第五章土混凝土坝工程

1、第五章 土混凝土坝工程 .txt 等余震的心情，就像初恋的少女等情人，既怕他不来，又怕他乱来。 听说女人如衣服，兄弟如手足，回想起来，我竟然七手八脚地裸奔了二十多年！今天心情不好， 我只有四句话想说， 包括这句和前面的两句， 我的话说完了！ 第五章 土混凝土坝工程本章重点：混凝土坝分缝分块施工的基本施工程序；模板的作用及安装、拆除的技术要求；混凝土的制备；混凝土运输方案；混凝土浇筑；碾压混凝土坝的施工；混凝土坝温度控制和分缝分块。其中、是本章的重点和难点。本章内容具有通用性，要联系其它混凝土工程的施工，举一反三。第一节骨料料场规划和生产加工本节重点：混凝土料场规划的基本原则；料场生产能力的确定

2、；骨料的加工。一、骨料料场规划水利工程中 , 骨料来源有三种: 天然骨料 , 采集天然砂砾料经筛分分级, 将富裕级配的多余部分作为弃料；天然混合料中含砂不足时, 可用山砂即风化砂补足；人工骨料, 用爆破开采块石 , 通过人工破碎筛分成碎石, 磨细成砂；组合骨料, 以天然骨料为主 , 人工骨料为辅。人工骨料可以由天然骨料筛出的超径料加工而得, 也可以爆破开采块石经加工而成。1. 骨料料场规划的原则搞好砂石料场规划应遵循如下原则：1）满足水工混凝土对骨料的各项质量要求, 其储量力求满足各设计级配的需要, 并有必要的富裕量。2）选用的料场 , 特别是主要料场, 应场地开阔 , 高程适宜 , 储量大

3、, 质量好 , 开采季节长 , 主辅料场应能兼顾洪枯季节互为备用的要求。3）选择可采率高, 天然级配与设计级配较为接近, 用人工骨料调整级配数量少的料场。4) 料场附近有足够的回车和堆料场地, 且占用农田少。5）选择开采准备工作量小, 施工简便的料场。如以上要求难以同时满足 , 应以满足主要要求 , 即以满足质量、数量为基础 , 寻求开采、运输、加工成本费用低的方案 , 确定采用天然骨料、 人工骨料还是组合骨料用料方案。 若是组合骨料 , 则需确定天然和人工骨料的最佳搭配方案。 通常对天然料场中的超径料 , 通过加工补充短缺级配 , 形成生产系统的闭路循环 , 这是减少弃料 , 降低成本的好办

4、法。若采用天然骨料方案 , 为减少弃料应考虑各料场级配的搭配 , 满足料场的最佳组合。显然 , 质好、量大、运距短的天然料场应优先采用。2、骨料的加工过程3、骨料开采量确定若第 i 组骨料所需的净料量为，则要求开采天然骨料的总量：为天然骨料中第i 种骨料粒径含量的百分数。第 i 组骨料的净料需要量为：4、骨料生产能力的确定二、骨料加工及加工设备1、骨料的破碎常用破碎设备有：颚板式、反击式和锥式三种碎石机。2、骨料的筛分大规模筛分多用机械振动筛，有偏心振动筛和惯性振动筛。3、砂的水力分级4、骨料加工厂三、骨料的堆存1、骨料堆存的质量要求防止跌碎和分离是骨料堆存质量控制的首要任务。2、骨料堆场型式

5、1）台阶式2）栈桥式3）堆料机堆料第二节模板与钢筋本节要求：掌握模板的类型作用及其安装和拆除的技术要求。一、模板作业1、模板的作用模板的主要作用是对新浇塑性混凝土起成型和支承作用质量的作用。2、模板的基本类型, 同时还具有保护和改善混凝土表面根据制作材料，模板可分为木模板、钢模板、混凝土模板和钢筋混凝土预制模板；根据架立和工作特征，模板可分为固定式、拆移式、移动式和滑动式；按受力条件分为承重模板、非承重模板；按支撑受力分简支模板、半悬臂模板、悬臂模板；按模板形状分为平面模板、曲面模板。3、模板的基本要求、选型及荷载（ 1）模板的基本要求就成型而言，模板要求拼装严密准确，不漏浆，表面平整，不产生

