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1、第五章第五章 砼坝的施工砼坝的施工 本章难点本章难点:大体积砼的湿度控制大体积砼的湿度控制本章难点本章难点:大体积砼的湿度控制大体积砼的湿度控制 主要内容主要内容:砼工程的五大系统。砼工程的五大系统。 增加目前使用较多的新设备、新工艺介绍增加目前使用较多的新设备、新工艺介绍 51 砼坝施工概述砼坝施工概述 一、砼坝坝体工程的内容1 1、骨料系统、骨料系统:以筛分楼为中心,包括料场规划、砂石:以筛分楼为中心,包括料场规划、砂石料的开采、储备、加工、运输等;料的开采、储备、加工、运输等; 2 2、砼生产系统、砼生产系统:以拌和楼为中心,包括各种材料的进:以拌和楼为中心,包括各种材料的进 入及熟料的
2、输出,制冷系统与温控设施入及熟料的输出,制冷系统与温控设施3 3、砼运输系统、砼运输系统:水平运输水平运输出机口出机口坝前坝前 垂直运输垂直运输坝前坝前仓口仓口4 4、砼浇筑系统、砼浇筑系统:包括钢筋及予埋件,模板架立,砼振包括钢筋及予埋件,模板架立,砼振捣与养护等捣与养护等 5 5、辅助系统、辅助系统:模板制作,钢筋加工,模板制作,钢筋加工, 二、砼坝的施工特点(与土石坝相比) 1 1、环节多,工种复杂,工艺要求高、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,投资大各有各的专用机械,三材耗用量大,管理困难,投资大 2 2、施工相对复杂、施工相对复杂 有重力坝,大头
3、坝,拱坝,宽缝坝等,又有溢流与非溢流有重力坝,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。等,不同部位的砼也不同。 3 3、产生温度裂缝、产生温度裂缝 由于水化热,温控质量决定施工质量,温控措施复杂由于水化热,温控质量决定施工质量,温控措施复杂 4 4、对基础要求较高、对基础要求较高 要求开挖到新鲜基岩。大坝失事的要求开挖到新鲜基岩。大坝失事的59%59%属基础问题。属基础问题。三、砼坝的施工准备 1 1、四通一平和临时设施、四通一平和临时设施 风、水、电、通讯、交通等系统安排在施工组织中介绍风、水、电、通讯、交通等系统安排在施工组织中介绍 2 2、水泥的运输与储备、水泥
4、的运输与储备 仓储容量:水泥的有效使用期一般为仓储容量:水泥的有效使用期一般为6 6个月,且不能个月,且不能 受潮受潮 (生产厂家与施工季节的矛盾)(生产厂家与施工季节的矛盾) 水泥运输:散装水泥运输水泥运输:散装水泥运输 袋装水泥运输袋装水泥运输 水泥的管道输送水泥的管道输送 3 3、木材的运输与模板的加工、木材的运输与模板的加工 木材一般在上游,由水路运输木材一般在上游,由水路运输 模板的制作在加工厂进行模板的制作在加工厂进行 (尽量少用木材,保护森林)(尽量少用木材,保护森林) 4 4、钢筋的运输与加工、钢筋的运输与加工 钢材的运输由水路、公路、铁路均可钢材的运输由水路、公路、铁路均可
5、钢材应有出厂证明和试验报告,加工前应进行拉伸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。和冷弯等试验。 钢筋的加工和安装钢筋的加工和安装 调直调直除锈除锈划线划线下料下料弯曲成型弯曲成型 焊接绑扎焊接绑扎 冷拉、冷拔冷拉、冷拔 工艺流程见工艺流程见P P145145 图图5 52424 加工要求见加工要求见P P105105 表表5 57 7 钢筋的安装分为整装和散装:钢筋的安装分为整装和散装:整装整装运输方便,效率低,安全性差。在焊接车间运输方便,效率低,安全性差。在焊接车间 焊接或捆扎而成。焊接或捆扎而成。散装散装效率高,质量好,能节省材料,吊装困难效率高,质量好,能节省材
