混凝土坝施工的基本知识.ppt

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,51 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 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） 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 钢材的运输由水路、公路、铁路均可 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。 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524 加工要求见P105 表57 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 钢筋与预埋件一起，先安装，再立模，最后浇砼。 52 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,砂石料粗骨料：石 d5 四级配 5204080150 由级配和最大粒径控制 细骨料：砂 0.15 d 5 由细度模数FM控制 FM= 01.82.53.2 特细 细砂 中砂 粗砂 骨料占砼重量的80%，占砼体积的130150% 骨料分人工骨料和天然骨料 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 特点：战线长，占地广，用量大，环节多 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。 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 骨料体积130150%砼振捣后的体积 求1 方砼中水：砂：石（不同粒径）：水泥的重量及体积比 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 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 B1方砼中骨料需用量 K综合损失系数 1.151.30 P控制粒径的天然骨料含量百分率 M月有效工作日数：25 N天有效工作时数：20,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 考虑骨料堆放的贮备作用 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,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 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23倍 骨料贮备以毛料场为主：占贮备总量的7590% 以净料场为辅：占贮备总量的2510%,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 超径百分率 含泥量 含有机物量 细度模数FM 含水量 2、石子的主要质量指标 含泥量 含有机物量 尖片状含 风化石含量,提问：讨论其含义,超径与逊径百分率 ，控制筛分 3、质量控制措施 控制运卸过程中的击碎 控制大小石分离 控制超径与逊径 控制细砂的FM(2.43.2)和含水量 4、质量检查方法与标准 筛检试验及其标准 FM0.2 %34% 含泥量1%,53 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1530%,甚至50%,具体与 坝型有关，占总人工的2050% 1、模板的作用 成形 支承 保护(冰冻日晒) 2、模板的种类 按材料分:木模、钢模、砼模、其他 按受力分:承重模 非承重模（侧面、垂直面简支、半悬臂、悬臂）,按形状分:平面模、曲面模、特型模 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 按移动方式分:固定式，拆移式，滑动式 3、对模板的要求 不漏浆 变形小（强度、刚度） 表面平整 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 P142144 2、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,54 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 拌和楼的构造 皮带机与管道运输：螺旋式与斗式提升运输机风动泵 配料的方式：电子称与容积,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,55 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 不初凝 -介绍初凝的概念、产生原因、后果 （t3060分钟） 不分离、不离析-介绍产生的原因、后果 无严重泌水 无大的温度变化 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 初期投资尽可能小；-设备购置安装费用 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 门式起重机机的主要性能： 起重量10t30t60t 起吊高度70m ，起动幅度6070m （工作半径）,材料另附,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 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 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：） 结构组成：塔架、缆索、起重小车、吊钩 缆机主要性能指标：起重量10t20t 起吊高度130150m 跨度460870m （现在有更大的） 形式：固定式 辐射式 平行式 摆动式 复线式,插入图片,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： 原理 优缺点 适用情况,2、适用情况 原理 优缺点：施工干扰小、效率高、投资大 适用情况：大型工程 3胎带机： 原理 优缺点：施工干扰小、效率高、投资大 适用情况：大型工程 4砼输送泵： 原理 优缺点：施工干扰小、效率高、投资大,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 P159 多、快、好、省 控制范围 设备型号统一 满足Qmax 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 定方案 计算各方案对进度的满足情况 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 各方案的优点缺点 确定方案 3、运输方案选择的主要项目 工程量大小,浇筑进度 经济情况 机械数量及获得的难易程度 主要优点缺点 4、运输方案选择的分期 施工前期：施工交叉性大 施工中期：以砼浇为主，确定运输方案 7080% 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。,56 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。 浇筑能力限制 散热 永久性缝的设置,2、砼的浇筑准备 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 施工缝的处理：薄层浇筑。 并缝处理键槽与接缝灌浆施工 模板、钢筋及预埋件的安设 开仓前的全面检查 3、入仓铺料 平层浇筑法与冷缝 h30407080150200 要求：BLhKP 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：1218小时，23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C M 保证率应为8090%合格，100%合格不经济 2、质量检查方法 物理方法：超声波、射线、红外线、（光弹试验） 钻孔取样或大块取样 原型观测 竣工测量,57 大体积砼的温度控制,一、温控的目的 1防止坝块温度裂缝 2防止接缝灌浆后的张缝 3调整和改善坝体温度应力 二、大体积砼的温变过程 硬化水化反应放热反应,三温度裂缝 水化热温度变化体积伸张产生裂缝 体积收缩，基础及自身约束 产生裂缝 1应力计算 当温度变化值为 T时： 即 则 其中泊松比，试胀系数，E强模 若T初拉则出现裂缝！ 2表面裂缝,升温表面散热大于内部散热 表面变形产生的拉应力大于拉限 表面裂缝 3贯穿裂缝与深层裂缝 降温砼收缩基础或老砼约束 产生拉 应力拉应力大于拉限 出现裂缝 四、温度控制措施,TrQT产生的温升值，Tp初温 1减热措施 水泥用量及水泥性质的改善 骨料的予冷和保温方面 加冰拌和 运输中的保温 浇筑时间控制 2散热措施 分缝分块或薄层浇筑， 加强养护,结合录相教学，介绍自然养护与人工养护 主要内容按课本详细介绍，计算内容自习。 58 砼的冬夏季作业 一、砼的冬季作业 1冬期的定义 2砼允许受冻的标准 受冻临界强度： 成熟度：,3冬季作业的措施 （P179181