水利工程施工11

水利工程施工任课教师：唐会燕E_mail:[e-mail]混凝土结构工程第三节混凝土工程混凝土（Concrete），是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土。水利水电工程中骨料来源分有三种：①天然骨料。天然砂、砾石经筛分、冲洗而制成的混凝土骨料；②人工骨料。开采的石料经过破碎、筛分、冲洗、而制成的混凝土骨料；③组合骨料。天然骨料为主，人工骨料为辅，配合使用的混凝土骨料。场内运输(装卸、运输)骨料加工(破碎、筛分、冲洗)成品料运输(装卸、运输)混凝土生产系统（一）破碎为了将开采的石料破碎到规定的粒径，往往需要经过几次破碎才能完成。通常将骨料破碎过程分为粗碎（将原石料破碎到300～70mm）、中碎（破碎到70～20mm）和细碎。一、颚式破碎机（1）颚式破碎机常用粗碎设备用于一破二、反击式破碎机用于中细碎机制砂三、圆锥破碎机常用二破或三破工作时，由传动装置带动主轴旋转，使内锥体作偏心转动，将石料碾压破碎，并从破碎室下端出料槽滑出。（二）骨料筛分分级方法有水力筛分和机械筛分两种。前者利用骨料颗料大小不同，水力粗度各异的特点进行分级，适用于细骨料。后者利用机械力作用经不同孔眼尺寸的筛网对骨料进行分级，适用于粗骨料。•筛分、冲洗设备※偏心振动筛振幅一般为3～6mm，振动频率为840～1200次／min。这种筛适宜于筛分大、中骨料，常用来完成第一道筛分任务。※惯性振动筛振幅变化于1.6～6mm之间，频率在1200～2000次／min，适用于中、细颗粒骨料的筛分。常用的筛、洗设备：振动筛沉砂箱螺旋洗砂机偏心振动筛惯性振动筛等一、振动筛偏心振动筛•主轴旋转时，筛箱随之作环形运动而形成振动。从而使筛网上的石块向前移动，并且向上跳动和向下筛落。惯性振动筛※螺旋洗砂机－－砂的水力分级混凝土工程施工※沉砂箱主要用于洗去砂中的污泥和排除0.15mm以下的废砂。由于不同粒径的砂粒在水中的下降速度不同，控制沉砂箱中水的上溢速度，便能排除过细的废砂和泥砂，使0.15mm以上的砂粒在其中沉降下来，并进入螺旋洗砂机再次洗涤。最后，经螺旋洗砂机脱水后的砂砾料即可堆存使用。螺旋洗砂机示意图螺旋洗砂机（水力筛分）小浪底砂石料生产系统混凝土工程施工3）骨料的堆存为了适应混凝土生产的不均衡性，可利用堆场储备一定数量的骨料，以解决骨料的供求矛盾。骨料储量多少，主要取决于生产强度和管理水平。通常可按高峰时段月平均值的50％～80％考虑。汛期、冰冻期停采时，须按停采期骨料需用量外加20％的裕度考虑。混凝土工程施工为了适应混凝土生产的不均衡性，可利用堆场储备一定数量的骨料，以解决骨料的供求矛盾。骨料储量多少，主要取决于生产强度和管理水平。通常可按高峰时段月平均值的50％～80％考虑。汛期、冰冻期停采时，须按停采期骨料需用量外加20％的裕度考虑。混凝土的拌制混凝土的拌制、运输与浇筑Mixing，transporting&casting1、配料水泥、水、外加剂±1％骨料±2％大型工地拌和楼中有专门的配料系统配料允许误差：★混凝土制备：配料：2、拌制自落式：强制式：拌制较细骨料、干硬性、高强度或轻质混凝土1）拌和机械常规混凝土鼓形双锥形拌和：自落式搅拌机：搅拌一般骨料混凝土强制式搅拌机：强制式搅拌机利用固定在转动轴上的叶片旋转，从而带动混凝土材料进行强制拌和，其特点是拌和时间短，混凝土拌和质量好。