大学课程《水利水电工程施工技术（第三版）》教学PPT课件：9.6_9.7砌石坝和渠道施工

第六节 砌石坝施工 1第六节 砌石坝施工特点：砌石坝就地取材，工程量较小；坝顶可以溢流，施工导流和度汛问题容易解决，导流费用低；坝体结构简单，施工方便，易被群众掌握，施工安排灵活。施工程序为：坝基开挖与处理，石料开采、储存与上坝，胶凝材料的制备与运输，坝体砌筑（包括防渗体、溢流面施工），施工质量检查和控制。2一、石料开采与上坝浆砌石坝所采用的石料有料石、块石和片石。料石一般用于拱结构和坝面栏杆的砌筑块石用于砌筑重力坝内部片石则用于填塞空隙。石料大小应根据搬运条件确定，大中小石应有一定比例。坝面石料多采用人工抬运，石块重量以不超过80200kg为宜。3一、石料开采与上坝砌石坝坝面施工场地更狭窄，人工抬运与机械运输混合进行，运输安全问题大。布置料场时，应尽可能将料场布置在坝址附近，最好在河谷两岸各占所需石料的一半，以便能从两岸同时运输上坝。为了避免采料干扰，料场不应集中在一处，一般要选择4个以上料场，且应高出坝顶，使石料保持水平或下坡运输。为方便施工，应在坝址两岸100范围的不同高程处设置若干储料场，用以储存从料场采运来的石料。储存的石料应是经过石工筛选可以直接用于砌筑的块石或加工好的条石。4一、石料开采与上坝石料上坝采用人工抬运，既不安全且劳动强度大，应考虑用架子车、拖拉机等机具运输。上坝路可沿山体不同高程布置。也可先用机具将石料运至坝脚下，再用卷扬机提升至坝顶。石料上坝前应用水冲洗干净，并使其充分吸水，达到饱和。56二、坝体砌筑 1.浆砌石拱坝砌筑（1）全拱逐层全断面均匀上升砌筑。这种方法是沿坝体全长砌筑，每层面石、腹石同时砌筑，逐层上升。一般采用一顺一丁或一顺二丁砌筑法。如图9-23（a）所示。7面石腹石同时二、坝体砌筑 1.浆砌石拱坝砌筑（2）全拱逐层上升，面石、腹石分开砌筑。即沿拱圈全长先砌面石，再砌腹石。用于拱圈断面大，坝体较高的拱坝，如图9-23（b）所示。8面石腹石分开二、坝体砌筑 1.浆砌石拱坝砌筑（3）全拱逐层上升，面石内填混凝土。即沿拱圈全长先砌内外拱圈面石，形成厢槽，再在槽内浇筑混凝土。这种方法用于拱圈较薄，混凝土防渗体设在中间的拱坝，如图9-23（c）所示。9面石分厢二、坝体砌筑 1.浆砌石拱坝砌筑（4）分段砌筑，逐层上升。即将拱圈分成若干段，每段先砌四周面石，然后再砌筑腹石，逐层上升。这种方法适用于跨度较大的拱坝，便于劳动组合，但增加了径向通缝。102、浆砌重力坝砌筑方法 重力坝体积比拱坝大，砌筑工作面开阔，一般采用沿坝体全长逐层砌筑，平行上升，砌筑不分段的施工方法。但当坝轴线较长、地基不均匀时，也可分段砌筑，每个施工段逐层均匀上升。若不能保证均匀上升，则要求相邻砌筑面高差不大于1.5，并做成台阶形连接。重力坝砌筑，多用上下层错缝，水平通缝法施工。为了减少水平渗漏，可在坝体中间砌筑一水平错缝段。11三、施工质量检查与控制(一)浆砌石体的质量检查 1.浆砌石体表观密度检查浆砌石体的表观密度检查在质量检查中占有重要的地位。浆砌体表观密度检查，有试坑灌砂法与试坑灌水法两种。以灌砂、灌水的手段则定试坑的体积，并根据试坑挖出的浆砌石体各种材料重量，计算出浆砌石体的单位重。取样部位、试坑尺寸及采集取样应有足够的代表性。12三、施工质量检查与控制2.胶结材料的检查 砌石所用的胶结材料，应检查其拌和均匀情况，并取样检查其强度。3.砌体密实性检查砌体的密实性是反映砌体砌缝与饱满的程度，衡量砌体砌筑质量的一个重要指标。砌体的密实性以其单位吸水量表示。其值愈小砌体之密实性愈好。单位吸水量用压水试验进行测定。13(二)砌筑质量的简易检查1.在砌筑过程中翻撬检查:对已砌砌体抽样翻起，检查砌体是否符合砌筑工艺要求。2.钢钎插扎注水检查:竖向砌缝中的胶结材料初凝后至终凝前，以钢钎沿竖缝插孔，待孔眼成型稳定后往孔中注入清水，观察510min，如水面无明显变化，说明砌缝饱满密实，若水迅速漏失，表明砌体不密。