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1、混凝土坝工程,混凝土坝工程,砼坝施工概述,砂石料系统,模板及钢筋系统,砼的生产,砼的运输,砼的浇筑与养护,大体积砼的温度控制,砼的冬夏季作业,特殊砼施工,混凝土坝施工概述,第一节 混凝土坝施工概述,混凝土坝在高坝中占的比重较大,特别是重力坝、拱坝应用最普遍。其特点是混凝土工程量大,消耗水泥、木材、钢材多, 施工各个环节质量要求高,投资消耗大。因此,认真研究、组织混凝土坝工程施工,对加快施工进度,节约 “三材”,提高质量, 降低工程成本具有重要意义。,混凝土坝的施工方法有现场浇筑和预制装配两大类。现场浇筑又分为的分层分块浇筑和薄层碾压浇筑。,在混凝土坝施工中,砂石骨料的采集、加工（砂石料系统）,
2、水泥和各种掺和料、外加剂的供应是基础,混凝土生产、运输（混凝土生产运输系统）和浇筑是施工的主体, 模板、钢筋（模板和钢筋系统）作业是辅助。,一、砼坝坝体工程的内容,3、砼运输系统：水平运输出机口坝前 垂直运输坝前仓口,5、辅助系统：模板制作，钢筋加工，,1、骨料系统：以筛分楼为中心，包括料场规划、砂石料的开采、运输、加工、储备等；,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,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,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
3、、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,生活、办公、加工用房,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,4、钢筋的运输与加工,钢材的运输由水
4、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,钢筋的安装分为整装和散装：,第一节 砂石料系统,第一节 砂石料系统,砂石骨料是混凝土最基本的组成成份。骨料质量的好坏直接影响混凝土强度、水泥用量和温控要求,从而影响大坝的质量和造价。为此,在混凝土坝的设计施工中应统筹规划,认真研究砂石骨料的储量、物理力学指标、杂质含量以及开采、运输、堆存和加工等各个环节。,一、骨料及料场规划,1、骨料的概念：,砂石料 ：粗骨料：石 d5 四级配 520、2040、4080、80150由级配和最大粒径控制,细骨料：砂 0
5、.15 d 5 由细度模数FM控制 FM= 0.71.5、1.62.2、2.33.0、3.13.7 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,2、料场规划,骨料料场规划是骨料生产系统设计的基础。随设计阶段的深入,料场勘探精度的提高,要提出相应的最佳用料方案。最佳用料方案取决于料场的分布、高程,骨料的质量、储量、天然级配、开采条件、加工要求、弃料多少、运输方式、运距远近、生产成本等因素。,骨料的质量是料场选择的首要前提。骨料的质量要求包括:强度、抗冻、化学成分、颗粒形状、级配和杂质含量等。水工现浇
6、混凝土粗骨料多用四级配,即5-20 、20-40、40-80、 80-120(或150)mm 。砂子为细骨料,通常分为粗砂和细砂两级, 其大小级配由细度模数控制,合理取值为2.4-3.2。,骨料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。,增大骨料颗粒尺寸、改善级配,对于减少水泥用量,提高混凝土质量,特别是对大体积混凝土的控温防裂具有积极意义。,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（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
7、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,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,应场地开阔,高程适宜,储量大,质量好,开采季节长。,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（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
8、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。,若采用天然骨料方案，对天然料场中的超径料,可通过加工补充短缺级配；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。对质好、量大、运距短的天然料场应优先采用。,当天然料运距太远,成本太高时,应考虑采用人工骨料方案。人工骨料的级配可按需调整,质量稳定,管理相对集中,受自然因素影响小，有利于均衡生产; 人工破碎的碎石,表面粗糙,与水泥砂浆胶结强度高,可以提高混凝土的抗拉强度,对防止混凝土开裂有利。,二、骨料生产系统,1、天然骨料,采料场：采砂船挖掘皮带机输送毛料场 正向铲或索铲自卸汽车毛料场 毛料
