【水利水电】混凝土坝工程施工作业.pdf

第二十章混凝土坝工程施工作业 第一节混凝土坝施工规则 一!总则 “ # 本规范适用于大!中型水利水电工程岩基上$! %! 采料场 5 一9料源 在水利水电工程开工前都要对建筑材料料源进行和优选,一般在河流中;下 游的工程大多有天然砂砾石料场可以利用5如葛洲坝;小浪底9 +有时内陆的工程 有陆上天然砂砾石料场5如刘家峡;龙羊峡9 ,采用人工骨料方案+需勘查合适的 料场,此外+在地基或地下洞室开挖时+常可利用一部分质量符合要求的开挖料 作为人工骨料的料源, 选择料源时要重视砂石料质量,控制标准为国家颁发的建材规范和水工混 凝土规范,我国已建水电工程的一些天然砂砾石料场中+其级配;软弱颗粒含量; 碱活性骨料;云母含量等项指标有时不符合要求+其中+级配不良常采用人工破 碎调整或充料解决:软弱颗粒如严重超标+则划为无用区:碱活性骨料一般不宜 采用+如有可凝骨料+应控制水泥含碱量并在混凝土中掺加粉煤灰加以抑制,例 如葛洲坝工程骨料有碱硅酸盐反应+控制水泥含碱量不超过* - 1,三峡工程开 挖石料中闪云斜长石花岗岩的游离云母含量高达% * 13% ? 第五篇坝体工程 表! “ #$我国部分大型砂石生产系统规模及主要指标表 项目单位 五强溪 漫湾 龙羊峡 李家峡二滩 三峡 下岸溪古树岭 总产量万% ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 水利水电施工工程师手册 ! 二“天然砂石料开采 按照砂石料场开采条件#可分为水下和陆上开采两类$% 含弃碴? aa a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a 水利水电施工工程师手册 图! “ #$骨料生产基本过程 骨料生产系统的布置以运距短%少占地为原则 % ;为石块与颚板之间的摩擦角* 约为“ ! 左右) *并在装料口加设防护罩! 碎石机的转速也与生产率有关!转速低则生产率低*转速过高*碎石来不及 下落*生产率也低!最有利的转速为- ? % a ? 6b 中颗粒0常担任第一道筛分任务/其缺点是当平衡块不能完全平衡偏心轴 的惯性力时0可能引起固定机架的强烈振动/ 2 ( 4 惯性振动筛/它的偏心轴2或带偏心块的旋转轴4安装在活动筛架上0筛 ?$ aa a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a 水利水电施工工程师手册 架与固定机架之间没有刚性联系!而是用板簧相联!其构造如图“ # $%所示 # 要求的级配骨料!其分级粒径分别为) $ ) - 3 /真空脱水后得到含水 量约2 ?5) 4 ?的成品砂7 = ; : =箱式砂分级机对4 8 4 1 . 5, 的砂水混合物作进一步的分级9 得 到级配合理的细砂9进入脱水筛9不合格的砂水混合物溢流废弃7 - 8 生产系统主要特点 小浪底工程砂石加工系统代表3 4年代国际水平9其主要特点是 ( + .的 旋回破碎机$中碎部分采取了预筛分洗泥工艺利用重型振动把半成品分成大于 ( + . 5 8 . 7( + . ,和小于8 . ,三级其中大于( + . ,的由(台1 * * . .短头圆锥机生产$由+台0= ? * ( . . “ + . .棒磨机制砂全系统胶带运输机总长* 4 ) * a ,$ 生产四级配粗骨料和大量人 工砂时$级配调整无大的困难$但后期不用大5中石时$级配就难以平衡 由于灰岩具有良好的物理力学性能$在砂石料生产过程中$加工设备磨损率 较低$其中$粗碎设备旋回破碎机的衬板只有少量磨损b中细碎设备锤式破碎机 的锤头单耗仅. ) . ( “ a c ; ,“b制砂设备棒磨机的钢棒单耗仅. ) . ( - + a c “ ! 其中磨耗 量. ) . + 8 a c ; ,“$断棒量. ) ( ( - a c ; ,“# ( / - 4 7( / 8 *年$左岸砂石系统共生产砂石 料* + /万,“ * ) 二滩工程人工砂石系统 ! ( # 系统规模二滩水电站拱坝工坝混凝土量包括大坝5水垫塘5二道坝5厂 房进水口5泄洪洞进口及其他零星工程在内达4 ( .万,“$混凝土施工期为4 .个 月$计划最高月浇筑强度为* . ) %万,“ ! * # 工艺流程及主要设备砂石加工系统的设计规模为( . . . 3 ; d $实际生产已 达到( * . . 7( 4 . . 