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1、第五章混凝土坝施工第一节骨料料场规划和生产加工骨料料场规划和生产加工1m1m3 3砼需要砼需要1.31.31.5m1.5m3 3砂石骨料砂石骨料（松散）（松散）水工混凝土骨料的分级q粗骨料（石子）分四个粒径级小石520mm中石2040mm大石4080mm特大石80120(150)mm水工混凝土的骨料级配最大用到四级配，最多是三级配，也用一、二级配q细骨料（砂子）粒径5mm 细度模数F.M. 2.43.2有的工程又分两级粗砂 02(3)mm细砂 2(3)5mm砂石骨料来源天然骨料天然砂砾料筛分分级天然骨料特点天然级配和设计级配一般有差异产生弃料量缺少某种级配砂石骨料来源人工骨料爆破开采石料，机械
2、破碎，筛分分级人工骨料特点级配可调，粒型可控受自然因素影响小，生产均衡可有效利用开挖料混凝土物理力学性能好和易性、工作度差一般成本高于天然骨料砂石骨料来源组合骨料部分是天然骨料部分是人工骨料天然骨料级配调节加工多余大料、超径料机械破碎天然骨料储量不足补充生产爆破开采石料破碎骨料的料场规划v目标提出最佳用料方案v需要注意的问题充分利用开挖渣料v开采、运输、加工方案同时考虑v完整的规划包括：料场组合v物料调配（土石方平衡）加工方案v天然骨料、人工骨料、组合骨料运输方案v毛料运输、成品料运输二、骨料的生产n1.骨料的加工过程混凝土生产系统钻孔、爆破块石开采砂砾料开采毛料运输（装卸 运输）骨料加工（破
3、碎 筛分 冲洗）成品堆存（堆料 装卸）成品料运输（装卸 运输）减少天然料场开采量的措施o按天然级配中比例最少的粒径确定开采量n导致弃料增加o解决的措施n1.经过论证使用不合理级配o可能增加水泥用量，需论证n2.增加人工破碎环节o多余大料、超径料机械破碎o闭路循环生产进行级配调节3.骨料加工厂生产能力的确定推求骨料用量过程线综合考虑确定生产能力参考相关手册、类似工程的经验3.骨料加工厂生产能力的确定生产能力指标毛料处理能力：万吨/月，吨/小时成品骨料产量：特定毛料质量及成品骨料配比受生产方案的影响很大骨料加工与大坝浇筑同步按大坝混凝土浇筑高峰强度估算骨料加工与大坝浇筑不同步根据骨料用量过程和堆存
4、情况推算骨料加工生产能力和堆料场容量应同时确定成品骨料最小的总堆存量加工厂和拌和场57天高峰用量4.料场开采是二、四章的内容根据需要可设置毛料暂存堆场示例示例5.毛料运输q料场、毛料暂存堆场到骨料加工厂的运输自卸汽车皮带重力自流重力自流井开采阶梯皮带破碎机地下加工厂三、骨料加工及加工设备p(一)骨料的破碎p(二)骨料的筛分p(三)骨料的冲洗(一)骨料的破碎n一般逐级破碎p分为粗碎、中碎、细碎、制砂几个过程52040制砂2020100细碎20100100350中碎1003503501200粗碎出料粒径mm进料粒径mm项目粗、中、细碎及制砂的粒径范围1.颚式破碎机p一般用于粗碎p骨料粒型不好，针片
5、状多p适用于各种岩石易碎、中等可碎、难碎破碎比35进料最大粒径与出料最大粒径之比布置于加工厂进口活动颚板固定颚板2反击式破碎机非逐级破碎的加工方式大型反击式破碎机集粗碎、中碎、细碎和制砂的效果于一体适用于易碎岩石生产效率高，破碎比大（1025）骨料粒型好制砂石粉含量多，砂级配不良，缺少中间级转子反击板锤头3.圆锥破碎机p旋回破碎机n用于粗碎n用于粗碎的圆锥破碎机称为旋回破碎机p圆锥破碎机n用于中、细碎p适用于各种岩石n易碎、中等可碎、难碎n破碎比38p生产效率高p粒型优良动锥（正置）动锥（正置）定锥（倒置）定锥（倒置）旋回破碎机旋回破碎机动锥（正置）动锥（正置）定锥（正置）定锥（正置）圆锥破碎
