行线路可布置成“8”字型或环行。如图 9-26。 图 9-26 （三）爆破开挖 采用爆破法开挖渠道时，药包可根据开挖断面的大小沿渠线布置成一排或几排。当渠底宽度大于渠道 深度的 2 倍以上时，应布置 2～3 排药包，爆破作用指数可取为 1.75～2.0。单个药包装药量及间、排距应 根据爆破试验确定。 二、渠堤填筑 渠堤填筑前要进行清基，清除基础范围内的块石、树根、草皮、淤泥等杂质，并将基面略加平整，然 后进行刨毛。如基础过于干燥，还应洒水湿润，然后再填筑。 渠堤填筑以土块小的湿润散土为宜，如砂质壤土或砂质粘土。要求将透水性小的土料填筑在迎水面， 透水性大的填筑在背水面。土料中不得掺有杂质，并应保持一定的含水量，以利压实。冻土、淤泥、净砂、 砂礓土等严禁使用。半挖半填渠道应尽量利用挖方筑堤，只有在土料不足或土质不能满足填筑要求时，才 在取土坑取土。取土料的坑塘应距堤脚一定距离，表层 15～20cm 浮土或种植土应清除。取土开挖应分层
进行,每层挖土厚度不宜超过1m,不得使用地下水位以下的土料。取土时应先远后近,应合理布置运输 线路,避免陡坡、急弯,上下坡线路分开。 渠堤填筑应分层进行。每层铺土厚度以20~30cm为宜,铺土要均匀,每层铺土应保证土堤断面略大 于设计宽度,以免削坡后断面不足。堤顶应做成2~4%的坡面,以利排除降水。筑堤时要考虑土堤在施工 和运行过程中的沉陷,一般按5%考虑 三、渠道衬护 渠道衬护就是用灰土、水泥土、块石、混凝土、沥青、土工织物等材料在渠道内壁铺砌一衬护层,其 目的:一是防止渠道受冲刷,二是减少输水时的渗漏,提高渠道输水能力,减小渠道断面尺寸,降低工程 造价,便于维修、管理 (一)灰土衬护 灰土是由石灰和土料混合而成。灰土衬护渠道,防渗效果较好,一般可减少滲漏量的85~95%,造价 较低。因其防冲能力低,输水流速大时应另设砌石防护冲层。衬护的灰土比为1:2~1:6(重量比)。衬 护厚度一般为20~40cm。灰土施工时,先将过筛后的细土和石灰粉干拌均匀,再加水拌和,然后堆放 段时间,使石灰粉充分熟化,待稍干后,即可分层铺筑夯实,拍打坡面消除裂缝。对边坡较缓的渠道,可 不立模板填筑,铺料要自下而上,先渠底后边坡。渠道边坡较陡时必须立模填筑。一般模板髙0.5m,分三 次上料夯实。灰土夯实后应养护一段时间再通水。 (二)砌石衬护 砌石衬护有三种形式:干砌块石、干砌卵石和浆砌块石。干砌块石用于土质较好的渠道,主要起防冲 作用;浆砌块石用于土质较差的渠道,起抗冲防渗的作用。 在砂砾石地区,对坡度大、渗漏较大的渠道,采用干砌卵石衬护是一种经济的抗冲防渗措施,一般可 减少渗漏量40~60%。卵石因其表面光滑,尺寸和重量较小,形状不一,稳定性差,砌筑要求较高。 干砌卵石施工时,应按设计要求铺设垫层,然后再砌卵石。砌筑卵石以外形稍带扁平而大小均匀的为 好。砌筑时应采用直砌法,即要求卵石的长边垂直于边坡或渠底,并砌紧、砌平、错缝,且座落在垫层上。 坡面砌筑时,要挂线自上而下分层砌筑,渠道边坡最好为1:1.5左右,太陡会使卵石不稳,易被水流冲刷, 太缓则会减少卵石之间的挤压力,增加渗漏损失。为了防止砌筑面局部冲毁而扩大,每隔10~20m距离用 较大卵石干砌或浆砌一道隔墙,隔墙深60~8σcm,宽40~50cm,以增加渠底和边坡的稳定性。渠底隔墙 可做成拱形,其拱顶迎向水流,以提高抗冲能力。 砌筑顺序应遵循“先渠底,后边坡”的原则。砌筑质量要达到“横成排、三角缝、六面靠、踢不动 拔不掉”的要求 砌筑完后还应进行灌缝和卡缝。