混凝土壩工程,混凝土壩工程,砼壩施工概述,砂石料系統,模板及鋼筋系統,砼的生產,砼的運輸,砼的澆筑與養護,大體積砼的溫度控制,砼的冬夏季作業,特殊砼施工,混凝土壩施工概述,第一節 混凝土壩施工概述,混凝土壩在高壩中占的比重較大,特別是重力壩、拱壩應用最普遍。其特點是混凝土工程量大,消耗水泥、木材、鋼材多, 施工各個環節質量要求高,投資消耗大。因此,認真研究、組織混凝土壩工程施工,對加快施工進度,節約 “三材”,提高質量, 降低工程成本具有重要意義。,混凝土壩的施工方法有現場澆筑和預制裝配兩大類。現場澆筑又分為的分層分塊澆筑和薄層碾壓澆筑。,在混凝土壩施工中,砂石骨料的采集、加工（砂石料系統）,水泥和各種摻和料、外加劑的供應是基礎,混凝土生產、運輸（混凝土生產運輸系統）和澆筑是施工的主體, 模板、鋼筋（模板和鋼筋系統）作業是輔助。,一、砼壩壩體工程的內容,3、砼運輸系統：水平運輸出機口壩前 垂直運輸壩前倉口,5、輔助系統：模板制作，鋼筋加工，,1、骨料系統：以篩分樓為中心，包括料場規劃、砂石料的開采、運輸、加工、儲備等；,2、砼生產系統：以拌和樓為中心，包括各種材料的進入及熟料的輸出，制冷系統與溫控設施,4、砼澆筑系統：包括鋼筋及予埋件，模板架立，砼振搗與養護等,二、砼壩的施工特點（與土石壩相比）,1、環節多，工種復雜，工藝要求高,各有各的專用機械，三材耗用量大，管理困難，投資大,2、施工相對復雜,有重力壩，大頭壩，拱壩，寬縫壩等，又有溢流與非溢流等，不同部位的砼也不同。,3、產生溫度裂縫,由于水化熱，溫控質量決定施工質量，溫控措施復雜,4、對基礎要求較高,要求開挖到新鮮基巖。大壩失事的59%屬基礎問題。,三、砼壩的施工準備,1、四通一平和臨時設施,風、水、電、通訊、交通等系統,生活、辦公、加工用房,2、水泥的運輸與儲備,倉儲容量：水泥的有效使用期一般為6個月，且不能受潮 （生產廠家與施工季節的矛盾）,水泥運輸：散裝水泥運輸、袋裝水泥運輸、水泥的 管道輸送,3、木材的運輸與模板的加工,木材一般在上游，由水路運輸；模板的制作在加工廠進行,4、鋼筋的運輸與加工,鋼材的運輸由水路、公路、鐵路均可,鋼材應有出廠證明和試驗報告，加工前應進行拉伸和冷彎等試驗。,鋼筋的加工和安裝,調直除銹劃線下料彎曲成型焊接綁扎 冷拉、冷拔,鋼筋的安裝分為整裝和散裝：,第一節 砂石料系統,第一節 砂石料系統,砂石骨料是混凝土最基本的組成成份。骨料質量的好壞直接影響混凝土強度、水泥用量和溫控要求,從而影響大壩的質量和造價。為此,在混凝土壩的設計施工中應統籌規劃,認真研究砂石骨料的儲量、物理力學指標、雜質含量以及開采、運輸、堆存和加工等各個環節。,一、骨料及料場規劃,1、骨料的概念：,砂石料 ：粗骨料：石 d5 四級配 520、2040、4080、80150由級配和最大粒徑控制,細骨料：砂 0.15 d 5 由細度模數FM控制 FM= 0.71.5、1.62.2、2.33.0、3.13.7 特細 細砂 中砂 粗砂,骨料占砼重量的80%，占砼體積的130150%,骨料分人工骨料和天然骨料,骨料的質量指標有：強度，抗凍性，化學穩定性,2、料場規劃,骨料料場規劃是骨料生產系統設計的基礎。隨設計階段的深入,料場勘探精度的提高,要提出相應的最佳用料方案。最佳用料方案取決于料場的分布、高程,骨料的質量、儲量、天然級配、開采條件、加工要求、棄料多少、運輸方式、運距遠近、生產成本等因素。,骨料的質量是料場選擇的首要前提。骨料的質量要求包括:強度、抗凍、化學成分、顆粒形狀、級配和雜質含量等。水工現澆混凝土粗骨料多用四級配,即5-20 、20-40、40-80、 80-120(或150)mm 。砂子為細骨料,通常分為粗砂和細砂兩級, 其大小級配由細度模數控制,合理取值為2.4-3.2。,骨料分人工骨料和天然骨料兩大類，也可以聯合使用。,骨料規劃基本上與土石料規劃相同，包括：質量、數量、種類、運距等。,增大骨料顆粒尺寸、改善級配,對于減少水泥用量,提高混凝土質量,特別是對大體積混凝土的控溫防裂具有積極意義。,骨料來源有三種:,天然骨料,采集天然砂礫料經篩分分級,將富裕級配的多余部分作為棄料;天然混合料中含砂不足時,可用山砂（風化砂）補足。,人工骨料,用爆破開采塊石,通過人工破碎篩分成碎石,磨細成砂。,組合骨料,以天然骨料為主,人工骨料為輔。人工骨料可以由天然骨料篩出的超徑料加工而得,也可以爆破開采塊石經加工而成。