6、料,吊装困难 钢筋与预埋件一起,先安装,再立模,最后浇砼。钢筋与预埋件一起,先安装,再立模,最后浇砼。52 砂石料系统砂石料系统 一个独立的辅助企业一个独立的辅助企业 一、骨料及其料场规划一、骨料及其料场规划 特别提醒:最新规范已取消钢筋的冷加工砂石料砂石料粗骨料:石粗骨料:石 d5 d5 四级配四级配 5 5202040408080150 150 由级配和最大粒径控制由级配和最大粒径控制 细骨料:砂细骨料:砂 0.15 d 5 0.15 d 6mh6m:以保持温度和水份:以保持温度和水份 击碎高度:限制自由跌落高度击碎高度:限制自由跌落高度 地笼与廊道出料皮带机地笼与廊道出料皮带机 3 3、
7、堆放机械、堆放机械 A A台阶式:台阶式: B B栈桥式:栈桥式: C C土堤式:土堤式: 四、骨料的质量控制四、骨料的质量控制 插入图片1 1、砂子的主要质量指标、砂子的主要质量指标 超径百分率超径百分率 含泥量含泥量 含有机物量含有机物量 细度模数细度模数FM FM 含水量含水量 2 2、石子的主要质量指标、石子的主要质量指标 含泥量含泥量 含有机物量含有机物量 尖片状含尖片状含 风化石含量风化石含量 提问:讨论其含义 超径与逊径百分率超径与逊径百分率 ,控制筛分,控制筛分3 3、质量控制措施、质量控制措施 控制运卸过程中的击碎控制运卸过程中的击碎 控制大小石分离控制大小石分离 控制超径与
8、逊径控制超径与逊径 控制细砂的控制细砂的FM(2.4FM(2.43.2)3.2)和含水量和含水量 4 4、质量检查方法与标准、质量检查方法与标准 筛检试验及其标准筛检试验及其标准 FM0.2 %3FM0.2 %34% 4% 含泥量含泥量1% 1% 53 模板及钢筋系统模板及钢筋系统 一、模板的种类和作用 模板的费用占总造价的模板的费用占总造价的151530%,30%,甚至甚至50%,50%,具体与具体与坝型有关,占总人工的坝型有关,占总人工的202050% 50% 1 1、模板的作用、模板的作用 成形成形 支承支承 保护保护( (冰冻冰冻 日晒日晒) )2 2、模板的种类、模板的种类 按材料分
9、按材料分: :木模、钢模、砼模、其他木模、钢模、砼模、其他 按受力分按受力分: :承重模承重模 非承重模(侧面、垂直面非承重模(侧面、垂直面简支、半悬臂、悬臂)简支、半悬臂、悬臂) 按形状分按形状分: :平面模、曲面模、特型模平面模、曲面模、特型模按板面作用分按板面作用分: :普通模普通模 特殊模特殊模真空板:能提高砼强度、抗冲和耐磨能力真空板:能提高砼强度、抗冲和耐磨能力 吸水板吸水板 按移动方式分按移动方式分: :固定式,拆移式,滑动式固定式,拆移式,滑动式 3 3、对模板的要求、对模板的要求 不漏浆不漏浆 变形小(强度、刚度)变形小(强度、刚度) 表面平整表面平整 拆移方便拆移方便 二、
10、模板的基本形式 1 1、拆移式、拆移式 定型组合钢模板体系定型组合钢模板体系平模,角模(阴、阳),联系模平模,角模(阴、阳),联系模 纵横联系梁,加劲肋纵横联系梁,加劲肋 联系件:联系件: U U型长,型长,L L型插销,钩头螺栓,蝶形扣件型插销,钩头螺栓,蝶形扣件 重复利用重复利用5050次以上。次以上。 2 2、滑移式:、滑移式:水平移动水平移动钢模台车钢模台车 上下移动上下移动柱、墩等柱、墩等 自升式模板自升式模板材料别附材料别附3 3、固定式:以木模为主,现场加工、固定式:以木模为主,现场加工 4 4、砼预制模板:可作为建筑物的一部分,如廊道顶拱、坝、砼预制模板:可作为建筑物的一部分,
