混凝土坝施工的基本知识

第五章砼坝的施工本章难点：大体积砼的湿度控制本章难点：大体积砼的湿度控制主要内容：砼工程的五大系统。增加目前使用较多的新设备、新工艺介绍§5－1砼坝施工概述一、砼坝坝体工程的内容1、骨料系统：以筛分楼为中心，包括料场规划、砂石料的开采、储备、加工、运输等；2、砼生产系统：以拌和楼为中心，包括各种材料的进入及熟料的输出，制冷系统与温控设施3、砼运输系统：水平运输――出机口→→坝前垂直运输――坝前→→仓口4、砼浇筑系统：包括钢筋及予埋件，模板架立，砼振捣与养护等5、辅助系统：模板制作，钢筋加工，……二、砼坝的施工特点（与土石坝相比）1、环节多，工种复杂，工艺要求高各有各的专用机械，三材耗用量大，管理困难，投资大2、施工相对复杂有重力坝，大头坝，拱坝，宽缝坝等，又有溢流与非溢流等，不同部位的砼也不同。3、产生温度裂缝由于水化热，温控质量决定施工质量，温控措施复杂4、对基础要求较高要求开挖到新鲜基岩。大坝失事的59%属基础问题。三、砼坝的施工准备1、四通一平和临时设施风、水、电、通讯、交通等系统安排在施工组织中介绍2、水泥的运输与储备①仓储容量：水泥的有效使用期一般为6个月，且不能受潮（生产厂家与施工季节的矛盾）②水泥运输：散装水泥运输袋装水泥运输水泥的管道输送3、木材的运输与模板的加工木材一般在上游，由水路运输模板的制作在加工厂进行（尽量少用木材，保护森林）4、钢筋的运输与加工①钢材的运输由水路、公路、铁路均可②钢材应有出厂证明和试验报告，加工前应进行拉伸和冷弯等试验。③钢筋的加工和安装调直→→除锈→→划线→→下料→→弯曲成型→→焊接绑扎冷拉、冷拔工艺流程见P145图5－24加工要求见P105表5－7钢筋的安装分为整装和散装：整装――运输方便，效率低，安全性差。在焊接车间焊接或捆扎而成。散装――效率高，质量好，能节省材料，吊装困难④钢筋与预埋件一起，先安装，再立模，最后浇砼。§5－2砂石料系统一个独立的辅助企业一、骨料及其料场规划特别提醒：最新规范已取消钢筋的冷加工①砂石料――粗骨料：石d5㎜四级配5－20－40－80－150由级配和最大粒径控制――细骨料：砂0.15d5㎜由细度模数F·M控制F·M=0――1.8―――2.5―――3.2－→特细细砂中砂粗砂②骨料占砼重量的80%，占砼体积的130～150%③骨料分人工骨料和天然骨料④骨料的质量指标有：强度，抗冻性，化学稳定性举例介绍无碱骨料反应的概念2、骨料料场规划骨料虽然分人工骨料和天然骨料两大类，也可以联合使用；骨料规划基本上与土石料规划相同，包括：质量、数量、种类、运距等二、骨料生产系统1、天然骨料采料场：采砂船挖掘→→砂钵→→皮带机输送→→毛料场↓正向铲或索铲→→自卸汽车或砂斗→→→毛料场毛料场：毛料堆于地笼之上→→地笼皮带机→→→筛分楼↓筛分系统：冲洗、震动筛分→→→→→→→→→→净料场↓净料场：各级砂、石料分隔堆放→→→长运→→→堆料场↓堆料场：靠近拌和系统→→→→→皮带机输送至拌和系统2、人工骨料采料场：清除覆盖层→→弃土运输→→钻孔→→爆破（浅深洞）→装运↓粉碎机：夹碎块石↓筛分系统：筛分系统→→人工砂制作过程介绍↓净料场→→→堆料场→→→拌和系统3、骨料系统的特点与设计内容①特点：战线长，占地广，用量大，环节多②要求：A――布置紧凑，减少用地；B――靠近水源，防止污染；C――运转可靠，减少储存；D――缩短运距；E――减少弃料；F――优化布置方案。③设计内容：A――料场的勘探和选择；B――砂砾料和采石场的开采设计；C――骨料加工厂的工艺布置；D――运输和堆放设计；E――质量控制。