,1、骨料料場規劃的原則,1) 滿足水工混凝土對骨料的各項質量要求,其儲量力求滿足各設計級配的需要,并有必要的富裕量。,2) 選用的料場,應場地開闊,高程適宜,儲量大,質量好,開采季節長。,3) 選擇可采率高,天然級配與設計級配較為接近,用人工骨料調整級配數量少的料場。,4) 料場附近有足夠的回車和堆料場地,且占用農田少。,5) 選擇開采準備工作量小,施工簡便的料場。,如以上要求難以同時滿足,應以滿足主要要求（質量、數量）為基礎,尋求開采、運輸、加工成本費用低的方案,確定采用天然骨料、人工骨料還是組合骨料用料方案。若是組合骨料,則需確定天然和人工骨料的最佳搭配方案。,若采用天然骨料方案，對天然料場中的超徑料,可通過加工補充短缺級配；為減少棄料應考慮各料場級配的搭配,滿足料場的最佳組合。對質好、量大、運距短的天然料場應優先采用。,當天然料運距太遠,成本太高時,應考慮采用人工骨料方案。人工骨料的級配可按需調整,質量穩定,管理相對集中,受自然因素影響小，有利于均衡生產; 人工破碎的碎石,表面粗糙,與水泥砂漿膠結強度高,可以提高混凝土的抗拉強度,對防止混凝土開裂有利。,二、骨料生產系統,1、天然骨料,采料場：采砂船挖掘皮帶機輸送毛料場 正向鏟或索鏟自卸汽車毛料場 毛料場：毛料堆于地籠之上地籠皮帶機篩分樓 篩分系統：沖洗、震動篩分凈料場 凈料場：各級砂、石料分隔堆放長運堆料場 堆料場：靠近拌和系統皮帶機輸送至拌和系統,2、人工骨料,采料場：清除覆蓋層棄土運輸鉆孔爆破裝運 粉碎機：夾碎塊石 篩分系統：篩分分級 凈料場堆料場拌和系統,3、骨料系統的特點與設計內容,特點：戰線長，占地廣，用量大，環節多,要求： A布置緊湊，減少用地； B靠近水源，防止污染； C運轉可靠，減少儲存； D縮短運距； E減少棄料；,設計內容：,A料場的勘探和選擇； B砂礫料和采石場的開采設計； C骨料加工廠的工藝布置； D運輸和堆放設計； E質量控制。,3、骨料的加工過程,天然骨料需要通過篩分分級，人工骨料需要通過破碎、篩分加工,其生產流程如下圖。,骨料生產工藝流程的設計,主要根據骨料來源,級配要求,生產強度,堆料場地等全面分析比較確定。同時尚應根據開采加工條件及機械設備供應情況,確定各生產環節所需要的機械設備種類、數量和型號,按流程組成自動化或半自動化的生產流水線。,骨料開采：對于天然砂礫料有陸地和水下兩種開采方式, 陸地開采與土料開采類似。水下開采,水深較大時,可采用采砂 船,在淺水或河漫灘多用索鏟或反向鏟開采。對采砂船在江心采 料,可用砂駁裝料,由機動船拖至岸邊專用碼頭卸料。 對于人工骨料開采宜采用深孔微差擠壓爆破,控制其塊度大 小。破碎加工塊石,滿足設計級配要求。,骨料運輸：多用大噸位自卸汽車。在骨料用量大且修筑道路投資高的情況下,采用皮帶機運料最理想,不僅效率高,運費低,且管理也比較簡便。,骨料加工廠的位置：應盡可能接近料源,且附近有足夠的毛料和凈料堆放場地。破碎和篩分設備的基礎應穩固,高程設置應根據地形和運輸要求通盤考慮確定,盡量減少垂直提升運料,免受洪水威脅。,4、骨料生產能力的確定,骨料生產能力由其需求量來確定,實際需求量與各階段混凝土澆筑強度、上一階段結束時的儲存量有關。確定骨料的生產能力，可根據混凝土澆筑進度對骨料的用料要求,用供需累計過程線確定各階段要求的骨料生產能力。先根據混凝土澆筑進度,繪制骨料需用量累計過程線1, 再繪制骨料計劃生產累計過程線2,并使累計過程線1、2之間的最大距離,即最大儲存量不大于成品料堆的最大容量;但最小儲存量又不小于保證連續生產的最小安全儲量。通常,此儲量應滿足10-15 天的用料要求。另外,尚應使產量累計過程線的起點提前10-15天,而終點也應相應提前。,骨料產量累計過程線的斜率就是加工廠的生產強度,斜率最大的時段就是骨料的高峰生產時段。據此可確定骨料加工的生產能力 P(m3/h)：,V骨料生產高峰期的總產量,m3; T骨料生產高峰時段的月數; K1高峰時段骨料生產的不均勻系數,可取1.0-1.4; K2時間利用系數,可取0.8-0.9； m 每日有效工作時數,可取20h; N每月有效工作日數,可取25-28d 。,三、骨料加工及加工設備,將采集的毛料加工,一般需通過破碎、篩選和沖洗,制成符合級配,除去雜質的碎石和人工砂。,1、骨料的破碎,使用破碎機械碎石,常用的設備有顎板式、反擊式和錐式三種碎石機。,(1) 顎板式碎石機由機架、傳動裝置和破碎槽等組成。