6、过大的变形；就支承作用而言 , 模板要求强度足够, 结构坚固 , 能支承各种设计荷载；就保护作用而言, 模板应有利于混凝土凝固, 寒冷地区有利于保温, 高速水流作用部位, 应有利于抗冲、 耐磨、防止气蚀破坏；就方便施工、节约投资而言 , 应结构简单 , 制作、安装和拆除方便 , 尽量标准化、系列化 , 提高周转率 , 消耗工料少 , 成本低。（ 2）模板的选型水工模板种类繁多 , 使用最多的是拆移式模板。 拆移式小型标准模板制作简单 , 重量较轻 , 运输安装方便 , 对机械化程度要求低 , 在以人力施工为主的工地仍有使用。这种模板材料消耗指标高 , 固定拉条和支撑多 , 不仅成本高 , 而且

7、有碍施工。 故在条件许可的地方应优先选用滑模和悬臂式模板。除了在特殊部位及非标准异形结构, 如基础岩面起伏部位, 厂房进口、蜗壳、肘管等处才采用木模板, 在有条件的部位宜优先采用混凝土或钢筋混凝土模板, 多用钢模 , 提高模板的周转率。对于有抗冲耐磨要求的混凝土, 则以采用能进行真空作业的模板为好。(3) 模板的设计荷载模板及其支承结构应具有足够的强度、 刚度和稳定性 , 必须能承受施工中可能出现的各种荷载的最不利组合 , 其结构变形应在允许范围以内。 模板及其支架承受的荷载分基本荷载和特殊荷载两类。基本荷载有1 ）模板及其支架的自重800kg/m3 计算；, 根据设计图确定。木材的容重, 针

8、叶类按600kg/m3,阔叶类按2) 新浇混凝土重量 , 通常可按 2.42.5t/m3计算；3) 钢筋重量 , 对一般钢筋混凝土 , 可按 lookg/m3 计算；4）工作人员及浇筑设备、工具等荷载, 计算模板及直接支撑模板的楞木时, 可按均布活荷载2.5kN/m2 及集中荷载2.5kN 验算。计算支承楞术的构件时, 可按 1.5kN/m2 计, 计算支架立柱时 , 按 1kN/m2 计；5）振捣混凝土产生的荷载, 可按 1kN/m2 计；6) 新浇混凝土的侧压力及混凝土初凝前的侧压力与混凝土的浇筑速度、捣实方法、 凝固速度、现落度及浇筑块的平面尺寸等因素有关, 其中以前三个因素关系最密切。

9、特殊荷载有1）风荷载 , 根据施工地区和立模部位离地面的高度, 按现行工业与民用建筑物荷载规范确定；2) 上列7 项荷载以外的其他荷载。二、钢筋的制作和安装1、钢筋的加工2、钢筋的安装钢筋的安装分为整装和散装两种方式。钢筋的安装应避油污，安装的位置、 间距、保护层及各部位的型号、规格均应符合设计要求，安装的偏差符合有关要求。第三节混凝土的制备本节内容、要求：了解混凝土制备工艺和质量要求；掌握采用的拌和机型式、适用条件和生产率计算；比较拌和站和拌和楼的适用条件及其设备容量的计算；混凝土系统的位置选择和布置。以上、要求重点掌握。一、混凝拌和设备及其生产能力的确定1、混凝土拌和机的分类：按工作原理分

10、：自落式、强制式；按工作周期分：连续式、循环式；按是否经常移动分：固定式、拆移式、移动式；自落式拌和机又分为鼓筒式和双锥式两种。2、拌和机的生产能力：每台拌和机的小时生产率：二、拌和站拌和楼及其设备容量1、拌和站、拌和楼的布置2、拌和设备容量确定混凝土拌和设备容量和台数，应满足如下要求：1）能满足同时拌制不同标号的混凝土；2）拌和机的容量与骨料最大粒径相适应；3）考虑拌和、加水和掺合料以及生产干硬性或低坍落度混凝土对生产能力的影响；4）拌和机的容量与运载重量和装料容器的大小相匹配；5）适应施工进度，有利于分批安装，分批投产，分批拆除转移。第四节混凝土的运输方案本节内容、要求：了解混凝土水平运输

