水利水电工程施工技术课件

水利水电工程施工技术•每周4学时，共64学时，明志楼211云南经贸外事职业学院水利工程施工技术•绪论•第一章土方工程施工•第二章砌筑工程•第三章爆破工程•第四章吊装工程•第五章钢筋工程•第六章模板工程•第七章混凝土工程•第八章灌浆工程•第九章施工导流与截流•第十章基坑施工•第十一章土石坝施工•第十二章混凝土坝施工•第十三章地下工程施工•第十四章水闸施工•第十五章渠系建筑物施工•第十六章水电站厂房施工绪论•水利水电工程施工特点•我国水利水电工程施工的成就与施工技术的发展•本课程的主要内容与学习方法一.几个基本概念•1.水利事业:借助于工程设施，以期合理利用水利资源并和水害作斗争的事业。•2.水利工程：为达到兴水利，除水害之目的而兴建的工程设施。•3.水工建筑物：水利设施中某一单项设施。•4.水利枢纽：多个不同用途的水工建筑物的有机综合体。•5.水利技术：是指水利工程的勘察、规划、设计、运用、管理、维修等技术的总称。•6.水工课：专门研究水工建筑物建筑技术的一门科学。•7.水利工程施工：将水利工程的规划、设计方案转变为工程实体的过程。•8.水利工程施工课：专门研究水利工程施工技术的一门科学。二.水利工程施工课的特点：•水利工程施工是一门理论与实践必须紧密结合的专业课，它是在总结国内外水利工程建设先进经验的基础上，从施工机械、施工技术、施工组织与管理等方面，优质高速进行水利工程建设基本规律的一门科学。水利工程建设一般分勘测、规划、设计、施工四个阶段。各个阶段既有分工，又有联系，相辅相成。在水利工程建设的四个阶段中，施工起着将规划设计方案变为工程实体的作用。这就揭示了水利水电工程施工课的两大特点：•实践性强：通过施工实践，检验规划设计的方案，使工程完建并投入使用，为此要理论联系实际，因时因地分析和解决问题。•综合性强：在施工过程中要求既要领会规划设计的意图，又要根据施工条件和水利工程建设的方针政策，优质快速进行工程建设，这要求综合运用与水利工程建设有关的科学技术和组织管理方面的经验知识，使问题得到圆满解决。三.水利工程施工课程的主要内容：•由于水利工程施工的实践性、综合性很强，因此其内容涉及施工机械、工种施工技术，施工组织与管理、工程概预算等。本课程将主要介绍工种施工技术和施工组织与管理方面的内容。四.水利工程施工的任务：主要有三项：•1、编制切实可行的施工组织设计：编制的依据有：工程设计任务书，建设单位（业主）的要求；建设单位提供的资料如：工程所在地的自然条件、经济状况、设备、材料、人力等资源供应情况；工程本身的特点。•2、优质快速完成施工任务：这是实施施工的具体过程，要求按照施工组织设计，做好施工准备，强化施工过程管理，有计划地组织施工，合理使用建设资金，确保施工质量，加快施工进度，优质快速的完成施工任务。•3、开展观测、试验、研究工作：目的是促进水利工程建设科学技术的发展。四.水利工程施工的特点：•常在河流上施工要与水流作斗争•1、需对水流实施控制：在河流上施工，为了顺利施工，必须适当控制水流。•2、针对气象变化应采取措施：水利工程施工大多在露天进行，春夏秋冬、降雨降雪、为避免气候干扰影响施工进度和质量，应采取相应保证措施。•3、百年大计质量第一：水利工程建设，一次性投资高，要求使用寿命时间长，关系挡水建筑物下游千百万人蓄财产的安全，劣质工程会对国民经济带来不可弥补的损失，因此，百年大计质量第一，绝不是一句口号。•4、涉及部门多，要统筹兼顾全面规划：如防洪、发电、航运、灌溉，工业与城市用水等，要统一考虑，妥善安排，这就增加了施工的复杂性。•5、施工前的准备工作量大重要性强：水利工程往往建在山谷地区，交通不便，施工前常需要建设施工现场内外的交通道路、为施工服务的辅助企业施工过程使用的办公和生活用房。这些工程以外的设施工作量往往较大，必须充分重视，使之既满足施工要求，又要努力减少工程投资。•6、枢纽工程单项建筑物多，易发生施工干扰：枢纽中单项建筑物多，布置较集中，工程量大，工种多，施工常受地形条件限制，易发生干扰。