此法可在砌筑过程中经常进行，须注意孔壁不应被钢钎插入人为压实而影响检查的真实性。3.外观检查:砌体应稳定，灰缝应饱满，无通缝；砌体表面平整，尺寸符合设计要求。14第七节 渠道施工一、渠道开挖一、渠道开挖渠道开挖的方法有：人工开挖、机械开挖和爆破开挖等。开挖方法的选择取决于现有施工现场条件、土壤特性、渠道横断面尺寸、地下水位等因素。15（一）人工开挖1.施工排水 渠道开挖首先要解决地表水或地下水对施工的干扰问题，办法是在渠道中设置排水沟。排水沟的布置即要方便施工，又要保证排水的通畅。2.开挖方法 人工开挖，应自渠道中心向外分层下挖，先深后宽。为方便施工，加快工程进度，边坡处可按设计坡比先挖成台阶状，待挖至设计深度时再进行削坡。开挖后的弃土，应先行规划，尽量做到挖填平衡。16（一）人工开挖171.一次到底法 一次到底法适用于土质较好，挖深23m的渠道。开挖时先将排水沟挖到低于渠底设计高程0.5m处，然后按阶梯状向下逐层开挖至渠底，如图9-24。图图9-24（1）一次到底法18（2）分层下挖法 这种方法适用于土质较软、含水量较高，渠道挖深较大的情况。可将排水沟布置在渠道中部，逐层下挖排水沟，直至渠底，如图9-25（a）。当渠道较宽时，可采用翻滚排水沟法，如图9-25(b)，此法施工，排水沟断面小，施工安全，施工布置灵活。图图 9-25（二）机械开挖 1.推土机开挖 推土机开挖，渠道深度不宜超过1.52，填筑渠堤高度不宜超过23，其边坡不宜陡于1：2。推土机还可用于平整渠底，清除腐植土层、压实渠堤等。2.铲运机开挖铲运机最适宜开挖全挖方渠道或半挖半填渠道。对需要在纵向调配土方的渠道，如运距不远时，也可用铲运机开挖。铲运机开行线路可布置成“8”字型或环行1/2。如图9-26。1920（三）爆破开挖采用爆破法开挖渠道时，药包可根据开挖断面的大小沿渠线布置成一排或几排。当渠底宽度大于渠道深度的2倍以上时，应布置23排药包，爆破作用指数可取为1.752.0。单个药包装药量及间、排距应根据爆破试验确定。21二、渠堤填筑渠堤填筑前要进行清基，清除基础范围内的块石、树根、草皮、淤泥等杂质，并将基面略加平整，然后进行刨毛。如基础过于干燥，还应洒水湿润，然后再填筑。渠堤填筑以土块小的湿润散土为宜，如砂质壤土或砂质粘土。要求将透水性小的土料填筑在迎水面，透水性大的填筑在背水面。22二、渠堤填筑土料中不得掺有杂质，并应保持一定的含水量，以利压实。冻土、淤泥、净砂、砂礓土等严禁使用。半挖半填渠道应尽量利用挖方筑堤，只有在土料不足或土质不能满足填筑要求时，才在取土坑取土。取土料的坑塘应距堤脚一定距离，表层1520cm浮土或种植土应清除。取土开挖应分层进行，每层挖土厚度不宜超过1m，不得使用地下水位以下的土料。取土时应先远后近，应合理布置运输线路，避免陡坡、急弯，上下坡线路分开。23二、渠堤填筑渠堤填筑应分层进行。每层铺土厚度以2030cm为宜，铺土要均匀，每层铺土应保证土堤断面略大于设计宽度，以免削坡后断面不足。堤顶应做成2%4%的坡面，以利排除降水。筑堤时要考虑土堤在施工和运行过程中的沉陷，一般按5%考虑。24三、渠道衬护 渠道衬护就是用灰土、水泥土、块石、混凝土、沥青、土工织物等材料在渠道内壁铺砌一衬护层。目的：防止渠道受冲刷减少输水时的渗漏提高渠道输水能力减小渠道断面尺寸降低工程造价便于维修、管理。25（一）灰土衬护 灰土是由石灰和土料混合而成。灰土衬护渠道，防渗效果较好，一般可减少渗漏量的85%95%，造价较低。因其防冲能力低，输水流速大时应另设砌石防护冲层。衬护的灰土比为1：61：2（重量比）。衬护厚度一般为2040cm。灰土施工时，先将过筛后的细土和石灰粉干拌均匀，再加水拌和，然后堆放一段时间，使石灰粉充分熟化，待稍干后，即可分层铺筑夯实，拍打坡面消除裂缝。对边坡较缓的渠道，可不立模板填筑，铺料要自下而上，先渠底后边坡。渠道边坡较陡时必须立模填筑。一般模板高0.5m，分三次上料夯实。灰土夯实后应养护一段时间再通水。