第八章渠道及渠系建筑工程

1、第1页，共39页。l教学重点：l渠道开挖与衬护 l教学难点：l渠道开挖与衬护 第2页，共39页。l渠道工程施工内容：渠道开挖、填筑和衬护。 l特点：工程量大，施工线路长，场地分散；但工种单纯，技术要求较低，工作面宽，可以同时组织较多的劳力施工。第3页，共39页。渠道开挖的施工方法有人工开挖、机械开挖和爆破开挖等。 （一）人工开挖渠道1、施工排水排水应本着上游照顾下游，下游服从上游的原则，即向下游放水的时间和流量，应照顾下游的排水条件，同时下游应服从上游的需要，一般下游应先开工，并不得阻碍上游水量的排泄，以保证水流畅通。如遇有需排除降水和地下水时，还必须开挖排水沟。 第4页，共39页。2、开挖方

2、法。（1）龙沟一次到底法 适用于土质较好（如粘性土、地下水来量小、总挖深23m的渠道，一次将龙沟开挖到设计高程以下0.30.5m，然后由龙沟向左右扩大，如图8-1所示；图8-1 龙沟一次到底法 第5页，共39页。（2）分层开挖法。如开挖深度较深，龙沟一次开挖到底有困难时，可以根据地形施工条件分层开挖龙沟，分层挖土，如图8-2所示；图8-2 分层开挖龙沟布置3、边坡开挖与削坡第6页，共39页。（二）机械开挖渠道1、推土机开挖渠道采用推土机开挖渠道，其深度一般不宜超过1.52.0m，填筑渠道高度不宜超过23m，其边坡不宜陡于1：2（图8-3）。在渠道施工中，推土机还可以平整渠底，清除植土层，修整边

3、坡，压实渠道等。图8-3 推土机开挖渠道第7页，共39页。2、铲运机开挖渠道半挖半填渠道或全挖方渠道就近弃土时，采用铲运机开挖最为有利。需要在纵向调配土方的渠道，如运距不远，也可用铲运机开挖。铲运机开挖渠道的开行方式有：（1）环形开行 当渠道开挖宽度大于铲土长度，而填土或弃土宽度又大于卸土长度，可采用横向环形开行如图8-4（a）所示。反之，则采用纵向环形开行如图8-4（b）所示。铲土和填土位置可逐渐错动，以完成所需要的断面。（2）“8”字形开行 当工作前线较长，填挖高差较大时，则应采用“8”字形开行如图8-4（c）所示。其进口坡道与挖方轴线间的夹角以400600为宜，过大则重车转弯不便，过小则

4、加大运距。3、反向挖掘机开挖渠道对于渠道开挖较深时，采用反向挖掘机开挖是较为理想的选择，该方案有方便快捷生产率高的特点，在生产实践应用相当广泛，其布置方式有沟端开挖和沟侧开挖。 第8页，共39页。 图8-4 产运机的开行路线（a）环形横向开行；（b）环形纵向开行；（c）“8”字形开行1铲土；2填土；0-0填方轴线；0-0挖方轴线第9页，共39页。（三）瀑破开挖渠道对于岩基渠道和盘山渠道宜采用爆破法开挖。开挖程序是先挖平台再拉槽，开挖平台时一般采用抛掷爆破，尽量将待开挖土体抛向预定地方，形成理想的平台。抽槽爆破时，拟采用预裂爆破，或预留保护层，再采取浅孔小炮 第10页，共39页。 筑堤用的土料，

5、以粘土略含砂质为宜。如果用几种土料，应将透水性小的填在迎水坡，透水性大的填在背水坡。土料中不得掺有杂质，并应保持一定的含水量，以利压实。 填方渠道的取土坑与堤脚保持一定距离，挖土深度不宜超过2m，且中间应留有土埂。取土宜先远后近，并留有斜坡道以便运土。半填半挖渠道应尽量利用挖方筑堤，只有在土料不足或土质不适用时，才在取土坑取土。 铺土前应先行清基，并将基面略加平整，然后进行刨毛，铺土厚度一般为2030cm，并应铺平铺匀。每层铺土宽度应略大于设计宽度，以免削坡后断面不足。堤顶应作成坡度为2%5%的坡面，以利排水。填筑高度应考虑沉陷，一般可预加5%的陷量。第11页，共39页。 （一）砌石衬护 在砂