因此现场施工的组织管理十分重要。要求施工中要运用系统工程学的原理因时因地选择最优的施工方案。•7、必须重视施工的安全性：水利工程施工往往需要爆破作业，地下作业，水上水下作业，高空作业，此类施工常常要平行或交叉进行，会对施工安全带来一定威胁，必须采取可靠的防范措施。五.水利工程施工组织与管理的基本原则：•根据施工经验总结为：•1、统筹兼顾的施工原则：根据工程建设的需要和可能，施工中要力求优质、高产、低消耗的施工原则，任何片面强调某个方面而忽视其它方面的因素的做法都是错误的。•2、按基本建设程序办事的原则：施工必须是在做好勘测、规划、设计等前期工作，按照已批准的施工组织设计与设计图纸，在做好施工准备的基础上进行。坚决反对边勘测边设计边施工的三边做法。•3、按系统工程原理组织施工的原则：一项水利工程施工就是一个系统，在这个系统中，有主体过程施工和附属、配套工程施工；有建筑工程和安装工程施工；有前方现场施工和后方辅助生产及后勤供应；有勘测设计科学研究和施工的配合；有各个工种之间的协调工作等。所有这些问题构成了一个有机的整体，围绕一个共同的目标进行活动，要是这些活动在时间上相互协调，在空间上互不干扰，密切配合，就应按系统工程原理组织过程施工，使各项活动总体上达到最佳化。•4、实行科学管理的原则：应按经济规律办事，建立健全各种管理制度，明确岗位责任，实行奖罚分明，以充分调动各方面的积极因素。如做好人力物力的综合平衡，实现均衡、连续、有节奏地施工。•5、一切从实际出发的原则：施工中的各项活动必须根据当时当地的实际情况，制定具体措施，任何脱离具体条件的做法，都是违反施工的科学规律的，都可能导致工程失败，甚至会引起严重后果。课后思考题：•水利事业、水利工程、水工建筑物、水利枢纽、水利工程施工各表示什么含义？•水利工程施工课有什么特点？•水利工程施工主要任务是什么？•水利工程施工有那些特点？•水利工程施工组织与管理应遵循哪些原则？第一章土方工程施工•第一节：土的施工分级和工程特性•第二节：土方开挖•第三节：土料压实第一节土的施工分级和工程特性•一、土石料在水利工程建设中的应用：土石是水利工程建设中最被广泛利用的当地材料，这不仅有利于群众性施工，而且随着大型高效施工机具的采用，施工人数大幅度减少，施工工期缩短，施工费用大大降低。因此，在国内外水利工程建设中，绝大多数堤坝均是土石材料填筑。土石坝的高度在世界上已超过砼坝。大量的土石料工程的兴建，为土方工程的施工积累了丰富的经验。•二、土方工程的施工方法：按照施工方法不同土石堤坝可分为水中填土式、水力冲填式、定向爆破式、干填碾压式。但目前国内外仍以干填碾压式堤坝为最多。•三、干填碾压式堤坝的作业内容：准备作业、基本作业、辅助作业、附加作业。•1、准备作业指：场地平整，修筑道路，架设供电通讯线路，敷设供水排水设施，修建生活办公用房和清基排水工作。•2、基本作业指：土料的开采、挖、装、运、卸、铺平、压实。•3、辅助作业指：清除料场的覆盖物，从上堤坝的土料中剔除超径石块，堤坝表面排水，刨毛和加水。这些工作是为保证基本工作顺利进行而创造有利条件的工作内容。•4、附加作业指：为保证堤坝长期安全运行而需要进行的保护及修整工作，主要内容有堤坝坡的修整，铺砌护面块石和铺植草皮等。•四、土的施工分级和工程特性：土方的开挖、运输、压实等都涉及到土方数量，施工机具数量的平衡调配计算，这些计算又都与土的实方、虚方，而土的虚实性又与土的类型和施工级别及土的工程特性密切相关。土的分级•通过对岩土力学的学习，大家可能已很熟悉，土质土和岩石都属于土的大范畴，由于土质不同，开挖难易程度不同，施工方法和事故设备的选择应不同，施工单价定额也要不同，为此，工程建设中将土石分为16级，1—4级为土质土，5—16级为岩石。教材表1-1只列出了4种土质土的有关特性指标。土的工程特性：•1、表观密度：单位体积土壤的质量。分为自然土、湿土、干土。