水闸工程施工

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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。,施工一般可分为三个阶段，即准备阶段、全面施工阶段、尾工阶段。 1、准备阶段：工场布置、工房搭盖、导流措施、大宗器材运输和加工、闸塘开挖工程及组织职工熟悉图纸等项工作。

2、2、全面施工阶段：基础处理、浇筑混凝土、砌石及有关土方工程。 3、尾工阶段：安装、回填土方、建设场地整理及水下土方清理等工程。大、中型水闸，多用钢筋混凝土建造。混凝土工程是其中的主要环节，它往往占工程历时的一半以上，所以必须尽力为其提前完成创造条件。水闸混凝土工程量大部分在闸身，其上部结构大多采用预制构件。,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、无通航要求全段围堰导流。 2、地形：河谷形状系数：K针对混凝土坝 K5500 m3/s，分

3、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、按与水流的相对位置分：横向围堰、纵向围堰。 3、按导流期间基坑是否允许淹没（

4、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+g H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、拆除方便。 1）材料： 堰壳：各类石碴、砂卵石 防渗

5、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12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、束窄河床。 护底及裹

6、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

7、快，对龙口护底要求不高，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

8、章 基坑开挖、降排水及基础处理,第一节 基坑降排水 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

9、、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，

10、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，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： VQm(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0.80.85s，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

11、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(AA)。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

12、，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

13、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47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

14、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

15、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 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

16、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，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。,