6、砾石地区坡度大，渗漏强的渠道，采用浆砌卵石衬护，有利于就地取材，发挥当地河工的技术特长，是一种经济的抗冲防渗措施，同时还具有较高的抗磨能力和抗冻性，一般可减少渗漏量80%90%。施工时应先按设计要求铺设垫层，然后再砌卵石；砌卵石的基本要求是使卵石的长边垂直于边坡或渠底，并砌紧、砌平、错缝、座落在垫层上。（二）混凝土衬护 混凝土衬护由于防渗效果好，一般能减少90%以上渗漏量，耐久性强，糙率小，强度高，便于管理，适应性强，因而成为一种广泛采用的衬护方法。 第12页，共39页。（三）钢丝网水泥衬护 该方法是一种无模化施工，其结构为柔性适应变形能力强，在渠道衬护中有较好的应用前景。 其作法是在平整的基

7、底（渠底或渠坡）上铺小间距的钢丝。然后再抹水泥砂浆或喷浆。操作简单、易行。（四）沥青材料衬护 由于沥青材料具有良好的不透水性，一般可减少渗漏量的90%以上，并具有抗碱类腐蚀能力，其抗冲能力则随覆盖层材料而定。沥青材料渠道衬护有沥青薄膜与沥青混凝土两类。 沥青薄膜类防渗按施工方法可分为现场浇筑和装配式两种。现场浇筑又可分为喷洒沥青的沥青砂浆两种。第13页，共39页。（五）塑料薄膜衬护 采用塑料薄膜进行渠道防渗，具有效果好、适应性强、重量轻、运输方便、施工速度快和造价较低等优点。用于渠道防渗的塑料薄膜厚度以0.120.20mm为宜。塑料薄膜的铺设方式有表面式和埋藏式两种。表面式是将塑料薄膜铺于渠床

8、表面。薄膜容易老化和遭受破坏。埋藏式是在铺好的塑料薄膜上铺筑土料或砌石作为保护层。由于塑料表面光滑，为保证渠道断面的稳定，避免发生渠坡保护层滑塌，渠床边坡宜采用锯齿形。保护层厚度一般不小于30cm。第14页，共39页。l重点：浇筑顺序与筑块划分重点：浇筑顺序与筑块划分 第15页，共39页。(一) 施工内容其施工内容一般可分为以下几个部分：1、导流工程与基坑排水；2、基坑开挖与基础处理；3、闸室段的底板、闸墩、边墩、胸墙及交通桥，工作桥施工；4、上、下游连接段的铺盖，护坦、海漫、防冲槽的施工；5、两岸的上、下游翼墙、刺墙、上、下游护坡的施工；6、闸门及启闭设备的安装。第16页，共39页。（二）浇

9、筑顺序1、先深后浅 ；2、先重后轻 ；3.、先高后低； 4.、次要服从主要 。（三）分缝分块1、筑块面积 以混凝土不产生冷缝为控制条件，则 （8-1）)(12tthQkA第17页，共39页。2、筑块体积 以混凝土拌和站的实际生产能力为控制条件： （8-2）以上式中：Q混凝土拌和站实用生产率，m3/h；k混凝土运输延误系数，取0.800.85s;t2混凝土初凝时间；t1混凝土运输及浇筑占用时间，h；h混凝土铺料厚度，m；m非三班制作业时，连续生产的时间，h。若模板架立高度受施工技术等条件限制时，则也应作为一个条件考虑。mQV 第18页，共39页。（一）闸底板施工在闸室地基处理后，软基多先铺筑素混

10、凝土垫层810cm，以保护地基，找平基面。浇筑前先进行扎筋、立模、搭设仓面脚手和清仓工作。浇筑底板时运送混凝土入仓的方法很多。可以用载重汽车装载立罐通过履带式起重机吊运入仓，也可以用自卸汽车通过卧罐、履带式起重机入仓。采用上述两种方法时，都不需要在仓面搭设脚手架。钢筋混凝土底板，往往有上下两层钢筋。在进料口处，上层钢筋易被砸变形。故开始浇筑混凝土时，该处上层钢筋可暂不绑扎，待混凝土浇筑面将要到达上层钢筋位置时，再进行绑扎，以免因校正钢筋变形延误浇筑时间。第19页，共39页。（二）闸墩施工由于闸墩高度大、厚度小、门槽处钢筋较密，闸墩相对位置要求严格，所以闸墩的立模与混凝土浇筑是施工中的关键。 1