灌缝是用较大的石子灌进砌缝:卡缝是用木榔头或手锤将小片石轻轻 砸入砌缝中。最后在砌体面扬铺一层砂砾,放少量水进行放淤,一边放水,一边投入砂砾石碎土,直至砌 缝被泥沙填实为止。这样既可保证渠道运行安全,又可提高防滲渗效果 (三)混凝土衬护 混凝土衬护具有强度高、糙率小、防渗性能好(可减少渗漏90%以上),适用性条件好和维护工作量 小等优点,因而被广泛采用。混凝土衬护分为现浇式、预制装配式和喷混凝土等几种型式 1、现浇式混凝土衬护 大型渠道的混凝土衬护多采用现浇施工。在渠道开挖和压实后,先设置排水、铺设垫层,然后浇筑混 凝土。浇筑时按结构缝分段,一般段长为10m左右,先浇渠底,后浇坡面。混凝土浇筑宜采用跳仓浇筑法, 溜槽送混凝土入仓,面板式振捣器或直径30~5σ0πm振捣棒振捣。为方便施工,坡面模板可边浇筑边安装。 结构缝应根据设计要求埋设止水,安装填缝板,在混凝土凝固拆模后,灌注填缝材料。 2、预制装配式混凝土衬护 装配式混凝土衬护,是在预制厂制作混凝土衬护板,运至现场后进行安装,然后灌注填缝材料。混凝 土预制板的尺寸应与起吊、运输设备的能力相适应,人工安装时,单块预制板的面积一般为04~10m2 铺砌时应将预制板四周刷净,并铺于已夯实的垫层上。砌筑时,横缝可以砌成通缝,但纵缝必须错开。裝 配式混凝土预制板衬护,施工受气候条件影响小,施工质量易于保证,但接缝较多,防渗、抗冻性能较差, 适用于中小型渠道工程 教师签名 第_5页
教师签名： 第 5 页 进行，每层挖土厚度不宜超过 1m，不得使用地下水位以下的土料。取土时应先远后近，应合理布置运输 线路，避免陡坡、急弯，上下坡线路分开。 渠堤填筑应分层进行。每层铺土厚度以 20～30cm 为宜，铺土要均匀，每层铺土应保证土堤断面略大 于设计宽度，以免削坡后断面不足。堤顶应做成 2～4%的坡面，以利排除降水。筑堤时要考虑土堤在施工 和运行过程中的沉陷，一般按 5%考虑。 三、渠道衬护 渠道衬护就是用灰土、水泥土、块石、混凝土、沥青、土工织物等材料在渠道内壁铺砌一衬护层，其 目的：一是防止渠道受冲刷，二是减少输水时的渗漏，提高渠道输水能力，减小渠道断面尺寸，降低工程 造价，便于维修、管理。 （一）灰土衬护 灰土是由石灰和土料混合而成。灰土衬护渠道，防渗效果较好，一般可减少渗漏量的 85～95%，造价 较低。因其防冲能力低，输水流速大时应另设砌石防护冲层。衬护的灰土比为 1：2～1：6（重量比）。衬 护厚度一般为 20～40cm。灰土施工时，先将过筛后的细土和石灰粉干拌均匀，再加水拌和，然后堆放一 段时间，使石灰粉充分熟化，待稍干后，即可分层铺筑夯实，拍打坡面消除裂缝。对边坡较缓的渠道，可 不立模板填筑，铺料要自下而上，先渠底后边坡。渠道边坡较陡时必须立模填筑。一般模板高 0.5m，分三 次上料夯实。灰土夯实后应养护一段时间再通水。 （二）砌石衬护 砌石衬护有三种形式：干砌块石、干砌卵石和浆砌块石。干砌块石用于土质较好的渠道，主要起防冲 作用；浆砌块石用于土质较差的渠道，起抗冲防渗的作用。 在砂砾石地区，对坡度大、渗漏较大的渠道，采用干砌卵石衬护是一种经济的抗冲防渗措施，一般可 减少渗漏量 40～60%。卵石因其表面光滑，尺寸和重量较小，形状不一，稳定性差，砌筑要求较高。 干砌卵石施工时，应按设计要求铺设垫层，然后再砌卵石。砌筑卵石以外形稍带扁平而大小均匀的为 好。砌筑时应采用直砌法，即要求卵石的长边垂直于边坡或渠底，并砌紧、砌平、错缝，且座落在垫层上。 