破碎槽進口l是由固定顎板3和活動顎板4形成的。顎板是由齒狀鋼合金板鑲嵌而成。在偏心輪 2和撐桿6的作用下,活動顎板左右擺動,破碎槽一開一合,合時進入裝料口的料石受擠壓而破碎；開時,使破碎了的碎石經出料口8下落。,（2）反擊式碎石機由轉子1和固定在上機體2上的反擊板3和下機體4組成。它是利用馬達帶動高速回轉的轉子沖擊料物, 使物料沿切線以較高的速度拋向反擊板進行撞擊,而后又反彈回到轉子旋轉的空間內反復碰撞,從而使石料碎裂。被破碎的小粒徑物料由轉子和反擊板間的間隙中排出。這種破碎機適用于中細碎。,(3) 錐式碎石機 碎石機由活動的內錐體與固定的錐形機殼構成破碎室,內錐體裝在偏心軸上, 此軸頂端為可動的球形餃 , 通過傘齒傳動,使偏心軸帶動內錐體作偏心轉動,從而使內錐體與外機殼間的距離忽大忽小,大時石料經出料口下落,小時將骨料擠壓破碎。這種破碎機破碎的石料扁平狀較少,單位產品能耗低,生產率高。,2、骨料的篩分,為了分級,需將采集的天然毛料或破碎后的混合料篩分,分級的方法有水力篩分和機械篩分兩種。水力篩分是利用骨料顆粒大小不同 , 水力粗度各異的特點進行分級,適用于細骨料。機械篩分是利用機械力作用經不同孔眼尺寸的篩網對骨料進行分級,適用于粗骨料。,大規模篩分多用機械振動篩,有偏心振動和慣性振動篩兩種。,（1）偏心振動篩：固定篩網的篩架裝在偏心主軸上,馬達驅動偏心軸回轉帶動篩架作環行運動而產生振動。由于偏心距不變, 篩網的振幅也固定不變,不受篩網面上料石多少的影響。這種篩適宜于篩分大、中骨料,常用來完成第一道篩分任務。,（2）慣性振動篩：機械振動篩是利用馬達,帶動旋轉主軸上飛輪的偏心重,產生離心力而引起篩網振動。由于篩網上的物料對飛輪偏心重離心力有平衡抵消作用,故其振幅大小隨消振彈簧的變形而異。篩網進料過多會使篩網的振幅銳減,容易引起篩孔堵塞,使骨料得不到充分篩分。故這種篩應進料適度、均勻。適用于中、細顆粒骨料的篩分。,1、篩架 2、篩網 3、偏心部位 4、平衡重 5、消振彈簧,1、篩網 2、振動器 3、配重盤 4、消振彈簧 5、電動機,篩分中的主要質量問題是超徑和遜徑。當骨料受篩時間太短, 篩網網孔偏小,使應過篩的下一級骨料由篩面分入大一級顆粒中稱為遜徑；反之,若篩網孔眼變形偏大,大一級骨料漏入小一級骨料中稱為超徑。篩分作業中,常以超、遜徑的重量百分率篩分精度作為質量控制標準。超徑多因篩網磨損、變形、破裂所致;而遜徑則多因篩網面上喂料過多,網孔堵塞或網孔偏小, 篩網面傾角過大所致。規范要求超徑不大于5%,遜徑不大于10% 方滿足質量控制標準。,整個篩分過程也是骨料清洗去污的過程。清洗是在篩網面上方正對骨料下滑方向安裝具有孔眼的管道噴水沖洗。,3、砂的水力分級,砂（天然砂、人工砂）通常多用水力分級,這時分級和沖洗同時進行。也有用沉砂箱承納篩分后流出的污水砂漿,經初洗和排污后再送入洗砂機清洗。洗砂機多用螺旋式, 機身是一傾斜的洗砂槽,由驅動機構帶動一個或兩個具有固定螺旋葉片的螺旋軸旋轉。運行中,螺旋葉片推動砂料在相對流動的水中淘洗 , 清水由注入口流入,未清洗的砂由加料口加入,由下而上清洗后的砂由出料口卸入運料皮帶機上,洗砂后的渾水由下方溢出口排出。,1洗砂槽；2螺旋軸；3驅動機構；4葉片 5皮帶機；6加料口；7清水注入口；8渾水溢出口,螺旋試洗砂機示意圖,4.、骨料加工廠,大規模的骨料加工,常將加工機械設備按工藝流程布 置成骨料加工工廠。其布置原則是: 應充分利用地形,減少基建工程量; 有利于及時供料,減少棄料; 成品獲得率高,通常要求達到85%-90%。當成品獲得 率低時,應考慮利用棄料二次破碎,構成閉路生產循環。 在粗碎時多為開路,在中、細碎時采用閉路循環。 骨料加工廠振動音響特別大,減小噪音是改善勞動 條件的關鍵。,以篩分作業為主的加工廠稱為篩分樓, 其布置常用皮帶機送料上樓,經兩道振動篩篩分出五種級配骨料,砂料則經沉砂箱和洗砂機清洗為成品砂料,各級骨料由皮帶機送至成品料堆存。骨料加工廠宜盡可能靠近混凝土系統,以便共用成品堆料場。,篩分樓分層布置,進出料平面布置,1進料皮帶機；2出料皮帶機；3沉砂箱；4洗砂機 5篩分樓；6溜槽；7隔墻；8成品料堆；9成品運出,四、骨料的堆存,設置骨料堆場（儲料場）是骨料生產中必不可少的一環,可利用堆場儲備一定數量的骨料,以解決骨料生產與骨料供求之間的不協調和不均衡。骨料儲存分毛料儲存與凈料（成品）堆存兩種。