11、、闸墩模板安装 为使闸墩混凝土一次浇筑达到设计高度，闸墩模板不仅要有足够的强度，而且要有足够的刚度。所以闸墩模板安装以往采用“铁板螺栓、对拉撑木”的立模支撑方法。此法虽需耗用大量木材（对于木模板而言）和钢材，工序繁多，但对中小型水闸施工仍较为方便。由于随着滑模施工方法在水利工程上的应用，目前有条件的施工单位，闸墩混凝土浇筑逐渐采用滑模施工。 （1）“铁板螺栓、对拉撑木”模板安装第20页，共39页。8-13 铁板螺栓对拉撑木支撑的闸墩模板 1铁板螺栓；2双夹围令；3纵向围令；4毛竹管；5马钉； 6对拉撑木；7模板；8木楔块；9螺栓孔第21页，共39页。（2）翻模施工 由于钢模板在水利水电工程上的

12、广泛应用，施工员依据滑模的施工特点，发展形成了使用于闸墩施工的翻模施工法。立模时一次至少立三层，当第二层模板内混凝土浇至腰箍下缘时，第一层模板内腰箍以下部分的混凝土须达到脱模强度（以98kPa为宜），这样便可拆掉第一层，架立第四层模板，并绑扎钢筋。依次类推，保持混凝土浇筑的连续性，以避免产冷缝。如江苏省高邮般闸，仅用了两套共630m2组合钢模，就代替了原计划四套共2460m2的木模，节约木材200m3，具体组装如图8-14所示。第22页，共39页。图8-14钢模组装图 1腰箍模板；2定型钢模；3双夹围囹（钢管） 4对销螺栓；5水泥撑木 第23页，共39页。2、混凝土浇筑 闸墩模板立好后，随即进

13、行清仓工作。用压力水冲洗模板内侧和闸墩底面，法水由底层模板上的预留孔排出。清仓完毕堵塞小孔后，即可进行混凝土浇筑。 闸墩混凝土的浇筑，主要是解决好两个问题，一是每块底板上闸墩混凝土的均衡上）升；二是流态混凝土的入仓及仓内混凝土的铺筑。 为了保证混凝土的均衡上升，运送混凝土入仓时应很好地组织，使在同一时间运到同一底板各闸墩的混凝土量大至相同。第24页，共39页。（一）止水施工 为适应地基的不均匀沉降和伸缩变形，在水闸设计中均设置有结构缝（包括沉陷缝与温度缝）。凡位于防渗范围内的缝，都有止水设施；且所有缝内均应有填料，填料通常为沥青油毡或沥青杉木板、沥青芦苇等。止水设施分为垂直止水和水平止水两种。

14、 1、水平止水 水平止水施工简单，有两种方法：一是先将止水带的一端埋入先浇块的混凝土中，拆模后安装填料，再浇另一侧混凝土，另一种方法 是先将填料及止水带的一端安装在先浇块模板内侧，混凝土浇好拆模后，止水带嵌入混凝土中，填料被贴在混凝土表面，随后再浇后浇块混凝土。 2、垂直止水 垂直止水多用金属止水片，重要部分用紫铜片，一般可用铝片，镀锌或镀铜铁皮。沥青井内沥青的加热方式，有蒸汽管加热和电加热两种，多采用电加热。 第25页，共39页。（二）门槽二期混凝土施工 1、平板闸门门槽施工 采用平板闸门的水闸，闸墩部位都设有门槽，门槽部分的混凝土中埋有导轨等铁件，如滑动导轨，主轮、侧轮及反轮导轨，止水座等

15、。这些铁件的埋设有以下两种方法。 （1）直接预埋，一次浇筑混凝土 （2）留槽二次浇筑混凝土 2、弧形闸门的导轨安装及二期混凝土浇筑弧形闸门虽不设门槽，但闸门两侧亦设置转轮或滑块，因此也有导轨安装及二期混凝土施工。在闸墩立模时，首先根据导轨的设计位置预留弧形凹槽，槽内埋设两排钢筋，用于拆模后固定导轨。 第26页，共39页。本节重点：介绍装配式渡槽和砌石拱渡槽施工中的相关问题。第27页，共39页。 施工过程：预制和吊装。（一）构件的预制 1、槽架的预制 制作方式：地面立模和砖土胎模。第28页，共39页。2、槽身的预制 U型薄壳梁式槽身的预制浇筑方式：正置和反置。 正置浇筑是槽口向上，优点是内模板拆

