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1、水闸施工 水闸在水利水电工程中应用相当广泛 可用于完成灌溉 排涝 防洪 给水等多种任务 水闸施工分为下述五个组成部分 1 导流工程与基坑降排水 2 基坑开挖 基础处理及防渗施工 3 闸室工程 主要有底板 闸墩 边墩 胸墙 交通桥 工作桥等的施工 4 上 下游连接段工程 包括铺盖 护坦 海漫 上 下游防冲槽的施工 5 两岸工程 包括上下游翼墙 刺墙 上 下游护坡等的施工 6 闸门及启闭机 电气设备的安装 第一章导流工程与围堰 第一节导流工程导流方案 不同导流时段所采用的不同导流方法的组合一 影响导流方案的因素1 水文气象 河谷宽 流量大 施工期长 有通航要求 分段围堰导流 河道窄 流量小 无通航
2、要求 全段围堰导流 2 地形 河谷形状系数 K 针对混凝土坝K5500m3 s 分期导流 3 地质与水文地质 岩石性质 地下水埋藏状况 4 水工建筑物的结构特征和枢纽布置 土坝 土石坝 堆石坝 不用过水围堰 高土石坝 不用分段导流方案 砼坝 分段导流 5 施工进度 施工方法及施工场地布置6 河流的综合利用 通航 发电 灌溉 渠道供水 及渔业 第二节围堰工程 1 围堰 临时性水工建筑物 2 作用 围护河床中基坑 保证水工建筑物施工在干地上进行 3 特点 1 工期短2 水下施工 质量不易保证3 需拆除 一 类型1 按材料分 土石围堰 砼围堰 钢板桩格型围堰 木笼围堰 草土围堰 2 按与水流的相对位
3、置分 横向围堰 纵向围堰 3 按导流期间基坑是否允许淹没 过水 水分 过水围堰 不过水围堰 4 按施工期划分 一期围堰 二期围堰等组合方式对围堰命名 二 围堰的平面布置 外形轮廓 堰内空间 1 要求 1 围堰与水流的作用即不影响泄流能力又不能对围堰产生过大冲刷 2 不影响基坑开挖和主体建筑物施工 分段围堰 上下游围堰一般不与河床中心线垂直 使水流顺畅 全段围堰 围堰与主河道垂直 减少工程量2 堰顶高程的确定横向围堰堰顶高程 H h hw gH 上游或下游围堰的顶部高程h 围堰挡水的静水位hw 波浪高度g 围堰的安全超高 二 围堰型式的选择1 土石围堰 与土石坝相似 就地取材 机械化施工 拆除方
4、便 1 材料 堰壳 各类石碴 砂卵石防渗体 粘土 土壤 风化砂反滤料 砂卵石或砾石 用粒径略加控制的1 2层 砂砾 石混合料做过滤带2 断面型式 斜墙式 防滤体与堰壳施工干扰小 心墙式 水下施工特点 土料固结慢 抗剪强度低 3 围堰拆除 不能用过大块石 砼大块体 钻丝笼等材料填筑 影响后期截流及水库运行 2 砼围堰1 抗冲及抗渗透能力强 断面尺寸小 易于和永久砼建筑物相连接 必要时允许过水 2 型式 拱型 半圆形 圆筒型 重力式 纵向围堰 3 围堰截流1 截流 拦截河水 使水流经泄水建筑物下泄 2 截流过程 进占 护底及裹头 合龙 闭气 进占 在河床的一侧面或两侧面向河床抛填截流流材料 束窄河
5、床 护底及裹头 对河床及龙口戗堤端部进行防冲加固 合龙 封堵龙口 使戗堤合龙 闭气 在戗堤迎水面设置防渗设施 4 截流的方式 1 立堵法截流 将截流材料从龙口一端向另一端或两端向中间抛投进占 逐渐束窄龙口直到全部拦断 特点 水力条件不利 合龙过程中所出现的最大流速比平堵大 所需截流材料粒径大 易造成对河床冲刷 对河床护底要求高 准备工作简单 造价低 适用 1 岩基或覆盖层较薄的岩基河床 2 河床采用适当的护底措施 2 平堵法截流 沾龙口全线均匀地逐层抛投截流材料 直至抛石堆体高出水面将河道水流截断为止 特点 单宽流量小 流速小 抛投材料粒径及重量小 戗堤工程量小 抛投强度大 施工速度快 对龙口