毛料堆存用于調節砂礫料或塊石開采、運輸與加工之間的不均衡性；凈料堆存用于調節成品生產、運輸與混凝土拌和澆筑之間的不均衡性。骨料儲量多少,主要取決于生產強度和管理水平。,1、堆放數量,貯備總量通常可按高峰時段月平均值的50%-80%考慮.汛期、冰凍期停采時,須按停采期骨料需用量外加20%的裕度考慮。,骨料貯備以毛料場為主：占貯備總量的7590% 以凈料場為輔：占貯備總量的2510%,2、堆放高度,堆高h6m：以保持溫度和水份 擊碎高度：限制自由跌落高度（3m） 地弄與廊道出料皮帶機,防止跌碎和分離是骨料堆存質量控制的首要任務。為此應控制卸料的跌落高度,避免轉運過多,堆料過高。堆料時應分層堆料, 逐層上升,或采用動臂堆料機,使卸料跌差保持在3m以內。跌差過大,應輔以梯式或螺旋式緩降器卸料。在進入拌和機前,砂料的含水量應控制在5%內,但又保持一定濕度。含水量過高對混凝土質量有一定影響。,3、骨料堆存的質量要求,堆存中骨料的混級是引起骨料超遜徑的重要原因,應予防止。堆料場內還應設排污和排水系統,以保持骨料的潔凈。砂料堆場的排水尤應良好,應有三天以上的堆存時間, 以利脫水。,4、骨料堆場型式,骨料堆場的布置主要取決于地形條件、堆料設備及運輸進出料方式,其典型布置如下 :,(1)臺階式：堆料和進料地面有一定高差,由汽車或機車卸料至臺階下,由地弄廊道頂部的弧門控制給料,再由廊道內的皮帶機送料。廊道頂部的料倉常用推土機集料或散料以擴大堆存容積。,1料堆； 2廊道；3出料皮帶機,(2) 棧橋式：在平地上堆料可架設棧橋,在棧橋頂面上安裝進料皮帶機,經卸料小車向兩側卸料,料堆呈棱柱體,由廊道內的皮帶機出料。這種堆料方式,堆料跌落高度大,在自然休止角外的骨料自卸容積小,必須借助推土機擴大堆料和卸料容積。,5死容積；6墊底損失容積；7推土機,雙懸臂式堆料機堆料 1進料皮帶機；2可兩側移動的梭式皮帶機； 3路堤；4出料皮帶機廊道,(3)堆料機堆料（土堤式）：堆料機是機身可以沿軌道移動,有懸臂皮帶機送料擴大堆料范圍的裝置。該裝置又分雙懸臂和動臂式。后者的卸料皮帶機可隨動臂旋轉仰俯,隨堆料的高度和位置而變化, 使卸料高度始終保持在允許跌落高度范圍內,避免跌碎骨料產生遜徑。為了增大堆料容積,可在堆料機軌道下修筑路堤。,動臂式堆料機堆料 3路堤；4出料皮帶機廊道；5動臂式皮帶機,第2節 模板和鋼筋系統,第二節 模板和鋼筋系統,模板和鋼筋作業是鋼筋混凝土工程的重要輔助作業。合理組織模板和鋼筋作業,對保證混凝土工程質量,加快施工進度具有重大意義。,一、模板作業,1、模板的作用,2、模板的基本類型,模板的費用占總造價的1530%,甚至50%,具體與壩型有關，占總人工的2050%。,成型 支承 保護(冰凍日曬),按材料分：根據制作料材,模板可分為木模板、膠合板模、鋼模板、混凝土和鋼筋混凝土預制模板等。,按受力分: 承重模、非承重模（側面、垂直面）,按形狀分:平面模、曲面模、特型模,按移動方式分：固定式、拆移式、移動式和滑動式。固定式模板多用于起伏的基礎部位或特殊的異形結構。 如蝸殼或扭曲面,因大小不等,形狀各異,難以重復使用。拆移式、移動式和滑動式可重復或連續在形狀一致或變化不大的結構上使用,有利于實現標準化和系列化。,3、模板的基本形式,固定式：指在預制構件廠或現場按構件形狀、尺寸制作的位置固定的模板。形狀尺寸固定的構件在預制構件廠生產，形狀不規則的構件在現場預制。,拆移式模板適用于澆注塊表面為平面的情況,可做成定型的標準模板。其標準尺寸,大型的為100(325-525）cm,小型的為(75-100)150cm。前者適用于35m 高的澆筑塊,需小型機具吊裝;后者用于薄層澆筑,可人力搬運。,拆移式模板：指模板在一處拼裝，待砼達到適當強度后拆除，可以移至他處繼續使用的模板。一般由事先做好的鋼、木鋼木組合定型模板和相應支撐及緊固件組成。（基礎側面模板、壩體高空側面模板等）,架立模板的支架,常用圍囹和桁架梁。桁架梁多用方木和鋼筋制作。立模時,將桁架梁下端插入預埋在下層混凝土塊內U形埋件中。當澆筑塊薄時,上端用鋼拉條對拉;當澆筑塊大時,則采用斜拉條固定,以防模板變形。這種模板費工、費料,由于拉條的存在,有礙倉內施工。,（a）圍囹斜拉條架立 （b）桁架梁架立,1鋼木桁架；2木面板；3斜拉條 4預埋錨筋；5U型埋件 6橫向圍囹；7對拉條,對定型的建筑物,根據建筑物外形輪廓特征,做一段定型模板,在支承鋼架上裝上行駛輪,沿建筑物長度方向鋪設軌道分段移動,分段澆筑混凝土。