表观密度体现粘性土密室程度，用来控制粘性土压实质量。•2、含水量：土壤中水的质量与干土质量的百分比。含水量影响粘性土的压实质量。•3、土的可松性：自然土经开挖变松散体积增大，再经填筑压实而难以恢复到原来体积大小的性质称为土的可松性。用可松性系数ks表示。用于土方量计算、挖填平衡和运输数量计算。•4、自然倾斜角：自然堆积土壤表面与水平面的角度。用于设计挖方、填方的边坡。第二节土方开挖•土石方开挖按材料性质分为土方开采，沙砾料开采，石料开采。•按开采方法一般分为人工开挖、机械开采和爆破开采，机械开采适合于土和沙砾料，爆破开采适合于石料。人工开挖适合开挖量很小的，施工地点分散，缺少机械设备的情况。一般采用机械开挖法。一、单斗挖掘机•单斗挖掘机是仅有一个铲土斗的挖掘机械。主要有三部分组成：•行走装置：行走装置分履带式（与地面接触面积大，单位压力小，能在较软的地面上行走，但行走转移速度慢），轮胎式（与履带式的特点基本相反）。•动力装置：动力装置分电动动力（特点是效率高，操作方便，但必须有电源），内燃机（特点与与电动动力基本相反）。•工作装置：工作装置分为正向铲、反向铲、拉铲和抓铲四个类型。•正向铲挖掘机：•1.适用条件：正向铲挖掘机是最常用的挖掘机械。它主要适于挖掘停机面以上的土方，但不能用于水下挖掘。•2.斗容划分：正向铲挖掘机具有强有力的推力装置，能挖掘1—4级土和破碎后的岩石。其型号一般用土斗容量来区分。我国目前生产的单斗式挖掘机有0.5～15m3各种斗容，最常用的是1～4m3的。•3.工作循环和效率：挖掘机的工作循环包括挖掘、回转、卸土、返回四个过程。从工作循环不难理解，其工作效率与它的斗容量、每斗作业所需时间、开挖方式和与运输机械的配合有关。为提高工作效率，要求挖土工作面高度必须满足一次铲土能装满土斗，同时尽量减少回转角度，缩短每个循环延续的时间。•4.挖土方式：分正向掌子挖土和侧向掌子挖土两种方式，（挖土机挖土时的工作空间称为掌子面）•1）正向掌子挖土：挖掘挖土机行走前方的土叫正向掌子挖土。适用基坑开挖。掌子的轮廓尺寸根据挖土机的工作性能和运输方式决定，为使汽车便于倒车和运土，要尽量采用最宽工作面。•2）侧向掌子挖土：挖掘挖土机行走方向侧面的土叫侧向掌子挖土。适宜开挖料场、土丘和渠道的土方。特点是运土汽车停在挖土机的侧面，与挖土机的开行路线平行。优点是挖土机卸土时的回转角度小，省去了汽车倒车与转弯的时间，可提高生产效率。•反铲挖掘机•1、适用条件：反铲挖掘机适用于开挖停机面以下的土方开挖象基坑、渠道、管沟开挖等。也可开挖停机面以上的土方。•2、挖土特点：反铲与正铲相比，稳定性和铲土能力都较小，因此只能开挖1—2类的土，遇到硬质土需要先刨松，再用反向铲挖掘机开挖，其开挖深度可达4—6.8m。•3、斗容划分：反铲挖掘机的斗容量有0.5、1.0、1.6m3，大的有的已超过3m3。•4、挖土方式：（分沟端开行和沟侧开行两种方式）•1）端向开挖：将挖掘机置于将要开挖的沟槽的首部，倒退着进行开挖，只能将土弃于离沟边较近的地方，但开挖的宽度和深度较大。•2）侧向开挖：将挖掘机置于将要开挖的沟槽的一侧，挖掘机的行进方向与开挖沟槽的方向垂直。可以将土弃于离沟边较远的地方，但开挖的宽度和深度较小。•3）多层接力开挖：两台或多台挖掘机同时在不同高层开挖，一接力方式向上方出土，适用于深度较大的基础。拉铲挖掘机：1、适用条件：开挖停机面以下的土方。卸土多数是在机身回转过程中进行的，在自重和离心力共同作用下，较湿的粘土也可卸干净，适合于开挖水下土方或含水量大的土方。2、挖土特点：1）铲土力小，一般不能开挖硬土。2）拉铲臂杆较长，因此其开挖半径、卸土半径、卸载高度大，适于直接向弃土区弃土的开挖。3、斗容划分：索铲的斗容量一般有0.5、1.0、2.0、4.0m3等数种，大的可达十多m3。•4、挖土方式：（也可分沟端开行和沟侧开行两种方式）•1）沟端开挖：挖掘机沿将要开挖的沟渠中心线工作，开挖出的土可卸在沟渠的一侧或两侧