水利工程施工.doc

水利工程施工一、施工导流设计的主要任务1、选定导流标准，划分导流时段，确定导流设计流量；2、选择导流方案及导流建筑物的型式；3、确定导流建筑物的布置、构造及尺寸；4、拟定导流建筑物的修建、拆除、堵塞的施工方法以及截断河床水流、拦洪渡汛和基坑排水等措施。二、施工导流的基本方式1、分段围堰法围堰将水工建筑物分段分期维护、施工的方法。适用条件：河床较宽、有通航要求、流量很大、工期较长、冰凌严重2、全段围堰法全段围堰法导流，就是在河床主体工程的上下游各建一道拦河围堰，使水流经河床以外的临时或永久泄水道下泄。主体工程建成或接近建成时，再将临时泄水道封堵。适用条件：一般适用于河床狭窄，基坑工作面不大，水深流急、覆盖层较厚难于修建纵向围堰，难于实现分期导流的工程。三、围堰的类型围堰是导流工程中的临时挡水建筑物，用来维护基坑，保证水工建筑物能在干地施工。按材料分：土石、混凝土、钢板桩、浆砌石、竹笼、木笼、草土按和水流方向的相对位置分：横向、纵向按和坝轴线的相对位置分：上游、下游按过水与否分：过水、不过水按施工条件分：干地施工、水下施工按施工时段分：枯水期挡水、全年挡水四、导流设计流量的确定1、施工导流的设计标准，是指导流建筑物级别及其设计洪水标准，包括初期导流标准、坝体拦洪度汛标准、孔洞封堵标准2、导流程序：不同导流方法组合的顺序。导流时段：按照导流程序所划分的各施工阶段的延续时间。3、导流设计流量：对于围堰、临时挡水的坝体和施工期泄水建筑物，都应按各导流时段内相应洪水标准的最大流量作为导流设计流量。 不过水围堰：挡全年洪水：导流设计流量为选定导流标准的年最大流量。导流挡水与泄水建筑物的设计流量相同。挡枯水期洪水：采用枯水期挡水时段内选定导流标准的最大流量作为该时段导流挡水与泄水建筑物的导流设计流量。泄水建筑物总规模的设计流量应按临时度汛洪水标准确定。 过水围堰导流标准分挡水和过水两种工况：过水：根据过水围堰的级别和导流建筑物选定洪水标准；当水文系列较长(30年)时，按实测典型年资料分析选用，一般以围堰过水时控制稳定的流量最为设计流量。挡水：重现期法：320年；或当水文系列较长(30年)时，按实测流量资料分析选用。五、截流的基本方法1、在施工导流中，截断原河床水流，最终把河水引向导流泄水建筑物下泄，以便在河床中全面开展主体建筑物的施工，就是截流。2、戗堤法截流：立堵（不同龙口宽度的水力学特性）、平堵（不同龙口抛投高程的水力学特性）、混合截流（立平堵、平立堵）3、无戗堤截流建闸截流、定向爆破截流、浮运结构截流、预制混凝土爆破体、水力冲填等4、戗堤法截流的过程：整个截流过程包括戗堤的进占、龙口范围的加固、合龙和闭气等工作。围堰堰体的抛填程序是堰体尾随截流戗堤进占，截流后围堰全断面施工。5、截流时段一般多选在枯水期前段，流量已有明显下降的时候，而不一定选在流量最小的时刻。在实际施工中，还须根据当时的水文气象预报及实际水情分析进行修正，最后确定截流日期。6、截流流量确定：频率法采用截流时段重现期510年的月或旬平均流量；统计分析法；预报法7、确定截流过程中龙口各水力参数，如单宽流量q、落差z及流速、单宽功率N等的变化规律；由此确定何时何地选用何种截流材料及其尺寸、重量及相应的数量等8、截流戗堤：截流戗堤一般作为围堰堰体的一部分。应考虑与围堰防渗体的关系，防止截流合龙时戗堤进占抛投流失进入防渗部位。