图示：强制式搅拌机双锥式鼓形•生产效率不高•多用于分散、工程量不大的工程双锥形•容量较大•生产效率高•常用于固定的自动化拌和系统•自落式混凝土搅拌机▽2)拌合站（楼）：•一般混凝土拌和楼自上而下进料层、贮料层、配料层、拌和层、出料层布置拌和站应利用地形，使材料依自重下落•斜坡式拌和站★混凝土运输：混凝土在运输过程中应保持原有的均匀性及和易性，不发生离析现象；要尽量减少振动和转运次数，不能使混凝土料从1.5m以上的高度自由跌落；不漏浆、不初凝；无大的温度变化；无标号错误1）水平运输设备•轨道运输——有轨机车拖运载立罐的平台车：特点：运输能力大、运输振动小、管理方便。但其对复杂的地形适性差，轨道工程量大、期长、造价高。※混凝土搅拌运输车特点：机动灵活，对地形变化适应性强，准备时间短。但其运输费用高，不易管理，事故率相对较高。•汽车运输运输混凝土的汽车主要有：混凝土搅拌运输车后卸汽车侧卸汽车料罐车（与吊罐配套使用运送混凝土的专用车辆）搅拌筒搅动，混凝土不会产生分层离析现象，同时冬季不致凝固。2）垂直运输设备：如门机、塔机、缆机和履带式起重机增大了起重机的工作空间•门式起重机塔带机：•塔式起重机塔机的稳定性、起重能力和生产力都比门机低•缆式起重机幅射式缆机固定式缆机平移式缆机缆索系统起重小车吊钩塔架※优点：地形适应性强，操作方便，制作成本低，生产率高。※但必须妥善解决：灰浆流失、混凝土离析温度和含水量的控制与平仓、振捣工序的配合等。※一般情况：皮带机运行速度一般宜在1.2m／s以内，且不应直接卸料入仓，以防分离或骨料集中，影响质量。•皮带机运输3）连续运输设备•混凝土输送泵※特点：国内水平运距可达200～300m，高程可达30～40m。能保证混凝土质量，减轻体力劳动，占地小，便于布置。※要求：运输混凝土应加外加剂，进泵的坍落度宜在8～14cm之间，其最大骨料粒径应不大于导管管径的1/3，不允许有超径骨料进入泵内。※主要适用于：浇筑配筋稠密或仓面狭窄部位•门、塔机栈桥方案混凝土垂直运输最常用的方式，它包括栈桥和起重机两部分。单线栈桥双线栈桥主、辅栈桥多线多高程栈桥坝外栈桥根据栈桥布置的不同，有：常用方案类型三峡工程三期混凝土施工门、塔机栈桥布置•缆机同其它起重机组合的浇筑系统混凝土运输辅助设备：★混凝土浇筑：（1）基础面处理岩基：清除松动、软弱岩石；同时以高压水清除表面杂物土基：具有一定湿度和承载能力（2）施工缝处理新老混凝土接触面为保证混凝土的整体性，必须对施工缝进行处理沉降缝、伸缩缝、施工缝沉降缝：上部结构各部分之间，因层数差异较大，或使用荷重相差较大；或因地基压缩性差异较大，总之一句话，可能使地基发生不均匀沉降时，需要设缝将结构分为几部分，使其每一部分的沉降比较均匀，避免在结构中产生额外的应力，该缝即称之为“沉降缝”。（必须从基础到上部结构完全分开）伸缩缝：若建筑物平面尺寸过长，因热胀冷缩的缘故，可能导致在结构中产生过大的温度应力，需在结构一定长度位置设缝将建筑分成几部分，该缝即为温度缝。（基础可不断开）沉降缝、伸缩缝、施工缝施工缝：受到施工工艺的限制，按计划中断施工而形成的接缝，被称为施工缝。混凝土结构由于分层浇筑，在本层混凝土与上一层混凝土之间形成的缝隙，就是最常见的施工缝。所以并不是真正意义上的缝，而应该是一个面。冷缝指上下两层混凝土的浇筑时间间隔超过初凝时间而形成的施工质量缝。冷缝与施工缝的区别通俗说冷缝就是施工不当在施工过程中由于某种原因使前浇筑混凝土在已经初凝后，后浇筑混凝土继续浇筑，使前后混凝土链接处出现一个软弱的结合面，这就是冷缝。施工缝是指因施工工艺、施工强度、混凝土温控措施等原因，“故意”产生的一个新老混凝土间的缝，但施工缝是需要凿毛、设置拉筋、设止水物等措施处理的。两者之间的最大不同是：一个是施工不当、一个是施工需要。后浇带后浇带是在建筑施工中为防止现浇钢筋混凝土结构由于温度、收缩不均可能产生的有害裂缝，按照设计或施工规范要求，在基础底板、墙、梁相应位置留设临时施工缝，将结构暂时划分为若干部分，经过构件内部收缩，在若干时间后再浇捣该施工缝混凝土，将结构连成整体。