9、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装运 粉碎机：夹碎块石 筛分系统：筛分分级 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；,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。,3、骨料的加工过程,天然骨料需要通
10、过筛分分级，人工骨料需要通过破碎、筛分加工,其生产流程如下图。,骨料生产工艺流程的设计,主要根据骨料来源,级配要求,生产强度,堆料场地等全面分析比较确定。同时尚应根据开采加工条件及机械设备供应情况,确定各生产环节所需要的机械设备种类、数量和型号,按流程组成自动化或半自动化的生产流水线。,骨料开采：对于天然砂砾料有陆地和水下两种开采方式, 陆地开采与土料开采类似。水下开采,水深较大时,可采用采砂 船,在浅水或河漫滩多用索铲或反向铲开采。对采砂船在江心采 料,可用砂驳装料,由机动船拖至岸边专用码头卸料。 对于人工骨料开采宜采用深孔微差挤压爆破,控制其块度大 小。破碎加工块石,满足设计级配要求。,骨
11、料运输：多用大吨位自卸汽车。在骨料用量大且修筑道路投资高的情况下,采用皮带机运料最理想,不仅效率高,运费低,且管理也比较简便。,骨料加工厂的位置：应尽可能接近料源,且附近有足够的毛料和净料堆放场地。破碎和筛分设备的基础应稳固,高程设置应根据地形和运输要求通盘考虑确定,尽量减少垂直提升运料,免受洪水威胁。,4、骨料生产能力的确定,骨料生产能力由其需求量来确定,实际需求量与各阶段混凝土浇筑强度、上一阶段结束时的储存量有关。确定骨料的生产能力，可根据混凝土浇筑进度对骨料的用料要求,用供需累计过程线确定各阶段要求的骨料生产能力。先根据混凝土浇筑进度,绘制骨料需用量累计过程线1, 再绘制骨料计划生产累计
12、过程线2,并使累计过程线1、2之间的最大距离,即最大储存量不大于成品料堆的最大容量;但最小储存量又不小于保证连续生产的最小安全储量。通常,此储量应满足10-15 天的用料要求。另外,尚应使产量累计过程线的起点提前10-15天,而终点也应相应提前。,骨料产量累计过程线的斜率就是加工厂的生产强度,斜率最大的时段就是骨料的高峰生产时段。据此可确定骨料加工的生产能力 P(m3/h)：,V骨料生产高峰期的总产量,m3; T骨料生产高峰时段的月数; K1高峰时段骨料生产的不均匀系数,可取1.0-1.4; K2时间利用系数,可取0.8-0.9； m 每日有效工作时数,可取20h; N每月有效工作日数,可取2
13、5-28d 。,三、骨料加工及加工设备,将采集的毛料加工,一般需通过破碎、筛选和冲洗,制成符合级配,除去杂质的碎石和人工砂。,1、骨料的破碎,使用破碎机械碎石,常用的设备有颚板式、反击式和锥式三种碎石机。,(1) 颚板式碎石机由机架、传动装置和破碎槽等组成。破碎槽进口l是由固定颚板3和活动颚板4形成的。颚板是由齿状钢合金板镶嵌而成。在偏心轮 2和撑杆6的作用下,活动颚板左右摆动,破碎槽一开一合,合时进入装料口的料石受挤压而破碎；开时,使破碎了的碎石经出料口8下落。,（2）反击式碎石机由转子1和固定在上机体2上的反击板3和下机体4组成。它是利用马达带动高速回转的转子冲击料物, 使物料沿切线以较高
14、的速度抛向反击板进行撞击,而后又反弹回到转子旋转的空间内反复碰撞,从而使石料碎裂。被破碎的小粒径物料由转子和反击板间的间隙中排出。这种破碎机适用于中细碎。,(3) 锥式碎石机 碎石机由活动的内锥体与固定的锥形机壳构成破碎室,内锥体装在偏心轴上, 此轴顶端为可动的球形饺 , 通过伞齿传动,使偏心轴带动内锥体作偏心转动,从而使内锥体与外机壳间的距离忽大忽小,大时石料经出料口下落,小时将骨料挤压破碎。这种破碎机破碎的石料扁平状较少,单位产品能耗低,生产率高。,2、骨料的筛分,为了分级,需将采集的天然毛料或破碎后的混合料筛分,分级的方法有水力筛分和机械筛分两种。水力筛分是利用骨料颗粒大小不同 , 水力
15、粗度各异的特点进行分级,适用于细骨料。机械筛分是利用机械力作用经不同孔眼尺寸的筛网对骨料进行分级,适用于粗骨料。,大规模筛分多用机械振动筛,有偏心振动和惯性振动筛两种。,（1）偏心振动筛：固定筛网的筛架装在偏心主轴上,马达驱动偏心轴回转带动筛架作环行运动而产生振动。由于偏心距不变, 筛网的振幅也固定不变,不受筛网面上料石多少的影响。这种筛适宜于筛分大、中骨料,常用来完成第一道筛分任务。,（2）惯性振动筛：机械振动筛是利用马达,带动旋转主轴上飞轮的偏心重,产生离心力而引起筛网振动。由于筛网上的物料对飞轮偏心重离心力有平衡抵消作用,故其振幅大小随消振弹簧的变形而异。筛网进料过多会使筛网的振幅锐减,容易引起筛孔堵塞,使骨料得不到充分筛分。故这种筛应进料适度、均匀。适用于中、细颗粒骨料的筛分。,1、筛架 2、筛网 3、偏心部位 4、平衡重 5、消振弹簧,1、筛网 2、振动器 3、配重盘 4、消振弹簧 5、电动机,筛分中的主要质量问题是超径和逊径。当骨料受筛时间太短, 筛网网孔偏小,使应过筛的下一级骨料由筛面分入大一级颗粒中称为逊径；反之,若筛网孔眼变形偏大,大一级骨料漏入小一级骨料中称为超径。筛分作业中,常以超、逊径的重量百分率筛分精度作为质量控制标准。超径多因筛网磨损、变形、破裂所致;而逊径则多因筛网面上喂料过多,网孔堵塞或网孔偏小, 筛