6、机圆锥破碎机4.立轴冲击式破碎机v用于细碎、制砂v适用各种岩石，特别中等难碎以上岩石v石料相互冲击，钢耗少v生产效率较高v能够增加石粉、调整粒型易碎岩石石粉含量可能偏高进料口进料口转子转子锤头锤头5.棒磨机用于制砂适用于各种岩石一般进料为小石，420mm加水生产，石粉含量低质量稳定小粒径石料钢棒(二）骨料的筛分1.筛分机械1）偏心振动筛（圆振动筛）2）惯性振动筛（直线振动筛）筛网筛网2.筛分作业生产方式1）湿式生产筛网上加喷水管道筛分筛分和冲洗冲洗同时进行2）干式生产质量控制超径不大于5，逊径不大于10逊径：筛网偏小，下一级骨料进入上一级超径：筛网偏大，上一级骨料漏入下一级40mm40mm筛网
7、筛网20mm20mm筛网筛网20mm2040mm40mm喷水管水管(三)骨料的冲洗n目的q石子：清洗粘附的细粒q砂子：清洗超过设计规定的细粒含量n在筛网上加水冲洗n洗砂机、洗石机冲洗需清洗的细砂需清洗的细砂出料皮带洗砂机槽身洗砂机槽身螺旋叶片螺旋叶片连续转动连续转动供水管供水管送料皮带机送料皮带机浑水溢出浑水溢出带走细粒带走细粒砂移动方向砂移动方向水流动方向水流动方向(四)骨料加工厂（系统）一般需要布置：粗碎车间中碎车间细碎车间制砂车间筛分车间暂存堆场堆存毛料、半成品料成品料堆场运输设备、道路系统供电、供水、供风系统污水处理系统弃料弃料150mm80mm40mm5mm20mm350mm350m
8、m半成品料堆半成品料堆旋回破旋回破碎机碎机2080调节料堆调节料堆80150mm4080mm棒磨机棒磨机毛料毛料颚式破碎机颚式破碎机2040mm520mm2.4m/sn窄带宽650800mmn深槽角n表面高强耐磨、整体柔软的环形整体带n精致高强耐磨刮刀n曲线出料口挡板结构n特殊材料垂直卸料管p保证运输过程中n不漏浆n抗分离p国内可生产n国产皮带在江垭工程运输砼近80万立方米中国的发明创造半园钢槽、盖带的复合结构坡度45左右长度50米左右高效垂直运输工具多用于碾压混凝土坝，可运送常态混凝土、砂浆在国内得到广泛的应用目前已发展为满管溜筒5050米米45半园钢槽半园钢槽橡胶盖带橡胶盖带压板压板负压溜
9、槽混凝土泵v混凝土塌落度大v最大骨料粒径小v垂直输送可达300米v水工上一般用于地下洞室衬砌导流孔洞的封堵（二)混凝土运输浇筑方案的选择o根据工程特点o根据机械设备状况o趋势n皮带、汽车等高效运输工具二、混凝土的浇筑方式坝体采取分缝分块的方式浇筑混凝土坝的分缝（分块）横缝垂直坝轴线的分缝纵缝平行坝轴线的分缝水平施工缝上下浇筑层之间施工停顿形成的缝面永久缝和临时缝重力坝横缝为永久缝其他缝一般为临时缝拱坝可能设置临时横缝坝段宽横缝纵缝水平施工缝横缝上一层上一层水平施工缝1.竖缝分块n纵缝和横缝把坝段分成为若干柱状体q又称为柱状分块q重力坝传统的分缝分块型式，使用最广泛n纵缝处理方法q接缝n接缝灌浆
10、n宽槽混凝土q设置键槽q目的n恢复因竖缝而破坏的坝体整体性123456789101112水平水平施工缝施工缝纵缝纵缝临时横缝接缝灌浆盒灌浆盒灌浆管灌浆管止浆片止浆片纵缝纵缝p接缝灌浆p在缝面预埋灌浆管路p蓄水前坝体达到稳定温度时灌浆p使坝体成为整体p采用普遍p宽缝混凝土p采用较少键槽的形式不等边直角三角形不等边梯形其他形状坝内键槽形式统一施工方便键槽施工v在先浇块上浇凹槽便于模板安装v键槽模板可安在先浇块模板内侧v关于键槽的其他问题看书了解上上游游块块下下游游块块键槽模板键槽模板水平缝面间距仓面高度与模板高度匹配大多3mH H水平施工缝水平施工缝水平施工缝水平施工缝2.斜缝分块v了解3.错缝分