16、除方便，吊装时不需翻身，但底部混凝土不易捣实，适用于大型渡槽或槽身不便翻身的工地。 反置浇筑是槽口向下，优点是捣实较易，质量容易保证，且拆模快、用料少等，缺点是增加了翻身的工序。 矩形槽身的预制，可以整体预制也可以分块预制。中小型工程，槽身预制可采用砖土材料制模，如图8-21所示。第29页，共39页。 图8-21 砖土材料制模 （a）反置土内模；（b）反置砖内模；（c）正置砖外模（d）正置土外模 11：4水泥砂浆层厚35mm;2砖砌体；3槽身；4填土3、预应力构件的制造在制造装配式梁、板及柱时采取预应力钢筋混凝土结构，不仅能提高混凝土的抗裂性与耐久性，减轻构件自重，并可节约钢筋20%40%。

17、第30页，共39页。（二）梁式渡槽的吊装 装配式渡槽的吊装工作是渡槽施工中的主要环节。 影响因素：渡槽的形式、尺寸、构件重量、吊装设备能力、地形和自然条件、施工队伍的素质以及进度要求等。 1、槽架的吊装 槽架下部结构：支柱、横梁和整体排架等。 支柱和排架的吊装的方式：垂直起吊插装和就地转起立装。 第31页，共39页。2、槽身的吊装 装配式渡槽槽身的吊装方式：（1）起重设备架立于地面上吊装；（2）起重设备架立于槽墩或槽身上吊装。两类吊装方法的比较如下表：项目起重设备架立于地面上起重设备架立在槽墩上或槽身上优点1）起重设备在地面上进行组装、拆除、工作比较便利；2）设备立足于地面，比较稳定安全1）

18、起重设备架立在槽墩上或已安装好的槽身上进行吊装，不受地形的限制；2） 起重设备的高度不大，降低了制造设备的费用第32页，共39页。缺点1） 起吊高度大，因而增加了起重设备的高度；2） 易受地形的限制，特别是在跨越河床水面时，架立和移动设备更为困难1） 起重设备的组装、拆除均为高空作业，较地面进行困难；2） 有些吊装方法还使已架立的槽架产生很大的偏心荷载，必须加强槽架结构和基础适用范围适用于起吊高不大于和地形比较平坦的渡槽吊装工作这类吊装方法的适用性很强，在吊装渡槽工作采用广泛采 用的 吊装 起重 机或 起重 机构可利用扒杆成对组成扒杆抬吊，龙门扒杆吊装，摇臂扒杆或缆索起重机进行吊装。此外，履带

19、式起得重机，汽车式起重机等均可应用在槽墩上架立T形钢塔，门形钢塔进行吊装；在槽墩上利用推拖式吊装进行整体槽身架设；在槽身上设置摇头扒杆和双人扒杆吊装槽身等已被广泛采用第33页，共39页。起重设备架立在地面上吊装槽身的方法如图8-23所示。 8-23 地面吊装槽身示意图 （a）独脚扒杆抬吊； （b）龙门架抬吊1扒杆；2缆风；3主滑车组；4副滑车组；5排架；6枕头木；7预槽身位置；8龙门架；9行车；10行车控制索；11横梁；12行车止动块；13蝴蝶铰 、糟身吊装过程第34页，共39页。起重设备架立在槽身或槽墩上吊装槽身方法如图8-24所示。 8-24 在槽身槽墩吊装示意图（a）双人字扒杆吊槽身法；

20、（b）T形钢梁抬吊槽身法；（c）门形钢架抬吊槽身法；（d）推拖式钢架吊装槽身法 1钢管人字架；2钢拉杆；3起重卷扬机；4人字形起重臂；5T形纲架；6门形钢架；7推拖索； 8钢架；9扒杆；10现浇短槽身；11推拖定滑车；12承重工字架；13滚轮托架；14牵引绳；15平移装置底盘；16平移小车；17卷扬机 第35页，共39页。 砌石拱渡槽的组成部分：基础、槽墩、拱圈和槽身。基础、槽墩和槽身的施工与一般圬工结构相似。下面着重介绍拱圈的施工，其施工程序包括砌筑拱座、安装拱架、砌筑拱圈及拱上建筑、拆卸拱架等。 第36页，共39页。（一）拱架 砌拱时用以支承拱圈砌体的临时结构称为拱架。 拱架按所用材料分为：木拱架、钢拱架、钢管支撑拱架及土（砂）牛拱胎等。 在小跨度拱的施工中，较多的采用工具式的钢管支撑拱架，它具有周转率高、损耗小、装拆简捷的特点，可节省大量人力物力。 土（砂）牛拱胎是要在槽墩之间填土（砂）、层层夯实，