坡面砌筑时，要挂线自上而下分层砌筑，渠道边坡最好为 1：1.5 左右，太陡会使卵石不稳，易被水流冲刷， 太缓则会减少卵石之间的挤压力，增加渗漏损失。为了防止砌筑面局部冲毁而扩大，每隔 10～20m 距离用 较大卵石干砌或浆砌一道隔墙，隔墙深 60～80cm，宽 40～50cm，以增加渠底和边坡的稳定性。渠底隔墙 可做成拱形，其拱顶迎向水流，以提高抗冲能力。 砌筑顺序应遵循“先渠底，后边坡”的原则。砌筑质量要达到“横成排、三角缝、六面靠、踢不动、 拔不掉”的要求。 砌筑完后还应进行灌缝和卡缝。灌缝是用较大的石子灌进砌缝；卡缝是用木榔头或手锤将小片石轻轻 砸入砌缝中。最后在砌体面扬铺一层砂砾，放少量水进行放淤，一边放水，一边投入砂砾石碎土，直至砌 缝被泥沙填实为止。这样既可保证渠道运行安全，又可提高防渗效果。 （三）混凝土衬护 混凝土衬护具有强度高、糙率小、防渗性能好（可减少渗漏 90%以上），适用性条件好和维护工作量 小等优点，因而被广泛采用。混凝土衬护分为现浇式、预制装配式和喷混凝土等几种型式。 1、现浇式混凝土衬护 大型渠道的混凝土衬护多采用现浇施工。在渠道开挖和压实后，先设置排水、铺设垫层，然后浇筑混 凝土。浇筑时按结构缝分段，一般段长为 10m 左右，先浇渠底，后浇坡面。混凝土浇筑宜采用跳仓浇筑法， 溜槽送混凝土入仓，面板式振捣器或直径 30～50mm 振捣棒振捣。为方便施工，坡面模板可边浇筑边安装。 结构缝应根据设计要求埋设止水，安装填缝板，在混凝土凝固拆模后，灌注填缝材料。 2、预制装配式混凝土衬护 装配式混凝土衬护，是在预制厂制作混凝土衬护板，运至现场后进行安装，然后灌注填缝材料。混凝 土预制板的尺寸应与起吊、运输设备的能力相适应，人工安装时，单块预制板的面积一般为 0.4～1.0m2。 铺砌时应将预制板四周刷净，并铺于已夯实的垫层上。砌筑时，横缝可以砌成通缝，但纵缝必须错开。装 配式混凝土预制板衬护，施工受气候条件影响小，施工质量易于保证，但接缝较多，防渗、抗冻性能较差， 适用于中小型渠道工程
3、喷混凝土衬护 喷混凝土衬护前,对砌石渠道应将砌筑面冲洗干净,对土质渠道应进行修整。喷混凝土时,原则上 次成渠,达到平整光滑。喷混凝土要分块,按顺序一块一块地喷。喷射每块从渠道底向两边对称进行,喷 射枪口与喷射面应昼尽量保持垂直,距离一般为06-10m,喷射机的工作风压在0.1~0.2Mpa之间。喷后 及时洒水养护。 (四)土工织物衬护 土工织物是用锦纶、涤纶、丙纶、维纶等高分子合成材料通过纺织、编制或无纺的方式加工出的一种 新型的土工材料,广泛用于工程防渗、反滤、排水等。渠道衬护有两种型式,混凝土模袋衬护和土工膜衬 1、混凝土模袋衬护 先用透水不透浆的土工织物缝制成矩形模袋,把拌好的混凝土装入模袋中,再将装了混凝土的模袋铺 砌在渠底或边坡(或先将模袋铺在渠底或边坡,再将混凝土灌λ模袋中),混凝土中多余的水分可从模袋 中挤出,从而使水灰比迅速降低,形成高密度、高强度的混凝土衬护。衬护厚度一般为15~50cm,混凝 土坍落度为20cm。利用混凝土模袋衬护渠道,衬护结构柔性好,整体性强,能适应基面变形 2、土工膜衬护 过去,渠道防渗多采用普通塑料薄膜,因塑料薄膜容易老化,耐久性差,现已被新型防渗材料—一复 合防渗土工膜取代。复合土工膜是在塱料薄膜的一侧或两侧贴以土工织物,以此保护防滲薄膜不受破坏 増加土工膜与土体之间的摩擦力,防止土工膜滑移,提高铺贴稳定性。复合防渗土工膜有一布一膜、二布 膜等形式。