11、块了解4.通仓浇筑p不设纵缝，一个坝段一仓p特点n施工方便，效率高n一般薄层浇筑n需要采取较为严格的温控措施三、混凝土浇筑的施工过程o(一)浇筑前的准备作业o(二)入仓铺料o(三)平仓与振捣(一)浇筑前的准备作业n1.基础面处理n2.施工缝处理n3.模板、钢筋和预埋件的安设n4.开仓前全面检查o模板、钢筋、埋件质量合格o各方面具备连续施工条件1.基础面处理n岩基o清除松散碎石o打掉棱角、反坡、积钙o高压水枪冲洗o吸净或吹干积水o集中渗漏点埋管引出2.施工缝处理施工缝包括水平施工缝、临时纵缝、临时横缝新老混凝土的结合面作用保证新老混凝土结合质量的关键工序处理步骤表面毛化处理凿毛、冲毛、刷毛、拉毛
12、清除混凝土表面的水泥膜 (乳皮)露出密实的混凝土毛面（有的要求使表层石子半露）压力水冲洗使表面无渣、无尘，湿润面干水平施工缝浇筑前铺23cm厚砂浆按要求的砂浆标号凿毛凿毛冲毛刷毛水平施工缝处理容易出现的问题第一类问题毛化不足砂浆覆盖不充分、初凝清洗不充分，表面有浮渣、浮灰浇筑中保护不够，表面受到污染第二类问题毛化处理过度短龄期表面机械行走扰动造成表层石子松动后果水平施工缝结合不良抗剪强度不满足要求(二)入仓铺料运输设备在仓面卸料、散布运输设备在仓面卸料、散布能够入仓铺料的运输设备能够入仓铺料的运输设备混凝土罐混凝土罐自卸汽车自卸汽车皮带机皮带机入仓铺料必须入仓铺料必须分层分层进行进行混凝土的浇
13、筑是分层铺料、分层捣实过程混凝土的浇筑是分层铺料、分层捣实过程混凝土施工的基本模式混凝土施工的基本模式分块施工分块施工分层浇筑分层浇筑混凝土的整体性要求混凝土的整体性要求分块施工分块施工施工缝的结合质量满足设计要求施工缝的结合质量满足设计要求分层浇筑分层浇筑上下层混凝土成为一体，上下层混凝土成为一体，不产生冷缝不产生冷缝冷缝冷缝上层混凝土铺料时，下层混凝土已经初凝上层混凝土铺料时，下层混凝土已经初凝下层混凝土表面形成乳皮下层混凝土表面形成乳皮上层混凝土振捣不能消除这层乳皮上层混凝土振捣不能消除这层乳皮上、下层混凝土结合不良，结合面成为软弱带，称为冷缝上、下层混凝土结合不良，结合面成为软弱带，称
14、为冷缝避免产生冷缝的方法避免产生冷缝的方法层间间歇时间不超过允许值层间间歇时间不超过允许值层间间歇时间层间间歇时间：自出料时算起到覆盖上层混凝土时为止的时间：自出料时算起到覆盖上层混凝土时为止的时间允许值：试验确定，一般按初凝时间，由配合比、气温决定允许值：试验确定，一般按初凝时间，由配合比、气温决定水平施工缝水平施工缝铺料层面铺料层面冷缝冷缝初凝初凝乳皮乳皮A部位层间间歇时间部位层间间歇时间t0t1=t1-t0入仓铺料之方法1平浇法（通仓浇筑）hBL入仓铺料的各项施工参数v砼运浇能力砼运浇能力Pv砼允许层间间隔时间砼允许层间间隔时间tv砼从出机到入仓的时间砼从出机到入仓的时间t1v仓面宽度仓