11、如廊道顶拱、坝 加税面反坡部位梁、竖井、辗压式砼坝的加税面反坡部位梁、竖井、辗压式砼坝的 三、模板的设计与模板作业组织三、模板的设计与模板作业组织 1 1、模板的造型、模板的造型 P P142144142144 2 2、模板的设计荷载、模板的设计荷载 3 3、模板的制作、模板的制作 :该部分内容结合录相教学,以讨论方:该部分内容结合录相教学,以讨论方 式进行教学式进行教学 4 4、模板的安装、模板的安装 5 5、模板的拆除、模板的拆除 四、钢筋的加工与安装四、钢筋的加工与安装 自习为主自习为主 54 砼的生产砼的生产 砼砂石料水泥掺和料外加济水或冰片 一、砼的制备系统 1 1、拌和机、拌和机
12、自由跌落式自由跌落式叶片固定,有鼓筒式和双锥式叶片固定,有鼓筒式和双锥式 强制拌合式强制拌合式叶片转动,拌制干硬性砼叶片转动,拌制干硬性砼 2 2、拌和楼、拌和楼 拌和楼的构造拌和楼的构造 皮带机与管道运输:螺旋式与斗式提升运输机皮带机与管道运输:螺旋式与斗式提升运输机风动泵风动泵 配料的方式:电子称与容积配料的方式:电子称与容积 拌和楼的特点:优点:生产率高,占地少,布局紧凑,拌和楼的特点:优点:生产率高,占地少,布局紧凑, 可装卸,劳力少可装卸,劳力少 缺点:结构复杂,投资大,安装费工时缺点:结构复杂,投资大,安装费工时 适用:工程量大,工期长的大中型工程适用:工程量大,工期长的大中型工程
13、 3 3、拌和站的特点:、拌和站的特点:优点:安装方便,数量多,可分高优点:安装方便,数量多,可分高程布置程布置 缺点:效率低缺点:效率低 适用:中小型工程,零星分散部位适用:中小型工程,零星分散部位 4 4、砼搅拌车:、砼搅拌车:优点优点 缺点:缺点: 适用:适用: 材料另附二、拌和系统的场地选择与布置 1 1、布局紧凑,场地够用、布局紧凑,场地够用 拌和楼站,骨料预冷、堆放、运输,供水、电、风,拌和楼站,骨料预冷、堆放、运输,供水、电、风, 供水泥、外加济,砼运输等供水泥、外加济,砼运输等 2 2、高程适当,运输方便、高程适当,运输方便 尽量减少垂直运输,一般与上坝运输线及坝上工尽量减少垂
14、直运输,一般与上坝运输线及坝上工 作栈桥的高程相一致作栈桥的高程相一致 3 3、地基稳固、地基稳固 4 4、因时因地制宜、因时因地制宜 三、制备系统生产能力计算 自习为主自习为主 55 砼的运输砼的运输 出机口出机口坝前坝前仓面仓面 水平运输水平运输 垂直运输垂直运输 一、运输过程中对砼的要求一、运输过程中对砼的要求 1 1、保质、保质 不初凝不初凝 - -介绍初凝的概念、产生原因、后果介绍初凝的概念、产生原因、后果 (t30t306060分钟)分钟) 不分离、不离析不分离、不离析-介绍产生的原因、后果介绍产生的原因、后果 无严重泌水无严重泌水 无大的温度变化无大的温度变化 不漏浆不漏浆 快速
15、,少转运,振动小,隔热,防雨快速,少转运,振动小,隔热,防雨 2 2、保量、保量 满足不同时期砼最大浇筑强度满足不同时期砼最大浇筑强度 3 3、经济、经济 初期投资尽可能小;初期投资尽可能小;-设备购置安装费用设备购置安装费用 运行费用尽可能低。运行费用尽可能低。 二、水平运输二、水平运输 1 1、自卸汽车:卧罐起重机、自卸汽车:卧罐起重机 栈桥栈桥 直接入仓直接入仓进浇法,退浇法进浇法,退浇法 优点:灵活,路易修且不占地优点:灵活,路易修且不占地 缺点:振动大,施工干扰大缺点:振动大,施工干扰大 适用:小工程,局部,基础浇筑等适用:小工程,局部,基础浇筑等 2 2、有轨机车:立罐起重机、有轨