4、骨料用量计算①骨料体积＝130～150%砼振捣后的体积②求1方砼中水：砂：石（不同粒径）：水泥的重量及体积比③减少弃料的办法：A――对人工骨料：加强组织管理，选择合适机械B――对天然骨料：调整级配（破碎大块石头，加入人工骨料）C――调整砼的配合比（加大水泥用量）5、骨料生产机械的选择①高峰期砼最大月浇筑强度对应的骨料开采、运输强度：（m3/n)――天然骨料容重――砼最大月浇筑强度B――1方砼中骨料需用量K――综合损失系数1.15～1.30P――控制粒径的天然骨料含量百分率M――月有效工作日数：25N――天有效工作时数：20nmnrPBkqqmax1高峰期砼平均月浇筑强度对应的骨料开采、运输小时强度：（m3/n)Q――高峰期砼浇筑量T――高峰期月数②考虑骨料堆放的贮备作用③骨料筛分能力计算P――筛分厂需要的生产率，n—筛分设备套数q――骨料最大月开采强度riTPmnrKQBqoreVkV)1(mnqkpRPQ1QPnK――不均匀系数：1.5，P1――筛分机的生产率R――通过筛网的粒料量与混合总量的比例N――筛分设备数量三、骨料堆放系统1、堆放数量①贮备总量――不受洪水冰冻等影响时，约为高峰月用量――受洪水冰冻等影响时，约为高峰月用量的2～3倍②骨料贮备――以毛料场为主：占贮备总量的75～90%――以净料场为辅：占贮备总量的25～10%③调节料场的作用：调节连续生产与间接生产的矛盾（长白班与三班倒）防止中间环节临时中断2、堆放高度堆高h6m：以保持温度和水份击碎高度：限制自由跌落高度地笼与廊道出料皮带机3、堆放机械A――台阶式：B――栈桥式：C――土堤式：四、骨料的质量控制插入图片1、砂子的主要质量指标①超径百分率②含泥量③含有机物量④细度模数F·M⑤含水量2、石子的主要质量指标①含泥量②含有机物量③尖片状含④风化石含量提问：讨论其含义⑤超径与逊径百分率，控制筛分3、质量控制措施①控制运卸过程中的击碎②控制大小石分离③控制超径与逊径④控制细砂的F·M(2.4～3.2)和含水量4、质量检查方法与标准①筛检试验及其标准②F·M±0.2ω%±3～4%含泥量1%§5－3模板及钢筋系统一、模板的种类和作用模板的费用占总造价的15～30%,甚至50%,具体与坝型有关，占总人工的20～50%1、模板的作用①成形②支承③保护(冰冻`日晒)2、模板的种类①按材料分:木模、钢模、砼模、其他②按受力分:承重模非承重模（侧面、垂直面――简支、半悬臂、悬臂）③按形状分:平面模、曲面模、特型模④按板面作用分:普通模特殊模――真空板：能提高砼强度、抗冲和耐磨能力吸水板――⑤按移动方式分:固定式，拆移式，滑动式3、对模板的要求①不漏浆②变形小（强度、刚度）③表面平整④拆移方便二、模板的基本形式1、拆移式定型组合钢模板体系――平模，角模（阴、阳），联系模――纵横联系梁，加劲肋――联系件：U型长，L型插销，钩头螺栓，蝶形扣件重复利用50次以上。2、滑移式：水平移动――钢模台车上下移动――柱、墩等自升式模板――材料别附3、固定式：以木模为主，现场加工4、砼预制模板：可作为建筑物的一部分，如廊道顶拱、坝加税面反坡部位梁、竖井、辗压式砼坝的……三、模板的设计与模板作业组织1、模板的造型P142—1442、模板的设计荷载3、模板的制作：该部分内容结合录相教学，以讨论方式进行教学4、模板的安装5、模板的拆除四、钢筋的加工与安装自习为主§5－4砼的生产砼＝砂石料＋水泥＋掺和料＋外加济＋水或冰片一、砼的制备系统1、拌和机自由跌落式――叶片固定，有鼓筒式和双锥式强制拌合式――叶片转动，拌制干硬性砼2、拌和楼①拌和楼的构造②皮带机与管道运输：螺旋式与斗式提升运输机――风动泵③配料的方式：电子称与容积④拌和楼的特点：优点：生产率高，占地少，布局紧凑，可装卸，劳力少缺点：结构复杂，投资大，安装费工时适用：工程量大，工期长的大中型工程3、拌和站的特点：优点：安装方便，数量多，可分高程布置缺点：效率低适用：中小型工程，零星分散部位4、砼搅拌车：优点缺点：适用：材料另附二、拌和系统的场地选择与布置1、布局紧凑，场地够用拌和楼站，骨料预冷、堆放、运输，供水、电、风，供水泥、外加济，砼运输等2、高程适当，运输方便尽量减少垂直运输，一般与上坝运输线及坝上工作栈桥的高程相一致3、地基稳固4、因时因地制宜三、制备系统生产能力计算自习为主§5－5砼的运输出机口→→→→→→坝前→→→→→→仓面水平运输垂直运输一、运输过程中对砼的要求1、保质①不初凝---介绍初凝的概念、产生原因、后果（t30～60分钟）②不分离、不离析---介绍产生的原因、后果③无严重泌水④无大的温度变化⑤不漏浆快速，少转运，振动小，隔热，防雨2、保量满足不同时期砼最大浇筑强度3、经济①初期投资尽可能小；----设备购置安装费用②运行费用尽可能低。