9、龙口：（1）位置选择：着重考虑地质、地形、水力学及两岸的施工资源配置情况1）地质：河床抗冲能力强、覆盖层较薄2）地形：底部基岩面粗糙、参差不齐、地形较高3）水力学：布置在深槽主航道处（2）龙口宽度1）主要取决于河流综合利用要求和水力条件。2）通常按戗堤堤头使用材料的抗冲刷能力确定。3）考虑合龙工程量和施工条件等因素。六、基坑排水1、分类：明沟法、管井法、井点法（浅井点、喷射井点、电渗井点）2、设计参数：系统的平面布置：当基坑（槽）宽度小于6m，且降水深度不超过5m时，一般可用单排井点，布置在地下水的上游一侧，其两端延伸长度一般不小于该坑（槽）的宽度为宜；如基坑宽度大于6m或土质不良，则宜采用双排井点。系统的高程布置：高程布置即是井点系统的竖向布置，取决于基坑的开挖深度，地下水位高度、降水深度等条件。hh1+h+iL涌水量计算：承压井、无压井 井点管的数量：3、轻型井点系统的安装与使用：轻型井点系统的安装程序是，先排放总管，再埋设井点管，用弯联管将井管与总管联接，然后安装抽水设备。井管的埋设一般用水冲法进行，如图所示，分为冲孔、埋管与封口三个施工过程。 七、爆破基本原理1、无限介质中的爆破机理：两个假设(介质无限、介质均匀)。爆破结果：压缩圈(粉碎圈)、抛掷圈、松动圈、震动圈2、半无限介质中的爆破机理（爆破漏斗）：在有限介质中埋设集中药包进行爆破，将炸成以药包中心为顶点的倒圆锥形爆破坑，形如漏斗，称为爆破漏斗。 漏斗参数：n=r/w，其中w为最小抵抗线，即药包中心至临空面的最短距离；r 为爆破漏斗底半径，n为爆破作用指数 当 n = 1，即r = W 时，称为标准抛掷爆破； 当 n 1，即r W 时，称为加强抛掷爆破； 当 0.75 n 1 时，称为减弱抛掷爆破； 当 0.33 n0.75 时，称为松动爆破； 当 n 0.33，即r = W 时，称为隐藏式爆破3、爆破器材：炸药TNT、胶质炸药、硝铵炸药、黑火药、乳化炸药；起爆器材雷管、导火索、传爆线、导爆管4、炸药性能：敏感度、安定性、爆炸性能、氧平衡5、改善爆破效果的工程技术措施：合理利用或创造自由面；利用毫秒微差挤压爆破；分段装药爆破；采用不耦合装药；保证堵塞长度和堵塞质量。6、钻孔机具（1）浅孔 ：轻型手提式风钻（向下垂直孔）、支架式重型风钻（向上及倾斜孔） （2）深孔 ：1）回转式钻机：可取岩芯（岩芯钻孔）；装不同钻头；可钻斜孔；直径90-100mm 2） 冲击式钻机：只钻垂直孔；借助偏心的传动，结构完成向下冲击、向上提升； 3） 潜孔钻：既有回转，又有冲击；孔深不超过8m；可钻斜孔；效率高； 八、地基处理工程1、地基分类：(1)岩基(硬基)开挖、灌浆固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆(2)软基(土基和砂砾石地基)砂砾石地基：开挖、防渗墙、桩基、帷幕灌浆、设水平铺盖、设排水通道；软土地基：开挖、桩基础、置换法、排水法、挤实法、固结法2、岩基开挖：按照设计要求，将风化、破碎、有缺陷的岩层挖掉，使坝体建在完整坚实的岩体上。原则：自上而下，先岸坡后河槽(避免干扰，防止落石伤人) ；岸坡分层开挖，布设排水系统；河槽先锋槽，分层开挖逐步下降3、加固（1）岩基灌浆：将某种具有流动性和胶凝性的浆液，按一定的配比要求，通过钻孔用灌浆设备压入岩层的空隙中，经过硬化胶结以后，形成结石，以达到改善基岩物理力学性能的目的(基岩的强度、改善基整体性和抗渗性)。