水工施工8

北京林业大学精品课程讲义12020年2月9日第四部分水土保持工程施工1.1地基处理1.1.1地基处理的目的和要求中小型砌石坝地基的要求主要有以下几个方面：1、稳定要求在各种荷载可能组合情况下，坝体及地基必须是稳定的。荷载要考虑长期作用以及反复作用对地基的不利影响。坝的抗滑稳定问题可分为两种类型：沿坝体与基础接触面的滑动和基岩内的深层滑动。各种坝型的稳定分析方法及稳定安全系数要求，都有具体规定。北京林业大学精品课程讲义22020年2月9日2、防渗要求包括库、坝区渗漏量和地基渗漏稳定两方面。前者要求库、坝区渗漏量在允许范围之内，一般应根据工程规模、等级、来水量、运用情况以及地基渗透性和处理难易程度、耗费多少等综合考虑而定。如工程等级不高、来水量较丰的，允许渗漏量可稍大些；反之则小。一般中小型工程要求年总渗漏量不超过来水量的3%－5%。防渗须注意的地方有：岩溶地区、含易溶盐（如石膏）或岩基裂隙发育的沉积岩、充填物胶结不好的沉积岩、砌石坝坝基为结构疏松、强度较低的半岩质沉积岩（砂质较重的泥岩、粉质细砂岩、页岩等）、坚硬岩层中含有软弱夹层等。北京林业大学精品课程讲义32020年2月9日3、强度要求在正常、非常荷载组合作用下，基岩强度指标必须满足设计规定的要求。强度要求与工程规模、等级、坝型、坝高、荷载组合情况、具体部位等都有关。北京林业大学精品课程讲义42020年2月9日2.1淤地坝工程2.1.1土坝施工放线放线步骤如下：1.定坝轴线根据设计图定出沟底坝轴线，并沿沟底坝轴线每隔10m打断面中心桩，测出高程，与此同时在沟坡两岸按设计坝高定出沟坡坝轴线桩，将它们连成直线，即为坝轴线。2.定坝坡脚线坝坡脚线就是坝面和地面的交线，即坝面和地面同高各点的连线。3.校坡方法为了保证坝体按设计要求填筑成型，在其施工过程中必须经常校核坝坡。北京林业大学精品课程讲义52020年2月9日2.1.2碾压坝的填筑1.确定料场验证土料质量、数量能否满足筑坝要求。土场开挖顺序要坚持先低后高、先近后远的原则。最终坝高以下的坝端严禁取土，防止挖后再填。取土前应将耕作表土、草皮、树根等清除干净。2.铺土黏性土应先采取措施，再铺土压实。铺土方向最好沿着坝轴延伸。沿坝轴方向应尽量平起填筑。每次铺土前应适当洒水湿润刨毛。3.土料压实有机械碾压和人工夯实两种方式。4.碾压北京林业大学精品课程讲义62020年2月9日2.1.3冲填坝的填筑1.应掌握早、稠、坚、排、匀5个要求。2.蓄积冲填用水。提前做好用水方案。3.泵站设置。确定泵站装机型号。4.冲填料场。尽量选在坝址附近。5.造泥沟和输泥渠布设。多采用斜交布置，先从土场地处冲土，随坝体升高而提高。6.划畦与筑埂。7.造泥冲填。松土造泥的方法有人工挖土、水枪冲土、爆破松土、推土机推土等。北京林业大学精品课程讲义72020年2月9日2.1.4涵洞、溢洪道的施工1.涵洞的施工(1)涵洞的放样：根据涵洞的位置定出中心线，再根据涵洞的进口基础高程和开挖边坡，定出边坡桩，即得涵洞位置。(2)涵洞的基础处理：涵洞基础应选在土坝两岸老土或岩基上。(3)涵洞的砌筑应注意几点：砌筑石料必须质地坚硬、形状方正、无裂缝。砂浆要调匀，不可过稠或过稀。砌筑时上下两层竖缝必须错开。外露灰缝，在灰浆未凝固前，应将虚浆挖出。冬季砌筑时要有防冻设备。灰浆未干时不能填土、震动。