26（二）砌石衬护 砌石衬护有三种形式：干砌块石、干砌卵石和浆砌块石。干砌块石用于土质较好的渠道，主要起防冲作用；浆砌块石用于土质较差的渠道，起抗冲防渗的作用。在砂砾石地区，对坡度大、渗漏较大的渠道，采用干砌卵石衬护是一种经济的抗冲防渗措施，一般可减少渗漏量40%60%。卵石因其表面光滑，尺寸和重量较小，形状不一，稳定性差，砌筑要求较高。27（二）砌石衬护干砌卵石施工时，应按设计要求铺设垫层，然后再砌卵石。砌筑卵石以外形稍带扁平而大小均匀的为好。砌筑时应采用直砌法，即要求卵石的长边垂直于边坡或渠底，并砌紧、砌平、错缝，且座落在垫层上。坡面砌筑时，要挂线自上而下分层砌筑，渠道边坡最好为1：1.5左右，太陡会使卵石不稳，易被水流冲刷，太缓则会减少卵石之间的挤压力，增加渗漏损失。为了防止砌筑面局部冲毁而扩大，每隔1020m距离用较大卵石干砌或浆砌一道隔墙，隔墙深6080cm，宽4050cm，以增加渠底和边坡的稳定性。渠底隔墙可做成拱形，其拱顶迎向水流，以提高抗冲能力。28（二）砌石衬护 砌筑顺序应遵循“先渠底，后边坡”的原则。砌筑质量要达到“横成排、三角缝、六面靠、踢不动、拔不掉”的要求。砌筑完后还应进行灌缝和卡缝。灌缝是用较大的石子灌进砌缝；卡缝是用木榔头或手锤将小片石轻轻砸入砌缝中。29（三）混凝土衬护 混凝土衬护具有强度高、糙率小、防渗性能好（可减少渗漏90%以上），适用性条件好和维护工作量小等优点，因而被广泛采用。30（三）混凝土衬护1.现浇式混凝土衬护 大型渠道的混凝土衬护多采用现浇施工。在渠道开挖和压实后，先设置排水、铺设垫层，然后浇筑混凝土。浇筑时按结构缝分段，一般段长为10m左右，先浇渠底，后浇坡面。混凝土浇筑宜采用跳仓浇筑法，溜槽送混凝土入仓，面板式振捣器或直径3050mm振捣棒振捣。为方便施工，坡面模板可边浇筑边安装。结构缝应根据设计要求埋设止水，安装填缝板，在混凝土凝固拆模后，灌注填缝材料。31削坡机螺旋式削坡机削坡后情况砂砂垫垫层层铺铺设设、压压实实垫层压实后喷洒乳化沥青防渗层垫层铺设工作台车布料机布料机国产振动滑模衬砌机振动碾压衬砌机进口振动滑模衬砌机布料机、振动碾压衬砌机联合使用养护喷灌养护伸缩缝切割切割机坡面割缝缝隙清理充填泡沫板挤压器双组分聚硫胶配制涂抹界面剂用压缩灌缝器充填缝聚硫胶充填后的效果（三）混凝土衬护 2.预制装配式混凝土衬护装配式混凝土衬护:在预制厂制作混凝土衬护板，运至现场后进行安装，然后灌注填缝材料。混凝土预制板的尺寸应与起吊、运输设备的能力相适应，人工安装时，单块预制板的面积一般为0.41.0m。铺砌时应将预制板四周刷净，并铺于已夯实的垫层上。砌筑时，横缝可以砌成通缝，但纵缝必须错开。装配式混凝土预制板衬护，施工受气候条件影响小，施工质量易于保证，但接缝较多，防渗、抗冻性能较差，适用于中小型渠道工程。54（三）混凝土衬护3、喷混凝土衬护喷混凝土衬护前，对砌石渠道应将砌筑面冲洗干净，对土质渠道应进行修整。喷混凝土时，原则上一次成渠，达到平整光滑。喷混凝土要分块，按顺序一块一块地喷。喷射每块从渠道底向两边对称进行，喷射枪口与喷射面应昼尽量保持垂直，距离一般为0.61.0m，喷射机的工作风压在0.10.2MPa之间。喷后及时洒水养护。55（四）土工织物衬护土工织物是用锦纶、涤纶、丙纶、维纶等高分子合成材料通过纺织、编制或无纺的方式加工出的一种新型的土工材料，广泛用于工程防渗、反滤、排水等。56（四）土工织物衬护1.混凝土模袋衬护 先用透水不透浆的土工织物缝制成矩形模袋，把拌好的混凝土装入模袋中，再将装了混凝土的模袋铺砌在渠底或边坡（或先将模袋铺在渠底或边坡，再将混凝土灌入模袋中），混凝土中多余的水分可从模袋中挤出，从而使水灰比迅速降低，形成高密度、高强度的混凝土衬护。衬护厚度一般为1550cm，混凝土坍落度为20cm。利用混凝土模袋衬护渠道，衬护结构柔性好，整体性强，能适应基面变形。57（四）土工织物衬护2.土工膜衬护 过去，渠道防渗多采用普通塑料薄膜，因塑料薄膜容易老化，耐久性差，现已被新