11、和垂直运输的特点和要求，以及运输过程中的质量控制；重点掌握混凝土的运输方案类型、布置及适用条件；比较门、塔机方案和缆机方案的优缺点；掌握混凝土运输方案选择的原则及起重机数量的确定。混凝土的运输主要分为：水平运输和垂直运输。一、混凝土水平运输设备混凝土的水平运输分为有轨水平运输和无轨水平运输 。汽车运输比较机动灵活， 但其成本较高，混凝土容易漏浆和分离，特别是道路不平时，其质量难以保证。二、混凝土的垂直运输设备1、门式起重机2、塔式起重机3、缆式起重机塔架高度：塔顶控制高程：4、履带式起重机三、混凝土运输浇筑方案的选择及起重机数量的确定1、混凝土运输浇筑才案的选择混凝土运输浇筑方案的选择通常应考

12、虑如下原则。1) 运输效率高 , 成本低 , 转运次数少 , 不易分离 , 质量容易保证；2) 起重设备能够控制整个建筑物的浇筑部位；3）主要设备型号单一, 性能良好 , 配套设备能使主要设备的生产能力充分发挥；4）在保证工程质量前提下能满足高峰浇筑强度的要求；5）除满足混凝土浇筑要求外, 同时能最大限度地承担模板、钢筋、金属结构及仓面小型机具的吊运工作；6）在工作范围内能连续工作, 设备利用率高, 不压浇筑块 , 或不因压块而延误浇筑工期。在整个施工过程中, 运输浇筑方案常不是一成不变的, 而是随工程形象进度的变化而变化。导流方案及施工的分期均对浇筑运输方案有影响, 但建筑物尺寸、工程规模往

13、往起主导作用。2、起重机数量的确定1）月生产率2）小时浇筑强度（ 3）起重机需要数量第五节混凝土的浇筑和养护本节重点掌握：混凝土的浇筑的工艺过程及其技术要求。一、混凝土浇筑工艺流程为了避免由于不均匀沉降引起坝体开裂, 常用结构缝将坝体分段, 为了控温防裂和施工方便,用纵缝将坝段分成若干柱状块, 在浇筑时又用临时的施工缝将柱状块分层, 形成若干浇筑仓 ,又称浇筑块。保证每个仓的浇筑质量, 是保证坝体质量的基础。混凝土浇筑的施工过程包括：浇筑前的准备作业、浇筑时入仓铺料、平仓振捣和浇筑后的养护。1、浇筑前的准备工作凝土浇筑前的准备工作包括：基础面的处理、施工缝处理、立模、钢筋及预埋件安设等。基础面

14、处理对于砂砾地基, 应清除杂物 , 整平建基面 , 再浇10 20cm 低标号混凝土作垫层, 以防漏浆 ; 对于土基应先铺碎石, 盖上湿砂 , 压实后 , 再浇混凝土 ; 对于岩基 , 在爆破后 , 用人工清除表面松软岩石、棱角和反坡, 并用高压水枪冲洗 , 若粘有油污和杂物, 可用金属丝刷刷洗, 直至洁净为止 , 最后 , 再用压风吹至岩面无积水, 经质检合格 , 才能开仓浇筑。施工缝处理， 施工缝系指浇筑块间临时的水平和垂直结合缝,也是新老混凝土的结合面。在新混凝土浇筑前 , 必须采用高压水枪或风砂枪将老混凝土表面含游离石灰的水泥膜（乳皮）清除 ,并使表层石子半露 , 形成有利于层间结合的

15、麻面。对纵缝表面可不凿毛, 但应冲洗干净 , 以利灌浆。采用高压水冲毛 , 视气温高低 , 可在浇筑后 5 20h 进行 ; 当用风砂枪冲毛时, 一般应在浇后一两天进行。施工缝面凿毛或?中毛后 - 应用压力水冲洗干净, 使其表面无碴、无尘, 才能浇筑混凝土。模板、钢筋和预埋件的安设这道工序应做到规格、数量无误 , 定位准确 , 连接牢靠。 前面钢筋、模板作业中已有讨论、不再赘述。开仓前全面检查仓面准备就绪, 风、水、电及照明布置妥当后, 经质检部门全面检查, 发给准浇证后 , 才允许开仓浇筑。一经开仓则应连续浇筑, 避免因中断而出现冷缝。2、入仓铺料混凝土浇筑多采用平层浇筑法，混凝土浇筑不出现