移動時,只需將頂推模板的花蘭螺絲或千斤頂收縮 , 使模板與混凝土面脫開,模板可隨同鋼架移動 到擬澆混凝土部位,再用花蘭螺絲或千斤頂調整模板至設計澆筑尺寸。,移動式模板：適于形狀沿移動方向不變的、水平長度很大的直線形混凝土建筑物（隧洞、涵洞、管道等）的現澆襯砌施工。,優點：模板利用率高，進度快，不需接縫處理使表面光潔，增強了建筑物的整體性。,缺點：投資大，保溫條件差。,滑動式模板：特點是在澆 筑過程中, 利用液壓提升設備，模板緊貼混凝土面滑動 , 以適應混凝 土連續澆筑的要求。由模板系統、操作平臺系統和液壓支撐系統三部分組成。適用于斷面尺寸沿高度方向基本不變的高聳建筑物（如豎井、墩墻等）,混凝土及鋼筋混凝土模板 ：既是模板 , 也是建筑物的護面結構 , 澆筑后作為 建筑物的外殼 , 不予拆除。,直壁模板、倒懸模板：,1、面板 2、肋墻 3、連接預埋環 4、預埋吊環,鋼筋混凝土模板既可作建筑物表面的鑲面板, 也可作廠房、空腹壩空腹和廊道頂拱的承重模板 。,（a ）廊道頂拱 （b）廊道拱墻 （c）空腹壩頂拱,4、模板的設計與模板作業組織,2）模板設計：包括選型、選材、荷載計算、結構計算、繪制模板設計圖等。模板設計應滿足建筑物的體形、構造、混凝土澆筑分層分塊等要求。,1）對模板的要求,表面平整、拼縫密合、不漏漿，保證砼表面質量； 變形小（具有足夠強度、剛度和穩定性，能承受設計要求的各項施工荷載） 拆移方便、周轉次數多（盡量標準化、系列化）,3）模板的設計荷載,模板及其支承結構應具有足夠的強度、剛度和穩定性 , 必須能 承受施工中可能出現的各種荷載的最不利組合 , 其結構變形應在允許范圍以內。,基本荷載：,特殊荷載：,二、鋼筋的加工和安裝,按外形分：光面鋼筋、變形鋼筋,驗單試驗（抗拉、冷拉）加工（調直、除銹、劃線、下料、焊接、彎曲等）,鋼筋加工工藝流程圖,1、鋼筋的加工,包括：冷加工（冷拉和冷撥）、調直、除銹、剪切、彎曲、綁扎、焊接等工序,按直徑大小分：輕筋（12cm) 重筋,1）鋼筋冷加工,指在常溫下通過對鋼筋的加工來達到提高鋼筋強度等性能的方法。主要有冷拉和冷撥兩種。,（1）冷拉,在常溫下以超過屈服強度而小于極限強度的拉應力拉伸鋼筋，使其產生塑性變形并形成高得多的屈服強度。冷拉級用于受拉鋼筋，冷拉用于預應力鋼筋。在承受沖擊荷載和負溫條件的非預應力結構中不得采用冷拉鋼筋。,（2）冷撥,冷撥是將直徑68mm的級鋼筋通過特制的鎢合金撥絲模型孔強力拉撥成直徑較小的鋼絲（冷撥低碳鋼絲）的過程。冷撥時鋼筋同時受縱向拉伸與橫向壓縮的立體應力，抗拉強度提高很多，抗壓強度也有所提高。冷撥鋼絲分甲、乙兩級，甲級主要用作預應力筋，乙級的用作焊接網、焊接骨架、箍筋和構造鋼筋。,2）鋼筋連接,連接方法：焊接、機械連接、綁扎搭接,焊接：閃光對接、電弧焊、電阻點焊、埋弧壓力焊、接觸點渣焊、氣壓焊等,優點：節約鋼材、受力好、工效高、成本低，對于軸心受拉和小偏心受拉構件中的鋼筋必需采用焊接連接。,機械連接,機械連接是通過連接件的機械咬合作用或鋼筋端面的承壓作用，將一根鋼筋中的力傳遞至另一根鋼筋的連接方法。,優點：施工方便、質量可靠、節約鋼材等,連接方法：套筒擠壓連接、錐螺紋套筒連接,綁扎連接,綁扎是用鋼筋鉤把鐵絲或鍍鋅鐵絲綁扎在需要連接的鋼筋上。一般可在現場或預制成骨架（網片）后在現場進行接頭的綁扎。,3）鋼筋調直、除銹、剪切、彎曲等,2、鋼筋的安裝,散裝：將加工成型的單根 鋼筋運到工作面 , 按設計圖紙綁扎或電焊 成型。,優缺點：運輸要求低 , 不受設備條件限制 , 但工效低 , 高空作業安全性差 , 質量不易保證。,整裝：將加工成型的鋼筋 , 在焊接車間用點焊焊接交叉結點 , 用對焊接長, 形成鋼筋 網和鋼筋骨架。整裝件由運輸機械成批運至現場 , 用起重機具吊運入倉就位 , 按圖拼合成 形。,優缺點：有利于提高安裝質量 、節約材料 、提高工效 、加快進度、降低成本。,2、鋼筋的安裝,第三節 混凝土的生產,第三節 混凝土的生產,砼砂石料水泥摻和料外加濟水或冰片,一、砼的制備系統,1、拌和機,1）自由跌落式：葉片固定，拌和筒可旋轉。有鼓筒式和雙錐式 。適于攪拌一般骨料的塑性砼，不適于攪拌輕骨料、干硬性及高強度砼。,1、鼓筒 2、托輥 3、電機 4、齒環 5、進料斗 6、出料槽,雙錐式拌和機,1、鼓筒 2、曲梁 3、機架 4、電動機及減速裝置 5、汽缸 6、支承滾輪 7、夾持滾輪 8、齒環及輪箍,1、攪拌盤 2、拌和鏟 3、刮刀 4、外筒壁 5、內筒壁,2）強制拌和式：葉片轉動，拌制干硬性砼,分立式和臥式。