16、机车:立罐起重机 三罐一空或四罐一空三罐一空或四罐一空 优点:振动小,运行费用低,施工干扰小,效率高优点:振动小,运行费用低,施工干扰小,效率高 缺点:起始投资大缺点:起始投资大 适用:大中型工程的主要部位适用:大中型工程的主要部位 3 3、砼搅拌车:特殊情况下使用、砼搅拌车:特殊情况下使用 优点:优点: 缺点:缺点: 适用:适用: 材料另附4、皮带运输: 优点: 缺点: 适用: 5、其它:小手推车等 三、垂直运输 是施工的关键,决定整个施工方案 1门式起重机 门式起重机机的主要性能: 起重量10t30t60t 起吊高度70m ,起动幅度6070m (工作半径) 材料另附高架门机和塔式起重机:
17、安装在钢架上的门机 稳定性较差,但起动幅度加大 无栈桥门机:直接放在已浇部分,分快倒换位置 优点:灵活、安装方便,无死角 缺点:经常移动,施工干扰大,影响进度 有栈桥门机:“坝外、坝内、单线、多线” 优点:升降灵活、控制范围大、使用时间长、仓 面工作简单 缺点:安装费用和翻高费用高 适用于:河床宽、砼工程量大、工期长 2、缆式起重机 (与一般缆索的区别:) 结构组成:塔架、缆索、起重小车、吊钩 缆机主要性能指标:起重量10t20t 起吊高度130150m 跨度460870m (现在有更大的) 形式:固定式 辐射式 平行式 摆动式 复线式 插入图片特点:优点:提前一次性安装、不受洪水等影响、施工
18、 干扰小、控制范围大、生产率高 缺点:安装费用高、运行费用高、地形地质要求高 适用于:河谷狭窄、砼浇筑量大 3、起重机、吊车等-点击相关录象资料 4、井架、龙门架等-点击相关录象资料 四、其他运输方案 1皮带运输机: 原理 优缺点 适用情况 2 2、适用情况、适用情况 原理原理 优缺点:施工干扰小、效率高、投资大优缺点:施工干扰小、效率高、投资大 适用情况:大型工程适用情况:大型工程 3 3胎带机:胎带机: 原理原理 优缺点:施工干扰小、效率高、投资大优缺点:施工干扰小、效率高、投资大 适用情况:大型工程适用情况:大型工程 4 4砼输送泵:砼输送泵: 原理原理 优缺点:施工干扰小、效率高、投资
19、大优缺点:施工干扰小、效率高、投资大 适用情况:大型工程适用情况:大型工程 5 5、汽车运输方案、汽车运输方案 P P158158 直接入仓直接入仓 :进浇法,退浇法:进浇法,退浇法 五、砼运输方案的选择 1 1、运输方案选择的原则、运输方案选择的原则 P P159159 多、快、好、省多、快、好、省 控制范围控制范围 设备型号统一设备型号统一 满足满足Q Qmaxmax 吊运其他东西吊运其他东西介词“形象进度”的概念2 2、运输方案选择的基本步骤、运输方案选择的基本步骤 定方案定方案 计算各方案对进度的满足情况计算各方案对进度的满足情况 方案经济比较:大坝砼浇筑强度方案经济比较:大坝砼浇筑强
20、度 第一台机组发电时间第一台机组发电时间 总工期总工期 总投资总投资 各方案的优点缺点各方案的优点缺点 确定方案确定方案 3 3、运输方案选择的主要项目、运输方案选择的主要项目 工程量大小工程量大小 浇筑进度浇筑进度 经济情况经济情况 机械数量及获得的难易程度机械数量及获得的难易程度 主要优点缺点主要优点缺点 4 4、运输方案选择的分期、运输方案选择的分期 施工前期:施工交叉性大施工前期:施工交叉性大 施工中期:以砼浇为主,确定运输方案施工中期:以砼浇为主,确定运输方案 70 7080% 80% 施工后期:安装及预埋件等交叉作业施工后期:安装及预埋件等交叉作业 不同时期可以用不同运输方案结合使
21、用。不同时期可以用不同运输方案结合使用。 56 砼的浇筑与养护砼的浇筑与养护 一、砼的浇筑 1 1、砼的浇筑必须分缝分块、砼的浇筑必须分缝分块 横缝、纵缝、水平施工缝。横缝、纵缝、水平施工缝。 浇筑能力限制浇筑能力限制 散热散热 永久性缝的设置永久性缝的设置 2 2、砼的浇筑准备、砼的浇筑准备 基础面处理:岩基面和老砼面基础面处理:岩基面和老砼面风砂枪喷毛、风砂枪喷毛、 高压水枪冲毛、凿毛高压水枪冲毛、凿毛 施工缝的处理:薄层浇筑。施工缝的处理:薄层浇筑。 并缝处理并缝处理键槽与接缝灌浆施工键槽与接缝灌浆施工 模板、钢筋及预埋件的安设模板、钢筋及预埋件的安设 开仓前的全面检查开仓前的全面检查