16、冷缝的条件：或当不满足上述条件时可采用斜层浇筑或阶梯浇筑。3、平仓振捣振捣是保证混凝土密实的关键。平仓可用插入式振捣器插入料堆顶部振动，使混凝土液化后自行摊平，也可用平仓机进行。插入式振捣器应用最广泛， 而又以电动硬式在大体积混凝土振捣中应用较普遍。 为避免漏振，应使振点均匀排列， 又序进行振捣， 振点间距约为影响半径的 1 1.5 倍，并应使振捣器插入下层混凝土约 5cm，以利上下层结合。 振动过程中不应使振捣器碰钢筋， 还应与模板保持 1/2影响半径的距离。二、混凝土的养护通常采用洒水养护，或安管喷雾， 效果更好。 养护时间与浇筑结构特征和水泥发热特性有关。正常养护2 3 周，混凝土的冬夏

17、季作业还应制定专门的养护措施计划。三、混凝土施工的质量控制严格说来 , 混凝土施工的质量控制应从原材料的质量控制入手, 直至混凝土的拌和、运输、入仓振捣、 养护等各个环节 , 对于大体积混凝土尚有温度控制和一、二期冷却等问题。仅就混凝土的质控而言 , 不仅要在出机口取样 , 也应在仓内取样 , 测试其质量指标 , 按试件强度的离差系数或标准差进行控制。常用的混凝土检查和检测方法物理监测 , 采用超声波、Y 射线、红外线等仪表监测裂缝、空洞和弹模。钻孔压水是一种极为普遍的检查方法。大块取样 , 可采用1m 以上的大直径钻机取样, 同时 , 人可直接下井( 孔 ) 进行观查 , 也可在廊道内打排孔

18、 , 使孔与孔相连, 成片取出大尺寸的试样进行试验。原型观测 , 一般在混凝土浇筑中埋设电阻温度计监测运行期混凝土内的温度变化；埋设测缝计监测裂缝的开合；埋设渗压计监测坝基扬压力和坝体渗透压力的大小；埋设应力应变计监测坝体应力应变情况；埋设钢筋计监测结构内部钢筋的工作情况。同时进行位移、沉降等外部观测。在整个建筑物施工完毕交付使用前还须进行竣工测量, 所得资料作为与设计对比, 运行期备查的重要竣工文件。质检过程中发现的质量问题的处理：对坝内裂缝、空洞可采用水泥灌浆；对细微裂缝可用化学灌浆；对于表面裂缝可用水泥砂浆或环氧砂浆涂抹或喷浆处理。对质量十分低劣又不便灌浆补强处理者, 一般需要整块炸掉重

19、新浇筑。对疑难的质量问题, 通常应由工地质检部门、试验单位、设计部门的代表及施工单位会诊, 共同提出处理方案。第六节碾压混凝土施工本节重点和难点：碾压混凝土的特点；碾压混凝土的质量控制要点。一、碾压混凝土的概述碾压混凝土的产生与发展。碾压混凝土的特点：自身体积变形比流态混凝土小约50%；弹性模量比流态混凝土高约25%；抗冲耐磨性能比同标号流态混凝土高30% 50%。用碾压混凝土筑坝， 通常在上游面设置常态混凝土防渗层以防止内部碾压混凝土的层间渗透；有防冻要求的坝，下游面也用常态混凝土；为提高溢流面的抗冲耐磨性能，一般也采用标号较高的抗冲耐磨常态混凝土，这样就使断面形成所谓“金包银”的结构形势。