6、护底要求不高 费用昂贵 技术复杂 适用 平原软基河流 3 其它截流方式1 爆破截流 定向爆破截流 岩石坚硬 岸坡陡峻 爆破砼预制体截流 2 下闸截流 人工泄水道 3 浮运沉箱或沉船法截流 海口工程 5 龙口位置与宽度选择1 位置 地质 地形条件及水力条件 A 地质条件 河床抗冲能力强的地方 B 地形条件 没有顺流向陡坡和深坑 底部基岩面粗糙 参差不齐的地方 龙口周围有宽阔的场地 C 水力条件 设置在正对主流处 通航2 宽度A 有通航要求 着重考虑通航要求 B 根据水力计算 对龙口底部和两侧裹头部位的冲刷影响 C 合龙施工强度高 工程量不宜太大 第二章基坑开挖 降排水及基础处理 第一节基坑降排水
7、基坑排水的分类 基坑开挖开挖前的初期排水及经常性排水 基坑的降水 人工降低地下水位的方法按排水工作原理来分有管井法 深井 和井点法两种 第二节基坑开挖基坑开挖应考虑 土方平衡 边坡与支护 机械选择与进度计划 临时道路 弃土区 积水排除深基坑开挖 方案 放坡与支护 第三节基础处理 在土建 交通 水利工程中 当天然的地基的强度和变形不能满足工程要求时 需要对地基进行人工处理 常用的地基处理方法有 排水固结法 振密 挤密法 置换法 灌浆法 加筋法和托换法等 建筑物对地基变形与稳定要求较高时须采用深基础 常见的深基础有 桩 沉井 沉箱 地下连续墙等 水利工程常用置换和桩基水利工程还有防渗要求 第三章闸
8、室工程 第一节浇筑块与浇筑程序设计 水闸闸室混凝土施工是根据沉陷缝 温度缝和施工缝分块分层进行的 由于运用条件和施工条件限制 大中型混凝土与钢筋混凝土水工建筑物都是被结构缝 包括沉陷缝与温度缝 划分为许多结构块 当结构块较大时 为了施工方便 当结构块较大时 又需以施工缝分为若干小块 称为浇筑块 一 浇筑块设计分别进行浇筑 分块时应避免在弯距及剪力最大处分缝 并应考虑建筑物的断面变化及模板的架立等因素 筑块的大小 是根据施工条件 在筑块的体积 面积与高度等三个方面进行控制 对于中小型水闸 应尽量利用结构缝分块 所以筑块的尺寸和体积要同结构块尺寸相协调 并同时考虑拌和设备的生产率和运输工具的能力
9、以及浇筑的连续性 筑块尺寸可按下列公式确定 1 当混凝土浇筑工作不能采用三班制连续作业时 筑块的体积V不应大于混凝土工厂相应时间的生产量 即 V Qm 米3 式中Q 混凝土拌和站实用生产率 立方米 小时 m 非三班制作业时 每日连续生产的小时数 h 若采用三班制时 则不受此条件的限制 2 浇筑块的面积应能保证在浇筑中不发生冷缝 可用下式求得 米2 式中K 时间延误系数 可取0 8 0 85s t2 混凝土初凝时间 小时 t1 混凝土运输 浇筑所占的时间 小时 h 混凝土振捣层的厚度 决定于振捣器的工作深度 米 当采用斜层浇筑法时 浇筑块面积不受限制 3 筑块的高度根据施工条件变化 例如冬季不可
10、过高 以避免下层混凝土在低强度时负荷过大和模板稳定困难 如果不采用三班制 还要受混凝土相应时间的生产量限制 米 式中A 筑块面积 A A 必须指出 在满足上列各式前提下 划分的筑块数目 应尽可能减少 以减少施工缝 加快施工速度 因为施工缝比较整浇混凝土 仍然是个弱点 另外 若模板的架立高度受施工技术等条件限制 则也应作为一个条件考虑 二 浇筑顺序水闸基坑开挖时 可有计划地突击闸身部分 使其基础处理与混凝土工程先行 混凝土浇筑是水闸施工中的主要环节 为了尽量减少不同部位混凝土浇筑时的相互干扰 在安排混凝土筑块施工次序时 可从以下几个方面考虑 1 先高后低 先浇影响上部施工或高度较大的工程部位 优
11、先浇筑上部结构复杂的基础部分和阻碍下一步工作 如回填 进行的浇筑块 因它控制着整个工程的进度 对于整底板 应尽快完成底板的浇筑 然后安排上层部分的浇筑 以避免地基受扰动和破坏 并减少排水工作的困难 2 先深后浅 应先浇深基础 后浇浅基础 以避免浅基础混凝土产生裂缝和浅基土体受扰 并减少排水工作难度 3 先重后轻 荷重较大部分应尽先浇筑 待其完成部分沉陷以后 再浇筑与其相邻的荷重较小部分 以减小两者间的沉陷差 4 先主要后次要 其他穿插进行所谓主次应从三个方面衡量 后浇是否影响其他部位的安全 后浇是否会影响后序工序的展开 后浇是否会影响基础的养护和施工费用 若筑块按结构缝分块 应按设计完成填料止