22、3 3、入仓铺料、入仓铺料平层浇筑法与冷缝平层浇筑法与冷缝 h h3030404070708080150150200200 要求:要求:BLhBLhKP KP 否则:初凝否则:初凝乳皮乳皮冷缝冷缝 处理:斜层浇筑法处理:斜层浇筑法 阶梯浇筑法阶梯浇筑法 4 4、平仓与振捣、平仓与振捣 目的:使砼密实,排出空气和多余水份目的:使砼密实,排出空气和多余水份 平仓机:平仓机: 振捣器振捣器插入式:插入式: 平板式:平板式: 附着式:附着式:二、砼的养护 散热保水 1 1、目的:使砼正常硬化、目的:使砼正常硬化 2 2、方法:自然养护、方法:自然养护 人工养护人工养护 3 3、时间:、时间:12121
23、818小时,小时,2 23 3周周 三、浇筑质量控制 1 1、施工质量标准、施工质量标准 抗压、抗拉、抗裂、抗渗、抗冻。抗压、抗拉、抗裂、抗渗、抗冻。 标号标号RR等级等级C M C M 保证率应为保证率应为808090%90%合格,合格,100%100%合格不经济合格不经济 2 2、质量检查方法、质量检查方法 物理方法:超声波、物理方法:超声波、 射线、红外线、(光弹试验)射线、红外线、(光弹试验) 钻孔取样或大块取样钻孔取样或大块取样 原型观测原型观测 竣工测量竣工测量 57 大体积砼的温度控制大体积砼的温度控制 一、温控的目的 1 1防止坝块温度裂缝防止坝块温度裂缝 2 2防止接缝灌浆后
24、的张缝防止接缝灌浆后的张缝 3 3调整和改善坝体温度应力调整和改善坝体温度应力 二、大体积砼的温变过程 硬化硬化水化反应放热反应水化反应放热反应 水泥水泥品种品种标号标号 水化热水化热 大卡大卡/kg/kg3 3天天7 7天天2828天天硅酸盐硅酸盐500500606070708585400400505060607575300300404050506565火山灰火山灰400400404055557070300300353545456060三温度裂缝 水化热温度变化体积伸张产生裂缝 体积收缩,基础及自身约束 产生裂缝 1应力计算 当温度变化值为 T时: 即 则 其中泊松比,试胀系数,E强模 若T
25、初拉则出现裂缝! 2表面裂缝 升温表面散热大于内部散热 表面变形产生的拉应力大于拉限 表面裂缝 3贯穿裂缝与深层裂缝 降温砼收缩基础或老砼约束 产生拉 应力拉应力大于拉限 出现裂缝 四、温度控制措施 TrQT产生的温升值,Tp初温1减热措施 水泥用量及水泥性质的改善 骨料的予冷和保温方面 加冰拌和 运输中的保温 浇筑时间控制 2散热措施 分缝分块或薄层浇筑, 加强养护 结合录相教学,介绍自然养护与人工养护主要内容按课本详细介绍,计算内容自习。 58 砼的冬夏季作业砼的冬夏季作业 一、砼的冬季作业 1冬期的定义 2砼允许受冻的标准 受冻临界强度: 成熟度: 3冬季作业的措施 (P179181) 施工组织上的合理安排 创建快凝条件 加强拌和 减少热温 骨料预热4冬季养护方法 蓄热法 暖棚法 电热法 蒸汽法二、砼的夏季作业 参看大体积砼心温控措施,不另处介绍三、碾压砼施工 P165 1碾压砼的性能特点 2碾压砼的施工特点 3碾压砼的质量控制 4碾压砼的养护与防护四、水下砼施工 1施工特点 防止水渗入砼中 水下无法振捣 流速小于每秒1米 2施工过程 清基:冲碴,机械 或铲,人工,清淤管 模板:侧压力大,有浮力作用 浇筑:A 导管法 直导升管法,同防渗样成样 土施工 B 压浆法 先放粗骨料,再用导管压入 沙浆 C 袋装法袋中装入袋砼,袋与袋之间要 严实