混凝土坝施工

第十二章 混凝土坝施工,混凝土坝的施工应包括地基开挖处理及大坝混凝土施工。 混凝土坝施工的全过程包括：准备工作、施工导流、基础开挖与处理、坝体混凝土工程、金属结构安装工程等。 通常将大坝混凝土施工划分为砂石料生产、混凝土拌和、混凝土运输浇筑三大系统。,第一节 砂石骨料生产系统,砂石骨料生产系统 ：开采和加工混凝土粗细骨料的生产企业，包括采料场、骨料加工厂、堆料场和内部运输系统。 任务：及时供应混凝土拌和所需的质量合格、数量充足和成本低廉的粗细骨料。 设计内容：勘探和选择料场，确定料源、开采和运输方法。选择骨料加工厂位置，确定其生产能力和工艺流程，进行易料堆存设计和质量控制。,基本要求：布置紧凑、减少占地、运转方便可靠、保证混凝土生产需要、缩短远距和减少不必要的储存，防止加工后成品的级配分离，优化布置方案、降低生产成本，还应尽量靠近水源，满足骨料冲洗的用水量需要，充分利用地形，以借助骨料的重力运输，远离居住区以免污染居住区环境。,一、砂石骨料开采,1、料物选择原则：储量集中、质地优良、级配适宜、运距较近，场地开阔、开采季节长，先天然骨料后人工骨料 2、开采量的确定：混凝土中各粒径组骨料的单位用量以及天然砂石料中i 粒径组含量的百分数，计算出不同粒径组的开采总量i 。,天然骨料生产过程骨料损失系数表,、开采与运输能力：根据施工进度计划要求的混凝土浇筑强度。 砂砾料开采：（1）陆上：正向铲、推土机，（2）水下：采砂船、索铲，（3）运输：自卸汽车、皮带机等。,二、砂石骨料加工,工序：破碎、筛分、冲洗 骨料加工厂的生产能力确定。 、按混凝土最高月浇筑强度计算（没有考虑料堆场的调节作用） 2、按骨料需要量累计曲线确定（考虑料场调节作用）根据混凝土浇筑计划、绘出骨料需要量累计曲线，然后绘出骨料生产量累计曲线。 注意骨料生产量、料堆储存量、骨料需要量之间关系。,三、砂石骨料的储存,、骨料堆场的任务和种类 作用：在于储存一定数量的砂石料，以解决骨料生产与需求之间的不平衡。 （）毛料堆存 （）半成品堆存 （）成品料堆存,、骨料堆场的型式： ）台阶堆场的型式：利用地形、汽车卸料、廊道出料 ）栈桥式料仓：骨料跌落高度大，易造成逊径和分离 ）堆料式料仓：利用堆料机,台阶式骨料堆,栈桥式骨料堆,堆料机堆料,、骨料堆存中的质量控制： 逊径、分离、洁净、温度、混级,第二节 混凝土生产系统,砂石骨料的开采量是根据砂砾料天然级配与混凝土配比计算而得的但若以所计算的控制粒径开采，则不但开采弃料太多，而且非常不经济，所以应采取措施来平衡砂石料的开采。,一、确定混凝土生产能力,1、混凝土生产系统包括：拌和楼、骨料堆场、水泥仓库、制冷厂、混凝土运输设施、粉煤灰仓库和外加剂车间等。 2、要求：满足混凝土坝浇筑强度、质量标号、出机口温度等。 3、混凝土生产能力取决于混凝土最高月浇筑强度。,二、混凝土拌和楼的型式,1、混凝土拌和楼自上而下分为：进料层、贮料层、配料层、拌和层、出料层 2、类型：从结构布置型式上可分为直立式、二阶式、移动式三种型式 从搅拌机配置可分为自落式、强制式及涡流式等型式拌和楼。,混凝土拌和楼,第三节 混凝土运输方案,混凝土供料运输和入仓运输的组合形式，称为混凝土运输方案。,一、常用运输方案及其适用条件,1、自卸汽车一履带式起重机运输浇筑方案 2、起重机一栈桥运输浇筑方案 3、缆机运输浇筑方案 4、皮带机运输混凝土,大坝施工栈桥布置方式 （a）单线栈桥；（b）双线栈桥；（c）主、辅栈桥 1坝体；2厂房；3由辅助浇筑方案完成的部位；4分两次升高的栈桥；5主栈桥；6辅助栈桥,缆机布置方案,二、运输方案的选择。,1、在方案选择时，一般需考虑下列因素： （1）枢纽布置情况，特别是坝的高度。 （2）施工进度、强度及温度控制要求。 （3）地形、地质条件和水文特点。 （4）导流方式及分期和防洪渡汛措施。 （5）拌和楼（站）的布置和生产能力。 （6）起重机具的性能和施工队伍的技术水平、熟练程度及设备状况。,2、在选择运输浇筑方案时，可按不同情况确定。 （1）高度较大的建筑物，混凝土垂直运输占主要地位。常以门、塔机栈桥、缆机、专用皮带机为主要方案。以履带式起重机及其他较小机械设备为辅助措施。 （2）高度较低的建筑物，可选用门机、塔机、履带式起重机、皮带机等作为主要方案。 （3）工作面狭窄部位，可选择混凝土泵、溜管、溜槽、皮带机等运输浇筑方案。,三、起重机数量的确定,取决于混凝土最高月浇筑强度和所选起重机的浇筑能力。 、起重机的浇筑能力计算 、起重机数量的确定（根据混凝土最高月浇筑强度确定）,第四节 混凝土温度控制和分层分块,混凝土大坝浇筑后容易在坝的表面及坝基础部位产生许多裂缝。