15、面宽度Bv仓面长度仓面长度Lv铺料层厚度铺料层厚度h选择范围选择范围由振捣设备性能决定由振捣设备性能决定v手持插入式振捣器 3060cmv机械振捣器组 5080cmhBL混凝土入仓后的允许放置时间混凝土入仓后的允许放置时间（tt1）K-K-运输延误系数运输延误系数，0.80.85K平浇法不产生冷缝的条件v各项施工参数满足下列条件：v条件不满足的解决措施斜层浇筑法阶梯浇筑法hBL入仓铺料之方法2斜层浇筑法n可以使浇筑层的长度L变小hLhL入仓铺料之方法3阶梯浇筑法n缩小铺料层尺度n组织短间歇循环浇筑n使层间间歇时间小于允许时间n解决问题的原理和斜层浇筑一样1 12 24 47 711113 35
16、 58 812126 69 9131310101414(三)平仓与振捣p平仓n把混凝土料堆按规定层厚铺平p振捣器平仓p平仓机平仓p其他机械平仓反铲、装载机n平仓与振捣是相结合的p平仓是为了振捣：让铺料层厚满足振捣器要求p振捣是平仓一种手段振捣的基本要求避免漏振振点均匀有序振点间距约为影响半径的11.5倍插入下层混凝土大于5cm不碰钢筋，与模板保持1/2影响半径的距离h5cm四、混凝土的养护n目的q保证混凝土强度增长，不发生开裂n方法措施q洒水养护q喷雾养护q防护膜养护q确定合理的拆模时间，拆模后覆盖保湿q冬夏季作业，应制定专门的养护措施q养护时间n23周或根据要求第五节碾压混凝土施工碾压混凝土
17、和常态混凝土碾压混凝土（RCC）混凝土是通过碾压设备碾压密实的常态混凝土（VCC）混凝土是通过振捣设备振捣密实的碾压混凝土坝是目前混凝土坝中最活跃的坝型一、碾压混凝土的施工特点横缝横缝碾压混凝土施工的主要特点n(1)采用VC值为530s的干贫混凝土(2)高掺粉煤灰，低水泥用量o最高掺量可达总胶凝材料的60%80%(3)采用通仓薄层浇筑通仓通仓多个坝段通仓多个坝段通仓全坝通仓全坝通仓横缝的形成横缝的形成机械切缝机械切缝止水部位预先架立隔缝材料止水部位预先架立隔缝材料水平施工缝横缝横缝切缝机切缝切缝机切缝其他方法成缝其他方法成缝二、碾压混凝土的运输方式n n1.自卸汽车直接入仓l l需随坝面上升不
18、断改建道路需随坝面上升不断改建道路l l防止仓面污染，必须冲洗轮胎防止仓面污染，必须冲洗轮胎l l合理的卸料方式，防止骨料分离合理的卸料方式，防止骨料分离2.2.专用皮带机入仓专用皮带机入仓需妥善解决线路架立和入仓升降问题3.3.负压溜槽（满管溜筒）运输负压溜槽（满管溜筒）运输需要其他机械送料和仓面自卸汽车倒料三、碾压混凝土的摊铺与碾压1.摊铺1.摊铺我国碾压混凝土一般采用三级配最大骨料粒径为80mm采用平仓机摊铺平仓机一般采用工作运行速度较高的湿地推土机采用台阶上卸料、移位平仓的办法处理骨料分离2. 碾压采用自行式振动碾碾压通过试验确定碾压设备、碾压遍数、行走速度、振动频率大小振动碾的差异非
19、常大配比优良的碾压混凝土在碾压过程中表面泛浆存在泌水、裹气弹簧现象RCCRCCVCCVCCVCCVCC坝内常态混凝土结合部位施工RCCRCC振捣范围振捣范围变态混凝土的应用p常态混凝土对大坝施工速度和质量有较大的影响p常态混凝土可以用变态混凝土代替p变态混凝土n在坝面往碾压混凝土里加入一定量的胶凝材料浆体，然后用振捣器振捣密实p与碾压混凝土的结合好四、碾压混凝土的层缝面处理n碾压混凝土坝的特点是层缝面多保证层缝面的结合质量，是修筑高碾压混凝土坝的关键n碾压混凝土的层缝面缝面：水平施工缝，根据施工需要安排的正常间歇面层面：连续上升的铺料、碾压层面3 3米米30cm水平施工缝（水平施工缝（缝面缝面