二、水平运输1、自卸汽车：卧罐＋起重机栈桥直接入仓――进浇法，退浇法优点：灵活，路易修且不占地缺点：振动大，施工干扰大适用：小工程，局部，基础浇筑等2、有轨机车：立罐＋起重机三罐一空或四罐一空优点：振动小，运行费用低，施工干扰小，效率高缺点：起始投资大适用：大中型工程的主要部位3、砼搅拌车：特殊情况下使用优点：缺点：适用：材料另附4、皮带运输：优点：缺点：适用：5、其它：小手推车等三、垂直运输是施工的关键，决定整个施工方案1．门式起重机①门式起重机机的主要性能：起重量――10t～30t～60t起吊高度――70m，起动幅度――60～70m（工作半径）材料另附②高架门机和塔式起重机：安装在钢架上的门机稳定性较差，但起动幅度加大③无栈桥门机：直接放在已浇部分，分快倒换位置优点：灵活、安装方便，无死角缺点：经常移动，施工干扰大，影响进度④有栈桥门机：“坝外、坝内、单线、多线”优点：升降灵活、控制范围大、使用时间长、仓面工作简单缺点：安装费用和翻高费用高适用于：河床宽、砼工程量大、工期长2、缆式起重机（与一般缆索的区别：）①结构组成：塔架、缆索、起重小车、吊钩②缆机主要性能指标：起重量――10t～20t起吊高度――130～150m跨度――460～870m（现在有更大的）③形式：固定式辐射式平行式摆动式复线式插入图片④特点：优点：提前一次性安装、不受洪水等影响、施工干扰小、控制范围大、生产率高缺点：安装费用高、运行费用高、地形地质要求高适用于：河谷狭窄、砼浇筑量大3、起重机、吊车等----点击相关录象资料4、井架、龙门架等----点击相关录象资料四、其他运输方案1．皮带运输机：①原理②优缺点③适用情况2、适用情况①原理②优缺点：施工干扰小、效率高、投资大③适用情况：大型工程3．胎带机：①原理②优缺点：施工干扰小、效率高、投资大③适用情况：大型工程4．砼输送泵：①原理②优缺点：施工干扰小、效率高、投资大③适用情况：大型工程5、汽车运输方案P158直接入仓：进浇法，退浇法五、砼运输方案的选择1、运输方案选择的原则P159①多、快、好、省②控制范围③设备型号统一④满足Qmax⑤吊运其他东西介词“形象进度”的概念2、运输方案选择的基本步骤①定方案②计算各方案对进度的满足情况③方案经济比较：大坝砼浇筑强度第一台机组发电时间总工期总投资④各方案的优点缺点⑤确定方案3、运输方案选择的主要项目①工程量大小②浇筑进度③经济情况④机械数量及获得的难易程度⑤主要优点缺点4、运输方案选择的分期①施工前期：施工交叉性大②施工中期：以砼浇为主，确定运输方案70～80%③施工后期：安装及预埋件等交叉作业不同时期可以用不同运输方案结合使用。§5－6砼的浇筑与养护一、砼的浇筑1、砼的浇筑必须分缝分块横缝、纵缝、水平施工缝。①浇筑能力限制②散热③永久性缝的设置2、砼的浇筑准备①基础面处理：岩基面和老砼面――风砂枪喷毛、高压水枪冲毛、凿毛②施工缝的处理：薄层浇筑。并缝处理――键槽与接缝灌浆施工③模板、钢筋及预埋件的安设④开仓前的全面检查3、入仓铺料平层浇筑法与冷缝h＝30～40～70～80～150～200㎝要求：BLh／KP≤否则：初凝→→乳皮→→冷缝处理：斜层浇筑法阶梯浇筑法4、平仓与振捣目的：使砼密实，排出空气和多余水份平仓机：振捣器――插入式：――平板式：――附着式：二、砼的养护散热＋保水1、目的：使砼正常硬化2、方法：自然养护人工养护3、时间：12～18小时，2～3周三、浇筑质量控制1、施工质量标准抗压、抗拉、抗裂、抗渗、抗冻。标号R→→等级CM保