3 ; d 混凝土多为四级配$粗骨料分为4 ) 8 7( / 5 ( / 7“ 8 5 “ 8 7- % 5 - % 7( + * ,四级细骨料分为粗砂( ) * 74 ) 8 ,和细砂. ) . - 4 7( ) * ,两级 efg hh h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h 水利水电施工工程师手册 图! “ #$ $乌江渡工程人工骨料系统生产工艺流程%尺寸单位, 3 3 4, 3 3 9 : ;(0 棒磨机 / = 9 : ; 88 8 8 () 干砂机 88 8 8 ?(, 3 砂泵 ?/ ab cc c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c 水利水电施工工程师手册 图! “ #$ %二滩工程砂石系统平面布置图 是骨料生产中必不可少的一 环 零存零取? ? aa a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a 水利水电施工工程师手册 国产搅拌机的容量系列为! “ # $ % $ % “ # $ 7 8 5 ! !# ! ! % !“ %中可以看出)二!三!四碎及棒磨机制砂各级均为闭路循环系 统)各级配料的生产量可根据需要随时进行调节$初碎与二!三碎主要用于生产 粗骨料)四碎则生产喷混凝土用3 # 1 -“ + 99一级细石)并配合棒磨机生产砂子$ 骨料加工系统“ 8 ? )一旦颚式破碎 机出故障时)可用自卸汽车将石料直接运至初碎机处$ * ( 系统布置$二滩工程地处峡谷)两岸山坡坡角在* / -3 / 之间)骨料加工 系统布置在左岸坝肩上游“ % 3 / -“ * % + 9高程)纵向长约* 石料利用率高! 骨料粒径稳定!成品质量好$ ?砂子脱水不用传统的自然堆存! 而用机械“粗砂#和真空“细砂#脱水!占地 小!脱水快速)均匀)稳定“详见第二节# $ 但这套系统也存在一些问题!主要有9 :对正长岩的岩性认识不足! 二滩石料场的正长岩强度高!韧性好!致使初 碎旋回破碎机“系旧设备#在大负荷时曾发生主轴断裂事故!以后增加重型颚式 破碎机作为预初碎$ aa bb b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b 第五篇坝体工程 !工艺流程中的工序较复杂“ 连同预破碎在内共有#级破碎$如果设计周密 一些“有可能减少一道破碎工序$ 五%混凝土的运输 常用混凝土运输方案; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 第五篇坝体工程 图! “ #! $大坝施工栈桥布置方式 % ; + 7 /缆机1 : 2 /缆机固定塔! 4 /拌和楼1 8 /混凝土运输轨道 缆机方案布置!有时由于地形地质条件限制“或者为了节约缆机平台工程量 和设备投资!往往缩短缆机跨度和塔架高度!甚至将缆机平台降至坝顶高程“这 时!需要其他运输设备配合施工!还可以采用缆机和门机塔机结合施工的方案“ ?= 第五篇坝体工程 ! “ 皮带机运输混凝土 皮带机连续运送混凝土的工艺流程可以由皮带机直接从混凝土拌和楼#站$ 运至浇筑仓面%也可以用自卸汽车从拌和楼运到浇筑部位附近卸入转料斗再由 皮带机入仓; 储料漏斗# 0 运输混凝土斗# 9 钢塔# ) 手推车# 4 卸料斗# ? 溜筒# 仓面脚手 升高塔运送混凝土有平台式和料斗式两种将泵转动% 8 + 3厚的砂浆层=砂浆强度 等级比混凝土高一级 0然后立即在其上摊铺混凝土0并应在砂浆初凝以前碾压 完毕6 ) 8 冲毛7刷毛时间可根据施工季节7混凝土强度7设备性能等因素0经现场试 ? aa a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a 第五篇坝体工程 验确定!不得提前冲毛! “ # 因施工计划的改变$降雨或其它原因造成施工中断时%应及时对已摊铺的 混凝土进行碾压; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 水利水电施工工程师手册 排气管出水洁净时止!待串区具备灌浆条件后再同时进行灌浆“若灌浆时间较 长!且串浆轻微!可在串区通低压水循环!直至灌区灌浆结束!串区循环回水洁净 时止# $ % 灌浆过程中!当进浆管和备用进浆管均发生堵塞时!宜先打开所有管口放 浆!然后应在缝面增开度限值内!尽量提高进浆压力!通开进浆管路#若无效!再 换用回浆管进行灌注或采取其它有效措施# ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 水利水电施工工程师手册 第六节混凝土坝基础灌浆施工作业 混凝土坝基础灌浆按其目的分为帷幕灌浆!