北京林业大学精品课程讲义82020年2月9日(4)消力池施工：基础要特别坚固，砌筑完毕要勾缝。(5)回填：涵洞灰浆硬化后即可开始填土。2.溢洪道施工溢洪道的放样和砌筑基本与涵洞相同，其过水断面必须按设计的宽度和深度施工，不能缩小，同时应严格掌握溢洪道底的高程，不得太高或降低。北京林业大学精品课程讲义92020年2月9日3.1坝体砌筑与质量控制3.1.1坝体砌筑我国砌石坝的砌筑大体有三种类型。一类是浆砌料石（条石、方正石），一类是浆砌块石（乱毛石），另一类是细骨料混凝土砌块石。（一）砌石操作要求1.筑坝材料质量要合格。2.为利于石料与胶结材料结合，石料表面要粗糙，土坝前在坝外冲洗干净，砌筑时呈饱和而不带水的状态。3.基底在开砌之前应使润湿，然后铺水泥砂浆或混凝土、安砌合格石料。北京林业大学精品课程讲义102020年2月9日4.砌石，一般先铺浆（座浆）后安放石块再灌浆，并用插钎或震捣器捣实砌，使灰浆饱满。铺浆厚度一般2-3厘米，细骨料混凝土铺5-10厘米。5.石料放置平稳后要用铁锤敲击。竖缝灌满浆后在缝隙间填塞小块石并稍加敲击，达到缝隙满浆和结合紧密的要求。6.砌体达缝应互相错开，避免形成通缝。砌缝宽度，一般砂浆砌缝控制在2厘米左右，细骨料混凝土砌缝控制在6-8厘米。如用插入式震捣器捣实，则缝宽应以满足震捣为度。北京林业大学精品课程讲义112020年2月9日7.面石要丁砌或丁砌顺砌相间，并力求与内部同时上升。8.坝体上升的层面尽量保持向上游大致呈1：30-1：20的倾斜坡，即迎水面比背水面略低。分段砌筑的高差不宜过大，一般控制在1-1.5米以下。段面相接以斜面高产田好。9.坝体在砌筑过程中应及时作好防暑、防冻、防冲等工作。10.新砌体的防震、保温、保湿等养护工作，可参照混凝土的要求处理。养护期一般不少于一周。总之，坝体砌石的施工要领是“平、稳、满、紧”四个字。北京林业大学精品课程讲义122020年2月9日（二）拱坝倒悬部分的砌筑砌石双曲线倒悬坡的砌筑方式一般有三种。第一种是水平逐层挑出形成倒阶梯状。这种砌筑方式施工方便，但是表面勾缝困难，质量不能保证。第二种方式是石面斜砌形成倒悬坡面。不少工程采用这种砌筑方式。根据经验，倒悬度在0.3以内时，一般施工不太困难，而当倒悬度较大时，则需要临时支撑。对于浆砌条石坝，面石斜砌与内部砌体不好搭接。第三种方式是将石料一端加工成设计斜面，水平砌筑。这各方式从工程质量和砌筑操作来讲都比较理想，不少工程不胜枚举用这种砌法。其缺点是要对石料进行斜面加工。砌筑时对倒悬坡的校核与控制，有的工程是采用埋标钎的办法。北京林业大学精品课程讲义132020年2月9日3.1.2砌筑质量控制与检查1.在土坝整个施工期间，为保证工程质量符合设计要求，在工地要设专职的施工技术员和质量检查员，建立岗位责任制，实行定期的质量检查。2．质量检查范围包括:(1)清基和基础处理是否符合要求；(2)坝头结合、接缝、削坡是否符合要求；(3)是否在规定料区范围内开采，是否已将草皮、腐质土等清除干净；(4)上坝土料含水量、土块大小、土料性质是否符合规定；(5)压实干容量是否符合标准；(6)冲填坝泥浆浓度是否符合设计要求；(7)观测坝坡水平位移量，是否超过规定标准。北京林业大学精品课程讲义142020年2月9日3．对几项主要质量指标的要求：(1)压实干容重，要符合设计要求，在一般情况下黄土必须大于1.55g/cm3；红粘土必须大于1.6g/cm3。