复合土工膜具有极高的抗拉、抗撕裂能力:其良好的柔性,使因基面的凸凹不平产生的应力 得以很快分散,适应变形的能力强;由于土工织物具有一定的透水性,使土工膜与土体接触面上的孔隙水 压力和浮托力易于消散:土工膜有一定的保温作用,减小了土体冻胀对土工膜的破坏。为了诚少阳光照射, 增加其抗老化性能,土工膜要采用埋入法铺设 施工时,先用粒径较小的砂土或粘土找平基础,然后再铺设土工膜。土工膜不要绷得太紧,两端埋入 土体部分呈波纹状,最后在所铺的土工膜上用砂或粘土铺一层10cm厚的过渡层,再砌上20~30cm厚的 块石或预制混凝土块作防冲保护层。施工时应防止块石直接砸在土工膜上,最好是边铺膜边进行保护层的 施工。 土工膜的接缝处理是关键工序。一般接缝方式有:①搭接,一般要求搭接长度在15cm以上;②缝纫后用 防水涂料处理;③热焊,用于较厚的无纺布基材:④粘接,用与土工膜配套供应的粘合剂涂在要连接的 部位,在压力作用下进行粘合,使接缝达到最终强度。 教师签名 6页
教师签名： 第 6 页 3、喷混凝土衬护 喷混凝土衬护前，对砌石渠道应将砌筑面冲洗干净，对土质渠道应进行修整。喷混凝土时，原则上一 次成渠，达到平整光滑。喷混凝土要分块，按顺序一块一块地喷。喷射每块从渠道底向两边对称进行，喷 射枪口与喷射面应昼尽量保持垂直，距离一般为 0.6~1.0m，喷射机的工作风压在 0.1~0.2Mpa 之间。喷后 及时洒水养护。 （四）土工织物衬护 土工织物是用锦纶、涤纶、丙纶、维纶等高分子合成材料通过纺织、编制或无纺的方式加工出的一种 新型的土工材料，广泛用于工程防渗、反滤、排水等。渠道衬护有两种型式，混凝土模袋衬护和土工膜衬 护。 1、混凝土模袋衬护 先用透水不透浆的土工织物缝制成矩形模袋，把拌好的混凝土装入模袋中，再将装了混凝土的模袋铺 砌在渠底或边坡（或先将模袋铺在渠底或边坡，再将混凝土灌入模袋中），混凝土中多余的水分可从模袋 中挤出，从而使水灰比迅速降低，形成高密度、高强度的混凝土衬护。衬护厚度一般为 15～50cm，混凝 土坍落度为 20cm。利用混凝土模袋衬护渠道，衬护结构柔性好，整体性强，能适应基面变形。 2、土工膜衬护 过去，渠道防渗多采用普通塑料薄膜，因塑料薄膜容易老化，耐久性差，现已被新型防渗材料——复 合防渗土工膜取代。复合土工膜是在塑料薄膜的一侧或两侧贴以土工织物，以此保护防渗薄膜不受破坏， 增加土工膜与土体之间的摩擦力，防止土工膜滑移，提高铺贴稳定性。复合防渗土工膜有一布一膜、二布 一膜等形式。复合土工膜具有极高的抗拉、抗撕裂能力；其良好的柔性，使因基面的凸凹不平产生的应力 得以很快分散，适应变形的能力强；由于土工织物具有一定的透水性，使土工膜与土体接触面上的孔隙水 压力和浮托力易于消散；土工膜有一定的保温作用，减小了土体冻胀对土工膜的破坏。为了减少阳光照射， 增加其抗老化性能，土工膜要采用埋入法铺设。 施工时，先用粒径较小的砂土或粘土找平基础，然后再铺设土工膜。土工膜不要绷得太紧，两端埋入 土体部分呈波纹状，最后在所铺的土工膜上用砂或粘土铺一层 10cm 厚的过渡层，再砌上 20～30cm 厚的 块石或预制混凝土块作防冲保护层。施工时应防止块石直接砸在土工膜上，最好是边铺膜边进行保护层的 施工。 土工膜的接缝处理是关键工序。一般接缝方式有：①搭接，一般要求搭接长度在 15cm 以上；②缝纫后用 防水涂料处理；③热焊，用于较厚的无纺布基材；④粘接，用与土工膜配套供应的粘合剂涂在要连接的 部位，在压力作用下进行粘合，使接缝达到最终强度