固结灌浆和接触灌浆三种“按采 用的灌浆材料可分为“水泥灌浆!水泥粘土灌浆和化学灌浆等# 一!岩基的帷幕灌浆 帷幕灌浆是在坝基下平行于坝轴线方向$钻一排或几 排孔$用压力将浆液 灌入岩基的裂隙中去$形成一道阻水帷幕$达到减少坝基渗漏和扬压力$并保证 地基的渗透稳定的目的#它的特点是“钻孔深!灌浆压力较大!孔呈线状排列# 帷幕灌浆的施工程序主要是“钻孔%包括布孔 8 - ( (型#冲击式钻机$ 构造虽较简单$但受孔深!孔向和岩石硬度的限制$近年来$ 有的工程采用 - 履带自行式冲击钻#当孔深较浅时$ 如不超过- ( 0的浅 2? aa a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a 水利水电施工工程师手册 孔!常用风钻或架钻钻孔“钻头有硬质合金钻头钢砂钻头和金刚石钻头“钻头要 根据岩石性质选用!对#$%# 表0 1 - , 允许偏距4 =6 , ? +, ? 8 ? + ab cc c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c 第五篇坝体工程 为了有效地控制孔斜!必须加强钻孔的工艺控制!其主要措施有“ # $ % 钻机安装必须稳固!钻机立轴方向要正确 ?,?,% 或; ? ) a双桶搅拌机示意图 灌浆管路有内外管9返浆管及高压输浆管6要求管道有足够的耐压强度6便 于拆装: 灌浆塞是水泥灌浆孔的一种装置6装在灌浆管的头部6其作用在于能分隔密 封灌浆孔6进行分段灌浆:主要包括灌浆头9扩张器 % 机体总重于 7 6 5 # 9 8 7 6 5 九个配比级和6 # 7 6 5 : 7 6 5 ; 7 6 5 8 7 6 5 % 7 6 5 7 6十个配比级两种前者由稀到浓水泥用量增加比较均匀! 适用 于宽裂比较多的岩基(后者由稀到浓水泥用量增加不很均匀!稀浆的比级较多! 第五篇坝体工程 适用于细裂隙比较多的地段! 灌浆过程中“必须根据吸浆量的变化情况“适时调整浆液的浓度“使岩层的 大小裂隙既能灌满又不浪费!开始时用最稀一级浆液“在灌入一定的浆液量后“ 如单位吸浆量没有明显减少“此时“即将浆液变浓一级进行灌注“如此下去“逐级 变浓直至结束!如单位吸浆量有明显减少“此时不宜改变浆浆液浓度!如按规定 改变浓度后“发现灌浆压力突然增加或单位吸浆量突然减少时“应改回原来的浓 度“继续灌注! 灌浆压力及其控制方法!灌将压力通常是指作用在灌浆段中部的压力!确 定灌浆压力的原则是#在不致破坏基岩和坝体的前提下“尽可能采用比较高的压 力!因为压力高“可以使浆液更好地压入细小的缝隙内“增大浆液的扩散半径“析 出多余的水份“提高灌注材料的密实度!但是“灌浆压力也不能过高“否则会使裂 隙扩大“引起岩层或坝体的抬动变形! 灌浆压力的控制方法基本上有两种类型#即一次升压法和分级升压法! 一次升压法“就是灌浆开始时尽快地将压力升高到预定的压力“并在这个压 力作用下“灌注由稀到浓的浆液!当每一级浓度注入量和灌注时间达到一定限度 以后“就变换浆液配比“逐级加浓“随着浆液浓度的逐级增加“裂隙将被逐渐充 填“单位吸浆量逐渐减少“当达到结束标准时“就结束灌浆! 分级升压法是将灌将压力分为几个阶段“逐级升压直到预定的压力!开始 时“先从最低一级压力起灌“当单位吸浆量减少到规定下限时“将压力升高一级“ 当单位吸浆轩又减少到下限时“再升高一级压力“直到预定的压力之下达到结束 标准“就结束灌浆! 一般在正常情况下以采用一次升压法为好!这是因为用一次升压法灌浆“整 个灌浆过程始终处在高压作用之下“宽细裂隙都能灌进“填充比较密实“扩散范 围比较大!但是“当遇到岩层破碎透水性很大或有渗透途径与外界联通的孔段 时“则可根据实际情况“采用分级升压法!如果遇到大的孔洞或裂隙“则应按特殊 情况处理!处理的原则一般是低压浓浆“间歇停灌“直到按规定的标准结束灌浆“ 待浆液凝固以后再重新钻开“进行复灌“以确保灌浆质量! 灌浆的结束条件是用两个指标来控制!即#一个是残余吸浆量“又称最终吸 浆量“即灌到最后的限定吸浆量$另一个是闭浆时间“即在残余吸浆量的情况下“ 保持设计规定压力的延续时间! %;砂砾石地层颗粒级配曲线上含量为3 1 ?3 #时!可灌注水泥土浆=当?3 1时!可灌注水泥浆/ 此外!在细砂含量较多的地层中灌浆效果差/ 砂砾石地基灌浆一般采用水泥粘土浆/有时为了改善浆液的性能!可掺加少 量的膨润土=为了堵塞砂砾石层中较大的孔隙!可掺加砂料=在地下水流速较大 的砂砾石层中灌浆!则可掺加适量的速凝剂/ 由于砂砾石地基中的灌