(2)冲填坝泥浆浓度，当土料为轻、中粉质壤土时，土水体积比要求为2.2—2.6；重粉质壤土要求为2.0—2.4；(3)日平均冲填速度，对于轻、中粉质壤土，不能超过0.25m；重粉质壤土不能超过0.2m；(4)坝体水平日位移量，轻、中粉质壤土一般不大于1cm/日；重粉质壤土不大于1—1.5cm/日。北京林业大学精品课程讲义152020年2月9日4．干容重检查：(1)每层土压实后，必须取样测定含水量和干容量。要求每200—400m2的填土范围内至少取样检查一次，对碾压死角和施工薄弱处应加密取样。(2)取样要有代表性，各层土样位置要错开，应取在上下层结合处，包括上层2/3，下层1/3。此处还须特别注意检查坝端结合处的干容量。(3)压实干容重不合格的样品，不得超过全样品的10%，且不得在坝内集中，其干容重不得小于设计干容重的0.05g/cm3。北京林业大学精品课程讲义162020年2月9日5.关于密实度的检查，一般在现场进行，方法有：(1)敲击听声。用铁锤敲打砌石表面，如座浆不满则声音空响。但立缝灌浆不满则敲听不出。(2)抽样撬。(3)砌体掘坑。在砌好的坝体中掘试坑检查并作容重测验，计算石块与胶结材料的比例。试坑面积一般1.5米×1.5米，深1米。(4)插钎灌水试验。每10平方米新砌体中用φ30毫米钢钎在砌缝中捣插一个浓度不小于2/3砌层厚度的孔洞，向孔内灌水。如不汛水，则表示砌体内部已被砂浆充满，质量合格。(5)钻孔压水试验。在砌体中钻孔，分层进行压水试验，测定单位吸水量ω值。同时也可以从钻取的岩芯上直接观察砌体的密实程度和胶结情况。北京林业大学精品课程讲义172020年2月9日3.1.3拱坝施工放样放样是建筑物施工能否准确地实现工程设计、保证工程质量的很重要的一个环节。（一）控制点的布设放样控制分平面和水准两项。控制点的布设最好与坝址的地形测量、坝的运行观测结合起来。（二）放样施测方法1.不用经纬仪的简易放样方法(1)直接画圆法(2)切线支距法(3)矢高定点法(4)固定三角形法2.用一部经纬仪的放样方法北京林业大学精品课程讲义182020年2月9日4.1建筑材料的选择与设计4.1.1土料1.碾压式土坝土料的选择不同性质的土料有其不同的适用条件，一般根据以下各种条件来衡量选择优良的筑坝材料：有机混合物及水溶性盐类含量。颗粒组成；可塑性；不透水性。2.水力冲填坝土料的选择冲填坝所用土料应根据下列条件来选择：有机混合物和水溶性盐类含量与碾压式土坝相同；颗粒组成；湿化性；渗透固结和压缩性；土料的塑性及矿物化学成分。北京林业大学精品课程讲义192020年2月9日4.1.2石料常用的石料有花岗岩、正长岩、玄武岩、片麻岩、砂岩、石灰岩等。石料按开采和加工程度分为：片石（乱毛石）、块石、粗料石、细料石（样石）等4种。4.1.3水泥砂浆从以下几方面了解1.常见水泥的品种、特性及适用范围。2.水泥的标号及其主要技术特性。3.水泥的保管和受潮后的处理。4.水泥砂浆。北京林业大学精品课程讲义202020年2月9日4.1.4混凝土1.混凝土的强度混凝土的强度与水泥标号标号、水灰比、施工质量、养护条件和混凝土的龄期有关，一般由试验得出。2.混凝土配合的选择在同样施工条件和采用相同水泥标号的情况下，混凝土的强度取决于水灰比（水与水泥的重量比），水灰比越大，混凝土的强度越低。北京林业大学精品课程讲义212020年2月9日