20、二、碾压混凝土的施工特点1. 采用 VC 值为 10 30s 的干贫混凝土振动压实指标VC 值是指按试验规程, 在规定的振动台上将碾压混凝土振动达到合乎标准的时间 ( 以 s 计) 。试验证明 , 当 VC 值小于 40s 时 , 碾压混凝土的强度随 VC 值的增大而提高； 当值大于 40s 时 , 混凝土强度则随 VC 值增大而降低。 2. 大量掺加粉煤灰 , 减少水泥用量VC由于碾压混凝土是干贫混凝土, 要求掺水量少 , 水泥用量也很少。为保持混凝土有必要的胶凝材料 , 必须掺入大量粉煤灰。 这样不仅可以减少混凝土的初期发热量, 增加混凝土的后期强度,简化混凝土的温控措施, 而且有利于降低

21、工程成本。3. 采用通仓薄层浇筑4、碾压混凝土的温度控制措施碾压混凝土比常态混凝土温度控制措施简单。三、碾压混凝土的仓面质量控制1、碾压时拌和料干湿度的控制和检查2、卸料、平仓、碾压重的质量控制和检查（ 1）保证层间结合良好，首先要避免层间间歇时间太长，防止冷缝发生。（ 2）为了减少混凝土分离，卸料落差不应大于2m，堆料高不大于1.5m。3）为了保证入仓混凝土及时摊铺和碾压，根据碾压混凝土施工暂行规定要求，拌和料出机至开始碾压不得超过 1h。4）结合部的控制：无论采用“先碾压后常态”还是“先常态后碾压” ，对常态混凝土和碾压混凝土结合部位重新碾压。5）密度控制：用相对密实度D 控制：式中混凝土

22、实测容重，混凝土理论容重。四、碾压混凝土的养护和常态混凝土一样, 碾压混凝土浇筑后必须养护, 并采用恰当的防护措施, 保证混凝土强度迅速增长 , 达到设计强度。 在施工中应尽量避免不利的早期干缩裂缝和其他有害影响。浇筑混凝土时 , 当降雨强度达4mm/h 并持续 1h, 则应停止浇筑。 对于无模板靠近表层未能碾压的混凝土,应防止撞击脱落, 影响表面的平整度。对有抗冲耐磨要求的混凝土, 应采取措施使表面密实。从施工组织安排上应尽量避免夏季和高温时刻施工。由于碾压混凝土主要采取薄层浇筑, 靠自然散热冷却 , 加之采用干硬性混凝土, 本身用水量就少, 夏季高温施工, 表面水分极易蒸发, 一方面容易干

23、燥开裂, 另一方面危害更大的是难以充分压实, 造成表层疏松 , 形成漏水通道。 显然 ,碾压混凝土受气候条件的限制较常态混凝土更加严格。在夏季作业中, 施工组织安排和施工技术要求上 , 应制订更周密的措施。五、碾压混凝土坝的改进和展望碾压混凝土是一种筑坝新技术, 不是单纯的施工工艺革新或筑坝材料改进, 它是将土石坝的施工技术用来建造混凝土坝 , 其结构形式自然应适应改革后的施工技术 , 并在实践中不断改进和完善。进一步研究压实功能与混凝土强度的内在联系 , 从而选择最佳的施工工艺和性能良好满足实压要求的压实机具。研究胶凝材料用量少, 又能满足设计强度的最优配合比, 最优掺和料、外加剂的成份和用

24、量,以达到最大限度地降低水化热,简化温控措施和加快施工进度的目的。目前 , 以日本为代表的厚层间歇上升和以美国为代表的薄层连续上升的浇筑方式, 各有优缺点。在我们的实践中, 应取二者之长 , 发展成独具风格的新工艺。浇筑过程中如何因地因时采用立模和不立模的方式, 应从施工技术和水工结构设计上统一研究。碾压混凝土的温度控制有其自身的特点, 它不仅与坝身应力有关, 而且直接影响坝身的结构和施工工艺。要求须严格, 控制方法却宜简化, 这方面应深入研究。碾压混凝土坝的防渗结构,如何全面满足坝体结构的防渗要求, 使可靠防渗和快速施工统一起来, 有待进一步研究。 至今 ,碾压混凝土在施工过程中尚无一套准确而简便的质量控制方法和质检设备, 这也是今后需要重点研究的课题。第七节混凝土的温度控制本节重点和难点：混凝土温度控制的基本概念和任务；温度裂缝的类型、