20、）水平施工缝水平施工缝（缝面缝面）碾压层面（碾压层面（层面层面）缝面处理措施刷毛或冲毛清除乳皮露出无浆膜的致密混凝土毛面铺11.5cm厚砂浆或灰浆再铺筑上层碾压混凝土层面的处理措施v设定两个层间间隔时间标准T1、T2层间间隔时间v从下层混凝土拌和加水时起到上层混凝土碾压完毕为止的时间层间间隔时间T1v层面铺砂浆或灰浆，继续铺筑上升层间间隔时间T2 v作为水平施工缝处理：间歇、刷毛、铺砂浆T1：一般46hT2：一般1520hv根据试验确定钻芯取样测试六、碾压混凝土的养护第六节大体积混凝土的温度控制与防裂大体积混凝土内部温度变化过程v分为三个阶段温升期冷却期 稳定期v特征温度浇筑温度Tp水化热温升
21、Tr最高温度Tmax稳定温度Tf稳定期稳定期冷却期冷却期温升期温升期T TmaxmaxTrTp温度龄期Tf1.自身约束产生表面裂缝混凝土温度变化分布不均匀、不同步内部升温快，外部升温慢内部升温，外部降温外部降温快，内部降温慢引起内部、外部温度变形不一致内部、外部混凝土互相约束自身约束内部总是受压，外部总是受拉自身约束温度应力容易产生表面裂缝压应力拉应力TTT表面裂缝的特点多发生在浇筑块侧壁方向不定，数量较多裂缝短而浅裂缝宽度会发生变化有重新闭合的可能内部温度下降，外部气温回升2.基础约束产生贯穿裂缝和深层裂缝压应力温度上升温度上升拉应力温度下降温度下降基础岩石基础老混凝土基础约束基础对混凝土温
22、度变形的约束作用混凝土升温时引起压应力混凝土降温时引起拉应力基础基础基础基础p由基础约束拉应力产生的裂缝n贯穿裂缝p自基础面向上开展，严重的可能贯穿整个坝段n深层裂缝p裂缝切割的深度可达35m以上，宽度可达13mm基础约束裂缝贯穿裂缝贯穿裂缝深层裂缝深层裂缝劈头缝劈头缝深层裂缝深层裂缝基础约束拉应力最主要的控制因素基础温差T T坝体最高温度和稳定温度的差值理论分析和工程经验已经证明:f ( T)是单调增函数基础温差的控制因素是坝体最高温度T=TmaxT=TmaxT Tf fT Tf f与环境温度有关，可看作定值最高温度的控制因素是浇筑温度和水化热温升TmaxTmaxTp+TrTp+Tr基础约束
23、拉应力最终控制因素是浇筑温度和水化热温升避免产生基础约束裂缝最终要进行温度控制控制浇筑温度TpTp和水化热温升TrTrT TmaxmaxTrTp温度龄期Tf T(三)大体积混凝土温度控制的任务进行混凝土预冷控制浇筑温度Tp进行一期冷却控制水化热温升Tr降低最高温度，控制基础温差进行二期冷却把坝体温度降到接缝灌浆温度接缝灌浆温度接近稳定温度TmaxTfTpTpTrTr T T一期冷却二期冷却混凝土预冷Tmax接缝灌浆时间三、大体积混凝土的温度控制措施o(一)减少混凝土的发热量o(二)降低混凝土的入仓温度o(三)加速混凝土散热o(四)加强表面保护n养生、保温n控制内外温差n防止表面裂缝（一）减少混
24、凝土的发热量p1.减少混凝土单位水泥用量n坝体分区采用不同的混凝土标号n采用干贫混凝土p碾压混凝土简化温控的原因之一n骨料采用大级配，埋放大块石n加大粉煤灰掺量p碾压混凝土简化温控的原因之一n采用高效减水剂p提高水灰比，达到降低用量的目的2.采用低发热量水泥p中热水泥p低热微膨胀水泥n有微膨胀作用p对降温收缩起到补偿作用，减小收缩引起的拉应力p有利于防止裂缝的发生n一般起作用的因素是MgO含量(二)降低混凝土的浇筑温度1.合理安排浇筑时间春、秋季多浇夏季早晚浇，正午不浇最经济有效的降低浇筑温度的措施2.采用加冰或冷水拌和混凝土部分拌和水改为冰屑加冰量不大于拌和用水量的80%冷量利用率高降温效果