按作用分类：固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆按材料分类：水泥灌浆、黏土灌浆、化学灌浆灌浆顺序：钻孔、冲洗、压水试验、灌浆、质量检查 、孔口封闭灌浆法 钻孔：机具回转式钻机和金刚石钻头或硬质合金钻头（帷幕灌浆）；个是合适的钻机和钻头（固结灌浆） 冲洗：目的将残存在钻孔和黏滞杂质冲洗出来，为浆液进入腾出空间、方法单孔冲洗（高压压水冲洗、高压脉动冲洗、扬水冲洗）、群孔冲洗 压水试验（试验孔数一般不宜少于总孔数的5（孔位可由施工单位任意选定）：目的压水试验在于确定岩层的渗透性能，为岩层灌浆的设计、施工提供资料和依据、参数用单位吸水量(岩层渗透性能)，单位压力(1m水柱高)，单位孔深(1m深) ，单位时间(1分钟)。w=Q/LH，式中：Q单位时间内，压入试验孔段的水量，L/minH试验段的计算水头，m；L试验孔段的长度，m；w单位吸水量，L/(min.m.m)。灌浆：1） 次序先钻第一孔，再一次钻孔（单排帷幕孔）；先灌下游排，再灌上游排，最后灌中间排；2） 方法全孔一次钻灌、全孔分段钻灌（自上而下法、自下而上法、综合灌浆法、空口封闭法）；3） 压力灌浆压力是控制灌浆质量、提高灌浆经济效益的重要因素，确定灌浆压力的原则是在不致破坏基础和坝体的前提下，尽可能采用比较高的压力；4） 稠度浆液稠度的变化按先稀后浓的原则控制，这是由于稀浆的流动性能好，宽细裂隙都能进浆，使细小裂隙先灌饱，而后变浓，其他较宽裂隙也能逐步得到良好的充填；5） 结束条件残余吸浆量：灌到最后的限定吸浆量，闭浆时间：在残余吸量不变的情况下保持设计规定压力的延续时间。帷幕灌浆时，在计划规定的压力之下，灌浆孔段的浆液注入率小于0.4L/min，再延续灌60min（自上而下法）或30min（自下而上法）；对于固结灌浆，其结束标准是浆液注入率不大于0.4L/min，延续时间30min，可结束6） 封孔对于帷幕灌浆孔，宜采用浓浆灌浆法填实，再用水泥浆封孔；对于固结灌浆，孔深小于10m时，可采用机械压浆法进行回填封孔，孔深大于10m，与帷幕孔相同（2）砂砾地基灌浆：砂砾石地基的可灌性：可灌比M=D15/d85灌浆效果检查：逐段作渗透试验，求出各层的渗透系数K，验算是否满足设计要求K=sqrt（Kd*K0）Kd抽水试验的渗透系数；K0压水试验的渗透系数（3）土基处理：铺垫法、排土置换法、排水预压法、密实法、固化法。1）砂井堆载预压法；2）袋装砂井和塑料排水板预压法；3）天然地基堆载预压法；4）真空预压法和降水位预压法；5）振冲法；6）强夯法；7）深层搅拌法4、建筑物对地基的要求：具有足够的强度；具有足够的整体性和均一性；具有足够的抗渗性；具有足够的耐久性。5、防渗墙施工工艺：造孔前的准备工作；泥浆固壁与造孔成槽；终孔验收与清孔换浆；槽孔浇筑；全墙质量验收过程6、高压喷射灌浆方式：旋喷、定喷、摆喷九、坝体材料和料场规划1、坝体材料：1）防渗料：防渗性：渗透系数k较小，103防渗体k。 经过防渗体后，迅速降低浸润线；有良好级配3）反滤料：良好的抗水性、抗冻性和抗风化性；具有要求的级配；具有要求的透水性2、料场规划：1）空间规划：指料场的位置、高程的选择和布置：运距短（但不能因为料场的开采影响坝体的稳定、防渗）；重车下坡，轻车上坡；左右岸、上下游；高料高用，低料低用；料场爆破的震动影响。 料场的位置应有利于布置开采设备、交通及排水通畅。