立軸強制式攪拌機通過底盤部旋轉，開放的卸料口卸料，卸料迅速，但關閉時難于密封，水泥漿易損失，不宜攪拌塑性砼。主要用于預制廠、大中型砼拌和站等。優點：攪拌作用強、拌和質量好、宜于拌制較小骨料的干硬性、高強度和輕骨料砼。,立軸強制式攪拌機,2、拌和站及拌和樓,混凝土生產系統應根據澆筑強度確定生產規模, 按用料分散或集中情況設拌和站或 拌和樓。,1）布置原則,布局緊湊，場地夠用 拌和樓站，骨料預冷、堆放、運輸，供水、電、風，供水泥、外加劑，砼運輸等,高程適當，運輸方便 盡量減少垂直運輸，一般與上壩運輸線及壩上工作棧橋的高程相一致,拌和站（樓）按其組成部分在豎向的布置方式不同，分為單階式和雙階式兩類。,1、拌和機 2、運輸平車 3、裝料立罐,拌和站布置圖,2）拌和站（雙階式）,優點：安裝方便，建筑高度小，可分高程布置，設備簡單，投產快。 缺點：效率及自動化程度低、占地面積大 適用：中小型工程、分散工程、零星分散部位,斜坡式拌合站布置示意圖,1、貯料斗 2、電子稱傳感器 3、配料斗 4、帶式運輸機廊道 5、配料皮帶機 6、集料機 7、分料斗,3）拌和樓,原料一次提升到頂，經貯料斗靠自重下落進入稱量和攪拌工序，最后將熟料卸入底部的運輸工具中。 優點：生產率高，占地少，布局緊湊，可裝卸，勞力少 缺點：結構復雜，投資大，安裝費工時 適用：工程量大，工期長的大中型工程,（b）貯料層平面圖 （c）拌和層平面圖,1、進料皮帶機 2、水泥螺旋運輸機 3、受料斗 4、分料器 5、貯料倉 6、配料斗 7、量水器 8、集料斗 9、拌和機 10、出料斗,第4節 混凝土的運輸,第四節 混凝土的運輸,出機口壩前倉面 水平運輸 垂直運輸,一、運輸過程中對砼的要求,1、保質,不初凝 不分離、不離析 無嚴重泌水 無大的溫度變化 不漏漿,快速，少轉運，振動小，隔熱，防雨,2、保量：滿足不同時期砼最大澆筑強度,3、經濟：,初期投資盡可能小；-設備購置安裝費用 運行費用盡可能低,二、水平運輸,1、自卸汽車：,臥罐起重機,棧橋,直接入倉進澆法，退澆法,優點：靈活，路易修且不占地 缺點：振動大，施工干擾大 適用：小工程，局部，基礎澆筑等,1、盛料斗 2、滑架 3、斗門 4、吊梁,根據運輸量、運距及設備條件可選用手推車、砼攪拌運輸車、皮帶機、機動翻斗車、輕軌斗車、標準軌平臺車等。,混凝土臥罐,2、有軌機車,立罐起重機（三罐一空或四罐一空）,優點：振動小，運行費用低，施工干擾小，效率高 缺點：起始投資大 適用：大中型工程的主要部位,3、砼攪拌車：特殊情況下使用,4、皮帶運輸機：,5、其它：小手推車等,三、垂直運輸,門機、塔機、各類起重機、纜機、混凝土泵等。,1、門式起重機,門式起重機機的主要性能： 起重量10t30t60t 起吊高度70 起動幅度6070m （工作半徑）,無棧橋門機：直接放在已澆部位,優點：靈活、安裝方便，無死角 缺點：經常移動，施工干擾大，影響進度,有棧橋門機：“壩外、壩內、單線、多線”,優點：升降靈活、控制范圍大、使用時間長、 倉面工作簡單 缺點：安裝費用和翻高費用高 適用于：河床寬、砼工程量大、工期長,10/20t 門式起重機,1、行駛裝置 2、門架 3、機房 4、活動平衡重 5、起重臂,高架門機：（安裝在鋼架上的門機）,穩定性較差，但起動幅度加大,1、門架 2、高架塔身 3、回轉盤 4、機房 5、平衡重 6、操縱臺 7、起重臂,高架門機,塔式起重機,1、行駛裝置 2、門架 3、塔身 4、起重臂 5、起重小車 6、回轉塔架 7、平衡重,塔式起重機：起重臂置于型鋼格構式塔身上部的起重機,2、纜式起重機,1）結構組成：塔架、纜索（高強度光面鋼絞線）、起重滑車、吊鉤,2）纜機主要性能指標： 起重量10t20t 起吊高度130150m 跨度460870m,3）類型與布置：纜機的具體型式一般根據兩岸地形、壩型及工程布置、澆筑強度、設備布置及獲得條件等進行比較后比較確定。布置設計時應盡量縮小纜機跨度和塔架高度、控制范圍盡量大。布置形式有：固定式、輻射式、平移式。