造成混凝土坝发生裂缝的原因有：温度和湿度的变化，混凝土本身的脆性和不均匀性，分缝分块不恰当，结构型式不合理、施工质量基础的不均匀沉陷等。但根本的原因可以归结为：混凝土的变形和对变形的约束。,一、混凝土坝常见的裂缝,1、按原因分：温度裂缝、干缩裂缝。 2、按发生部位和深度分： 表面裂缝混凝土干缩及内外温度。 基础贯穿裂缝水泥水化热及塑性造成的。 深层内部裂缝水泥水化热。,混凝土坝温度裂缝 （a）基础约束变形； （b）基础约束应力 1贯穿裂缝；2深层裂缝；3表面裂缝,二、温度控制作用和目的,、防止坝块的温度裂缝。 、防止坝体接缝灌浆后的裂缝再度张裂。 、调整和改善坝体的温度压力。,三、温度控制的主要措施,、降低混凝土水化热温升 、降低混凝土入仓温度 、加快混凝土散热,四、混凝土的分缝与分块,混凝土坝分块的基本型式：纵缝、斜缝、错缝、通仓。,大坝浇筑分缝分块的基本型式 （a）纵缝分块法；（b）斜缝分块法； 1纵缝；2斜缝；3错缝；4水平缝,大坝浇筑分缝分块的基本型式 （c）错缝分块法；（d）通仓浇筑法 1纵缝；2斜缝；3错缝；4水平缝,第五节 坝体接缝灌浆,混凝土坝用纵缝分块进行浇筑有利于坝体温度控制和浇筑块分别上升，但为了恢复坝的整体性，必须对纵缝进行接缝灌浆，对于同属临时施工缝的某些横缝也需进行接缝灌浆，而对属于永久温度沉陷缝的横缝，不需进行灌浆。,一、灌浆前的要求,1、 坝体内部温度应降到稳定温度。 2、接缝的张开度要大于0.5mm。 3、灌浆时间尽量选在低温期进行。 4、灌浆区上有足够的混凝土厚度。 5、混凝土强度达到要求。,二、接缝灌浆系统,止浆片 灌浆管路 排气槽 排气管,接缝灌浆布置示意图 1拌浆筒；2灌浆机；3进浆管；4会浆管；5阀门；6压力表；7止浆片；8排气槽；9排气管；10支管；11出浆盒,二、接缝灌浆的程序和方法步骤,施工程序：缝面冲冼、压水检查、灌浆区事故处理、缝浆、 灌浆结束。,第六节 碾压混凝土施工,碾压混凝土具有水泥用量少、粉煤灰掺量高、可大仓面连续浇筑上升、上升速度快、施工工序简单、造价低等特点，但对其施工工艺要求较严格。,一、碾压混凝土原材料及配合比,（一）胶凝材料：碾压混凝土一般采用硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，掺30%65%粉煤灰。 （二）骨料：可采用天然骨料或人工骨料，骨料最大粒径一般为80mm。 （三）外加剂：一般应掺用缓凝减水剂，并掺用引气剂，增强碾压混凝土抗冻性。,（四）碾压混凝土配合比：配合比应满足工程设计的各项指标及施工工艺要求，包括： （1）混凝土质量均匀，粗骨料不易发生分离。 （2）拌和物较易碾压密实，混凝土容重较大。 （3）拌和物初凝时间较长，保证良好粘结。 （4）混凝土的力学强度、抗渗性能等满足设计要求，具有较高的拉伸应变能力。 （5）具有适应建筑物环境条件的耐久必。 （6）配合比经现场试验后调整确定。,二、拌和及运输,碾压混凝土可用强制式或自落式搅拌机拌和，也可采用连续式搅拌机拌和，其拌和时间一般比常态混凝土延长30s左右。 碾压混凝土运输一般采用自卸汽车、皮带机、真空溜槽等方式，也有采用坝头斜坡道转运混凝土。选取运输机具时，应注意防止或减少碾压混凝土骨料分离。,三、碾压混凝土浇筑,（一）碾压混凝土上升方式 美国式碾压混凝土一般不分纵横缝，采用大仓面通仓浇筑。水平接缝一般只需要清除松散物，在碾压混凝土尚处于塑性状态时浇筑上一层碾压混凝土，因而施工速度快、造价低，也利于层面结合。 日本式的碾压混凝土用振动切缝机切出与常态混凝土坝相同的横缝，每层混凝土分几块薄层平仓，一次碾压。每层混凝土浇筑后停歇35天，层面冲刷毛铺砂浆，因而混凝土水平施工缝面质量良好，但施工速度较慢。,我国在吸收美日施工经验的基础上，既有沿用两种方法修筑的碾压混凝土坝，也采用了改进的施工方法。,（二）碾压混凝土浇筑季节 高温季节不宜浇筑碾压混凝土，根据已建工程施工经验，在日均气温超过25时不宜浇筑碾压混凝土。,（三）平仓及碾压 碾压混凝土浇筑时一般按条带摊铺，铺料后常用平仓机或平履带的大型推土机平仓。 一条带平仓完成后立即开始碾压，碾压遍数通过现场试碾确定。容重达到设计要求后进行下一层碾压作业。 模板周边无法碾压部位一般可加注水泥浓浆后用插入式振捣器振捣密实。,（四）造缝 碾压混凝土一般采取几个坝段形成的大仓面通仓连续浇筑上升，坝段之间的横缝，一般可采取切缝机切缝、埋设隔板或钻孔填砂形成，或采用其它方式设置诱导缝。,（五）施工缝面处理 正常施工缝一般在混凝土收仓后10小时左右用压力水冲毛，清除混凝土表面的浮浆，以露出粗砂粒和小石为准。,四、碾压混凝土温度控制,温度控制标