设置后浇带的位置、距离通过设计计算确定，其宽度考虑施工简便、避免应力集中，常为800~1200mm；在有防水要求的部位设置后浇带，应考虑止水带构造；设置后浇带的部位还应考虑模板等措施不同的消耗因素；后浇带部位的混凝土强度等级须比原结构提高一级。三、混凝土的浇筑混凝土浇筑的施工过程包括：浇筑前的准备作业浇筑时入仓铺料、平仓振捣浇筑后的养护1、浇筑前的准备作业1）基础面处理岩基：在爆破后，用人工清除表面松软岩石、棱角，并用高压水枪冲洗，若粘有油污和杂物，可用金属丝刷刷洗，直至洁净为止，最后，再用压风吹至岩面无积水，经质检合格，才能浇筑。砂砾地基:清除杂物，整平建基面，浇10～20cm低标号混凝土作垫层土基：先铺碎石，盖上湿砂，压实后，再浇混凝土2）施工缝处理3）模板、钢筋和预埋件的安设4）开仓前全面检查2、入仓铺料：（1）平层浇筑法（2）阶梯浇筑法（3）斜层浇筑法平层浇筑法：阶梯浇筑法：斜层浇筑法：平仓振捣：平仓就是把卸入仓内成堆的混凝土铺平到要求的均匀厚度。•一般常用插入式振捣器垂直插入料堆顶部，借振动作用铺平混凝土。但不能以它代替振捣，并须防止分离。在近年来，在大型水利水电工程的混凝土施工中，已逐渐推广使用推土机（或平仓机）进行混凝土平仓作业，大大提高了工作效率，减轻劳动强度；振捣•插入式振捣器•表面式振捣器•振动影响半径与振动力大小和混凝土的塌落度有关，一般为30～50cm，须通过试振确定。•为了避免漏振，应使振点均匀排列，有序进行振捣。振点间距约为影响半径的1～1.5倍，并应使振捣器插入下层混凝土约5cm，以利上下层结合。•振动过程中不应使振捣器碰钢筋，还应与模板保持1/2影响半径的距离。振捣时间一般15～25s。★混凝土养护：通常采用洒水养护，或安管喷雾，效果更好。模板对混凝土表面有保护作用，故确定拆模时间应考虑养护的要求。正常养护约2～3周，有时更长。如用普通硅酸盐水泥，在常温下不应小于14d，而火山灰质硅酸盐水泥、矿渣水泥及大坝水泥则不应少于21d。混凝土的冬夏季作业，还应制定专门的养护措施计划。一般应在混凝土浇筑完毕后12h／18h内即开始养护，但在炎热、干燥气候情况，应提前养护。混凝土的冬、夏季施工:（一）混凝土的冬季施工原因：1、混凝土允许受冻的标准现行《水利水电工程施工组织设计规范》SDJ338-89（试行）提出以“成熟度”作为混凝土允许受冻的标准，即指混凝土养护温度与养护时间的乘积。2、混凝土冬季作业的措施3、混凝土冬季养护方法（1）蓄热法将浇筑好的混凝土在养护期间用保温材料加以覆盖，尽可能将混凝土内部水化热积蓄起来，保证混凝土在结硬过程中强度不断增长。蓄热法是一种简单而经济的方法，应优先采用，尤其对大体积混凝土更为有效。只有采用蓄热法不合要求时，才增加其它养护措施。（2）暖棚法对体积不大、施工集中的部位可搭建暖棚，棚内安设蒸气管路或暖气包加温，使棚内温度保持在15～20℃以上。搭建暖棚费用很高，包括采暖费，可使混凝土单价提高50%以上，故规范规定，只有“当日平均气温低于-10℃时”，才必须在暖棚内浇筑。（3）电热法在浇筑块内插上电极，利用交流电通电到混凝土内部，以混凝土自身作为电阻，把电能转变成加热混凝土的热能。当采用外部加热时可用电炉或电热片，在混凝土表面铺一层被盐水浸泡的锯末，并在其中通电加热。电热法耗电量大，故只有在电价低廉，小构件混凝土冬季作业中使用。（4）蒸气法采用蒸气养护，适宜的温度和湿度可使混凝土的强度迅速增长，甚至1～3天后即可拆模。蒸气养护成本较高，一般只适用于预制构件的养护。混凝土的冬、夏季施工:（二）混凝土的夏季施工混凝土缺陷：1、麻面2、蜂窝3、空洞、露筋4、裂缝缺陷处理方法：1、涂抹砂浆法2、细石混凝土填补法3、水泥灌浆或化学灌浆