,4）特點： 優點：提前一次性安裝、不受洪水等影響、施工干擾 小、控制范圍大、生產率高 缺點：安裝費用高、運行費用高、地形地質要求高 適用于：河谷狹窄、砼澆筑量大,四、砼運輸方案的選擇,1、運輸方案選擇的原則,運輸效率高, 成本低, 轉運次數少, 不易分離 , 質量容易保證;,起重設備能夠控制整個建筑物的澆筑部位;,主要設備型號單一 , 性能良好 , 配套設備能使主要設備的生產能力充分發揮 ;,在保證工程質量前提下能滿足高峰澆筑強度的要求;,除滿足混凝土澆筑要求外, 同時能最大限度地承擔模板、鋼筋、金屬結構及倉面小型機具的吊運工作;,在工作范圍內能連續工作, 設備利用率高, 不壓澆筑塊, 或不因壓塊而延誤澆筑工期。,2、運輸方案選擇的基本步驟,定方案,計算各方案對進度的滿足情況,方案經濟比較：大壩砼澆筑強度,第一臺機組發電時間、總工期、總投資,各方案的優點缺點,確定方案,3、運輸方案選擇的主要項目,工程量大小,澆筑進度,經濟情況,機械數量及獲得的難易程度,主要優點缺點,4、運輸方案選擇的分期,施工前期：施工交叉性大,施工中期：以砼澆為主，確定運輸方案 7080%,施工后期：安裝及預埋件等交叉作業,不同時期可以用不同運輸方案結合使用。,5、混凝土運輸方案：,（1）門、塔機運輸澆筑方案,單線樓橋,適宜寬度不太大的建筑物, 棧橋布置在建筑物輪廓中部, 控制大部分澆筑部位, 邊角部位由輔助澆筑機 械完成。 （分層？）,1）門、塔機械橋運輸澆筑方案,1、棧橋墩 2、澆筑壩體 3、塔機,單線棧橋布置圖,雙線棧橋：,一主一輔, 主棧橋承擔主要澆筑任務，輔助棧橋主要承擔水平運輸任務, 應與拌和樓的出料高程協調一致。輔助找橋也可布置少量起重機, 配 合主錢橋全面控制較寬的澆筑部位。,多線多高程 棧橋（輪廓尺寸特大、高壩）,2）門、塔機無棧橋方案,1、塔機放在上游圍堰頂上 2、門機放在基坑內地面上 3、塔機 放在船閘底版上 4、門機放在廠房尾水平臺上 5、門機放在待加高的壩塊上,（2） 纜機運輸澆筑方案,1）纜機同其它起重機組合的澆筑系統,當河谷較寬、河岸較平緩, 可讓纜機控制建筑物的主要部位, 用輔助 機械澆筑壩頂和邊角地帶。,2）立體交叉纜機澆筑系統,3）輻射式纜機澆筑系統,東風拱壩輻射式纜機布置,1、巖壁錨固 2、機房 3、操作房 4、運料軌道 5、纜機軌道,共用固定塔架的多臺輻射式纜機布置圖,1#3#纜機 4、拱壩 5、骨料堆 6、拌和樓 7、砼運輸環形路線 8、纜機軌道 9、共用固定端塔架 10、水泥料倉 11、移動起重小車和料罐,（3）輔助運輸澆筑方案,1）履帶式起重機澆筑方案,用自卸汽車裝料運至倉前, 卸入由履帶起重機起吊的不脫鉤的臥罐里, 再吊運入倉。一般用于澆筑較低的建筑物, 如水閘、廠房、船閘、護坦和消能工等。,履帶式起重機澆筑主體工程基礎部分,1、自卸汽車 2、臥罐 3、起重機 4、澆筑倉位,2）汽車運輸澆筑方案,汽車入倉澆筑 , 施工簡便。但應注意卸料過高引起混凝土分離及對模板、鋼筋的沖擊, 不宜用于結構復雜多筋的部位。,汽車棧橋澆筑混凝土,3）皮帶運輸機澆筑方案,當澆筑部位距拌和樓 （站）不遠, 地形平緩時, 可用皮帶運輸混凝土直接入倉。散料的橫向皮帶機 可設在校橋上, 也可以置于分料小車兩側, 形成雙懸臂式 。,第5節 砼的澆筑和養護,一、砼的澆筑,（一）砼的澆筑必須分縫分塊,橫縫、縱縫、水平施工縫,澆筑能力限制 散熱 永久性縫的設置,1、澆筑前的準備作業,基礎面處理：人工清除爆破后表面松軟巖石、棱角、反坡，并用高壓水槍沖洗干凈。,第5節 混凝土的澆筑和養護,施工縫的處理（鑿毛、刷毛、高壓水槍沖毛、風砂槍噴毛）：施工縫指澆筑塊間臨時的水平和垂直結合縫，也是新老混凝土的結合面。在新混凝土澆筑前，須采取措施將老混凝土表面含游離石灰的水泥膜（乳皮）清除，使表層石子半露，形成有利于層間結合的麻面。,（二）砼澆筑的工藝流程,第5節 砼的澆筑和養護,模板、鋼筋及預埋件的安設,開倉前的全面檢查,做到規格、數量無誤，定位準確，連接牢靠。,倉面準備就緒，水、電、照明布置妥當后，經質檢部門全面檢查，發給準澆證后，才允許開倉澆筑。一經開澆應連續澆筑，避免因中斷而出現冷鋒。,2、入倉鋪料,平層澆筑法 ：沿倉面某一邊逐條逐層有序連續鋪填。一般厚度 h：3060 ，采用振搗器組振搗時可達7080,冷縫：層間間歇超過混凝土初凝時間,要求：KP（t-t1）BLh,K 混凝土運輸延誤系數 , 取 0.80.85; P 澆筑倉要求的混凝土運澆能力 ; t層間間隔時間 ； t1 混凝土從出機到入倉的時間 。,否則：初凝乳皮冷縫,平澆法示意圖,若分塊尺寸和鋪層厚度已定，為使層間不出現冷鋒，應增大運澆能力，倘設備能力難以增加，應改變澆筑方法。