12、水的安装 5 相邻两块的浇筑时间必须间隔一定时间为了给混凝土的硬化 拆模 搭脚手架 立模 扎筋和工作缝处理等工作以必要的时间 左右或上下相邻两块的浇筑时间必须间隔一定时间 一般约需4 7天 已浇筑块强度达到2 5MPa 模板已拆除 工作缝已处理 新浇筑块的模板已架立 钢筋 预埋料已安设 在确定筑块的浇筑顺序时 可制订浇筑程序表 在施工过程中 要根据实际进度情况 进行修订 为了充分利用混凝土工厂的生产能力 应该使每日混凝土浇筑量与混凝土工厂日生产能力相近 为此每日浇筑计划可以大小块合理搭配 使剩余量减小 欠缺量不超过10 第二节底板施工 水闸底板有平底板与反拱底板两种 平底板水闸 一 平底板的施
13、工 与闸墩连接有整体式和分离式 1 筑块划分 考虑因素 结构尺寸 筑块尺寸和体积 拌和设备和生产能力和运输工具的能力 浇筑的连续性 1 筑块面积 以混凝土不产生冷缝为控制条件 2 筑块体积 以混凝土拌和站的实际生产能力为控制条件 在已浇筑块上面或与已浇筑块为邻 进行新筑块的浇筑时 应符合下列条件 1 已浇筑块强度达到2 5MPa 模板已拆除 工作缝已处理 2 若筑块按结构缝分块 应按设计完成填料止水的安装 3 新浇筑块的模板已架立 钢筋 预埋料已安设 2 混凝土浇筑水闸平底板的混凝土浇筑 一般采用逐层浇筑法 底板混凝土的浇筑 一般均先浇上 下游齿墙 然后再从一端向另一端浇筑 二 反拱底板的施工
14、1 施工程序第一种 先浇闸墩及岸墙后浇反拱底板 适用于粘性土或砂性土 第二种 反拱底板与闸墩岸墙底板同时浇筑 适用于缺少有效排水措施的砂性土地基 2 施工要点1 反拱底板采用土模 必须做好排水工作 2 挖模前将基土夯实 放样严格控制曲线 3 采用第一种施工程序 在浇筑岸 墩墙底板时 应将接缝钢筋一头埋在岸 墩墙底板之内 另一头插入土模中 以备下一阶段浇入反拱底板 4 当采用第二种施工程序时 为了减少不均匀沉降对整体浇筑的反拱底板的不得影响 可在拱脚处预留一缝 缝底设临时铁皮止水 缝顶设 假铰 待大部分上部结构荷载施加以后 便在低温用二期混凝土封堵 5 为了保证反拱底板的受力性能 在拱腔内浇筑的
15、门槛 削力坎等构件 需在底板混凝土凝固后浇制二期混凝土 且不应使两者成为一个整体 第三节闸墩施工 一 闸墩模板安装1 铁板螺栓 对拉撑木 的模板安装2 翻模施工 铁板螺栓 对拉撑木支撑的闸墩模板 翻模施工钢模组装图 二 混凝土浇筑 闸墩混凝土的浇筑 主要是解决好二个问题 一是每块底板上闸墩混凝土的均衡上升 运送混凝土入仓时应很好地组织 使在同一时间运到各闸墩的混凝土数量大致相同 二是流态混凝土的入仓及仓内混凝土的铺筑 为防止流态混凝土入仓下落时产生离析 应在仓内设置溜管 由于仓内工作面窄 浇捣人员走动困难 可把仓内浇筑面分划成几个区段 第四节止水设施的施工 目的 适应地基的不均匀沉降和伸缩变形
16、 设置温度缝与沉降缝 一 沉陷缝填料的施工沉降缝的填充材料 沥青油毛毡 沥青杉木板及闭孔泡沫板 安装方法 1 将填充材料用铁钉固定在模板内侧后 再浇混凝土 2 先在缝的一侧立模浇筑混凝土 并在模板内侧预先钉好安装填充材料的长铁钉数排 并使铁钉的1 3留在混凝土外面 然后安装填料 敲弯铁尖 使填料固定在混凝土面上 再立另一侧模板和浇混凝土 二 止水的施工1 水平止水 塑料止水带2 垂直止水 铝片 镀锌铁皮或镀铜铁皮 3 接缝交叉的处理 垂直交叉 垂直缝与水平缝的交叉 柔性连接水平交叉 水平缝与水平缝的交叉 刚性连接 第五节门槽二期混凝土施工 一 门槽垂直度控制1 大型工程利用测量设备进行控制2 中小型工程利用吊锤控制二 门槽二期混凝土浇筑1 平板闸门门槽施工 门槽部分的混凝土中埋有导轨等铁件 这些铁件的埋设有以下两种方法 1 直接预埋 一次浇筑混凝土 2 留槽二次浇筑混凝土 直接预埋 一次浇筑混凝土 门槽二期混凝土 三 弧形闸门的导轨安装及二期混凝土浇筑 弧形闸门不设门槽 闸门两侧设置转轮或滑块 在闸墩立模时 首先根据导轨的设计位置预留弧形凹槽 槽内埋设两排钢筋 用于拆模后固定导轨 安装