25、显著拌和时间有所增长采用冷水拌和或地下低温水拌和3.对骨料进行预冷主要采用风冷的措施部位在拌和楼料仓风冷设置专门风冷料仓风冷次数一次风冷二次风冷骨料骨料骨料风冷在拌和楼料仓或专门的风冷料仓设附壁式风机通入循环冷风冷却骨料一般冷却20mm以上骨料散热管片制冷厂冷氨散热管片制冷厂冷氨鼓风机附壁式风机拌和楼料仓(三)加速混凝土散热n nl.采用自然散热冷却降温l l采用薄层浇筑采用薄层浇筑l l延长间歇时间延长间歇时间l l表面薄层流水表面薄层流水n n传统的混凝土坝进度是由温控决定的传统的混凝土坝进度是由温控决定的n n形成了层块间停歇形成了层块间停歇3 35 5天的固定模式天的固定模式冷却水管降
26、温范围进水出水冷却水管平面布置1.53.0冷却水管剖面布置出水出水进水进水钢弯管钢管胶皮管塑料拔管成孔塑料拔管成孔法2.在混凝土内预埋水管通水冷却一期通水冷却n混凝土浇筑完毕或初凝即开始n持续到最高温度出现为止n作用：削减水化热温升TfTrTr一期冷却T Tmaxmax假定浇筑温度相同二期通水冷却n与一期冷却共用相同的管路系统n使坝体在要求时间降到接缝灌浆温度Tf一期冷却二期冷却接缝灌浆时间自然冷却时间开始时间根据具体情况确定第七节混凝土施工质量控制混凝土施工质量控制的内容n n一、原材料的质量检测与控制一、原材料的质量检测与控制n n二、混凝土拌和物的检测与控制二、混凝土拌和物的检测与控制n
27、 n三、浇筑过程中的质量检测与控制三、浇筑过程中的质量检测与控制n n四、混凝土坝体的质量检测四、混凝土坝体的质量检测n n五、混凝土施工质量的评定五、混凝土施工质量的评定五、混凝土施工质量的评定o混凝土质量指标n抗压、抗拉、抗渗、抗冻o施工质量评定，统一以抗压强度作为主要指标n强度保证率o实际标号大于设计标号的概率n强度均匀性n为什么？o其他指标结果离散，难以得到理想的统计规律评定过程n以28天龄期抗压强度为标准q如果需要，其他龄期可以折算到28天参加统计n按月、按标号进行统计n计算平均强度n计算标准离差n计算离差系数n用 查标准正态分布表，保证率评定标准v强度保证率标准按照许可应力法设计的
28、结构（大坝）P80%按极限状态法设计的钢筋混凝土结构P90v强度均匀性标准0.180.140.180.110.140.11200号0.220.190.220.150.180.15200号较差一般良好优秀 等级混凝土标号现场混凝土抗压强度离差系数Cv的评定标准第八节特殊季节的混凝土施工特殊季节的混凝土施工一、混凝土的冬季作业低温季节混凝土施工的气温标准日平均气温稳定在5以下或最低气温稳定在-3以下混凝土必须达到一定的凝结硬化程度才能受冻1.混凝土允许受冻的标准n n成熟度达到1800hl l成熟度：混凝土养护温度与养护时间的乘积成熟度：混凝土养护温度与养护时间的乘积2.混凝土冬季作业的措施v使用外加剂v增加拌和时间v对原材料、机械、混凝土、局部环境进行预热、保温v参考教材及有关手册3.混凝土冬季的养护方法n覆盖保温材料蓄热法：蓄水化热n混凝土、局部环境加热法q控制混凝土内外温差q整体均匀降温q避免产生表面裂缝二、混凝土的夏季作业p气温超过30时，按夏季标准作业施工p气温超过30对混凝土的影响n混凝土容易产生假凝n工作度降低，初凝过快n混凝土内部水化热难以散发n气温骤降或水分蒸发过快，易引起表面裂缝p混凝土的夏季作业n采取一系列的预冷降温、加速散热措施n充分利用低温时刻浇筑等p混凝土温控费用高n应通过系统工程的方法确定最合理的夏季施工方案