處理：斜層澆筑法、階梯澆筑法,（a）斜層澆筑法 （b）階梯澆筑法,3、平倉與振搗,平倉（將卸入倉內成堆的混凝土按要求厚度攤平的過程）可用插入式振搗器插入料堆頂部振動, 使混凝土液化后自行攤平 , 也可用平倉振搗機進行。,平倉振搗機,1、振搗器 2、起吊架 3、臂桿 4、司機臺 5、活塞缸 6、推土刀片,振搗：借助振搗器產生的高頻小幅度振動力強迫混凝土振動，使混凝土拌和物顆粒間的摩擦力和粘結力大大減小，比重大的骨料下沉，互相擠密，密度小的空氣和多余的水分被排出表面，使混凝土密實。,二、砼的養護（散熱保水 ）,1、目的：使砼正常硬化、強度增長、不發生開裂,2、方法：用草墊、鋸末覆蓋，灑水,3、時間：23周,三、澆筑質量控制,1、施工質量標準,抗壓、抗拉、抗裂、抗滲、抗凍。,保證率應為8090%合格，100%合格不經濟,2、質量檢查方法,物理方法：超聲波、射線、紅外線（光彈試驗）,鉆孔取樣或大塊取樣,原型觀測,竣工測量,第6節 大體積砼的溫度控制,第6節 大體積砼的溫度控制,一、溫控的目的,1、防止壩塊溫度裂縫,2、防止接縫灌漿后的張縫,3、調整和改善壩體溫度應力,二、溫度變化過程,硬化水化反應放熱反應,溫度變化過程：,溫升期冷卻期穩定期,最高溫度Tmax 入倉溫度Tp 水化熱溫升Tr 穩定溫度Tf,三、溫度裂縫,水化熱溫度變化體積伸張產生裂縫 體積收縮，基礎及自身約束產生裂縫,1、表面裂縫,混凝土澆筑后, 其內部由于水化熱溫, 體積膨脹, 如遇寒潮, 氣溫驟降, 表層降溫 收縮。內脹外縮, 在混凝土內部產生壓應力, 表層產生拉應力。各點溫度應力的大小 , 取 決于該點溫度梯度的大小。在混凝土內處于內外溫度平均值的點應力為零, 高于平均值的點承受壓應力 , 低于平均值的點為拉應力 。,當表 層溫度拉應力超過混凝土的允許抗拉強度時 , 將產生裂縫 , 形成表面裂縫。這種裂縫多發生 在注塊側壁 , 方向不定 , 數量較多。由于初澆 的混凝土塑性大 , 彈模小 , 限制了拉應力的增 長 , 故這種裂縫短而淺 , 隨著混凝土內部溫度 下降 , 外部氣溫回升 , 有重新閉合的可能。,2、貫穿裂縫與深層裂縫,降溫砼收縮基礎或老砼約束 產生拉應力拉應力大于拉限出現裂縫,基礎約束變形,基礎約束應力,四、溫度控制任務：,1、通過控制混凝土的拌和溫度來控制混凝土的入倉溫度 ; 再通過一期冷卻來降低混凝土內部的水化熱溫升, 從而降低混凝土內部的最高溫升, 使溫差降低到允許范圍。,2、通過二期冷卻, 使壩體溫度從最高溫度降到接 近穩定溫度, 以便在達到灌漿溫度后及時進行縱縫灌漿。,五、溫度控制標準：,1、澆筑溫度控制標準,溫差控制,式中：p混凝土抗拉強度， 基礎約束應力， K安全系數，一般1.31.8。,2、灌漿溫度控制：,通常在確定灌漿溫度時, 將壩體斷面的穩定溫度場進行分區, 對灌漿溫度進行分區處理, 各區的灌漿溫度取各區穩定溫度的平均值。,六、溫度控制措施,減熱：減少混凝土內部的發熱量, 如降低混凝土的拌和出機溫度, 以降低入倉澆筑溫度Tp; 減少混凝土的水化熱溫升Tr, 以降低混凝土可能到達的最高溫度Tmax。,散熱：就是采取各種散熱措施, 如增加混凝土的散熱面, 在混凝土溫升期采取人工冷卻 降低其最高溫升, 當到達最高溫度后, 采取人工冷卻措施 , 縮短降溫冷卻期 , 將混凝土塊內的溫度盡快地降到灌漿溫度, 以便進行接縫灌漿。,、減熱措施,水泥用量及水泥性質的改善,骨料的予冷和保溫方面,加冰拌和,運輸中的保溫,澆筑時間控制,、散熱措施,分縫分塊或薄層澆筑 加強養護,冷卻水管布置圖,（a）蛇形水管平面布置 （b）冷卻水管分層排列 （c）塑料拔管平面布置,1、模板 3、冷卻水管 4、鋼彎管 5、鋼管 6、膠皮管,第7節 混凝土的冬雨季施工,第7節 混凝土的冬雨季施工,一、砼的冬季作業,1、冬期的定義,日平均氣溫穩定在 5 以下或最低氣溫穩定在 - 3 以下時作為低溫季混凝土施工的氣溫標準。,混凝土在低溫時, 水化作用明顯減緩, 強度增長受到阻滯。當氣溫在-3 以下時, 混凝土易受早期凍害, 其內部水分開始凍結成冰, 使混凝土疏松, 強度和防滲性能降低, 甚至會喪失承載能力。,2、砼允許受凍的標準,受凍臨界強度：指遭受凍結，其后期抗壓強度損失在5%以內所需的預養強度值（新澆混凝土經預先養護后再遭凍結，其后期強度損失會減少）。,成熟度：混凝土養護溫度與養