2）时间规划：根据施工强度和坝体填筑部位变化选择料场使用时机和填料数量。上坝强度高用近料场，上坝强度低用远料场；上游易淹的料场先用，下游不易淹的料场后用；含水量高的料场旱季用，含水量小的料场雨季用。3）质的规划：土石料质量应满足上坝料设计要求。质量好的土石料用于主要部位，质量差的土石料用于次要部位；充分考虑人工筛分的可能性，即把超径的骨料留下来做坝壳的填充料。4）量的规划：数量满足填筑要求。储量在任何时候都应满足上坝强度要求。充分利用开挖料。实际可开采量与坝体填筑量的比为：土料：22.5；砂砾料：1.52；水下砂砾料：23； 石料：1.52；反滤料应根据筛后有效方量确定，一般不宜小于3。在考虑料场实际可开采量时，应考虑料场勘测的精度、天然料容重和坝体压实料容重的差异，以及开挖运输、坝面清理、返工削坡的损失。3、碾压混凝土施工：准备作业、基本作业、辅助作业、附加作业（1）准备作业：平整场地、通车、通水、通电，架设通信线路，修建生产、生活、行政办公用房以及排水清基等工作（2）基本作业：料场土石料开采，挖、装、运、卸以及坝面铺平、压实、质检等4、土石坝坝面作业施工工序包括卸料、铺料、洒水、压实、质量检查等。宜采用分段流水作业5、卸料、铺料方法：进占法、后退法、综合法6、碾压机械开行方法：进退错距法、圈转套压法十、土石料的开挖和运输（1）土石料的开挖：1）土料开采；2）砂砾料开采；3）石料开采：爆破十一、土方挖、运、填施工的主要代表机械1、运输机械：循环式运输机械自卸汽车；连续式运输机械皮带运输机装载机（装运结合）2、挖掘机械（分类表）：单斗式挖掘机；多斗式挖掘机3、挖运组合机械：（1）推土机（固定式、万能式）：以拖拉机为原动机械，另加切土片的推土器，既可薄层切土又能短距离推运。若长距离推土，土料从推土器两侧散失较多，有效推土量大为减少。推土机的经济运距为60100m。为了减少推土过程中土料的散失，可在推土器两侧加挡板，或先推成槽，然后再槽中推土，或多台并列推土（2）铲运机（牵引式、自行式）：铲运机的经济运距与铲斗容量有关，一般在几百米至几千米以内。大容量的铲运机械要求牵引力大，运行的灵活性降低4、压实机械：（1）碾压：1）羊角碾：适用于粘土和粘性土的压实。开行方式：进退错距法2）振动碾：对有防震要求的土工建筑物（非粘性土）必须使用振动碾。凸块振动碾：用于粘粒含量、含水量不高的粘性土料的压实，常用来碾压防渗体。振动平碾：压实非粘性土，可用于压实反滤层及堆石、砂卵石、砂砾石、砾质土坝壳。3）气胎碾：适用于粘性土、非粘性土（砂、砂砾料、砾质土）、含水量范围偏于上限的土料。（2）夯击：主要用于施工面狭窄的地方；适用于粘性土和非粘性土的压实：振动夯板适用于非粘性土、砾石、碎石；冲击夯板适用于粘土、砾质土、灰土。1）蛙式夯；2）重锤夯（3）振动：十二、填筑标准、压实参数、最优压实参数的确定1、填筑标准：1）粘性土料的压实控制指标采用：设计干表观密度、施工含水量或压实度；施工时主要控制填筑含水率，选在最优含水量p附近。2）粘性土料试验压实含水量可取以下三种进行试验。p为土料的塑限。3）非粘性土料（反滤料、过渡料、砂砾料）的控制指标采用干密度或相对密度 Dr ；要求砂砾石Dr不低于0.75，砂的Dr不低于0.70。若为地震区，要求浸润线以上不小于0.7，浸润线以下选用0.750.85。在现场用相对密度来控制施工质量不大方便，通常将其