水利施工第二章第四节.ppt

• 分缝分块方式※ 首先是沿坝轴线方向，将坝的全分为15～20m左右的若干段，坝段 之间的缝称为横缝※ 其次，每个坝段还需药根据施工条件，用纵缝、或斜缝、或错缝， 将一个坝段划分成若干坝块；或整个坝段不再分缝而进行通仓浇筑※ 所以坝段分块型式可分为第四节 混凝土坝的施工• 原因：防止不均匀沉陷和温度裂缝发生， 同时考虑到浇筑能力的局限性第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 一、分块浇筑法1、坝体施工的分缝分块纵缝分块斜缝分块错缝分块通仓浇筑第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 1）纵缝分块• 用平行于坝轴线的垂直缝，把坝段分为若干柱状体进行浇筑• 为了恢复整体性，纵缝须要设置键槽，并进行接缝灌浆处理• 键槽的两个斜面应尽可能分别 与坝体的两主应力垂直，从而 使两斜面上的剪应力接近于零键槽形式直角三角形梯形 分块分缝方式分块分缝方式纵缝分块斜缝分块通仓浇筑错缝分块纵缝斜缝错缝水平施工缝第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 2）斜缝分块• 大体沿坝体两组主应力之一的轨迹面设置斜缝，缝面剪应力很小。

• 斜缝可不进行接缝灌浆，但需布置骑缝钢筋以确保坝体的整体性• 斜缝两端必须并缝：在上游面整体浇筑，在斜缝终止处设在并缝廊道• 斜缝分块的浇筑顺序不能颠倒，相邻高差控制也严格3）错缝分块 施工干扰大等等，现已很少采用4）通仓浇筑• 由于浇筑尺寸大，所以温控要求严• 典型工程实例：1972年美国德沃歇克坝 高219m，最大坝宽达153m，浇筑块高度1.5m 浇筑温度6.7~4.4oC 基础及老混凝土约束范围内，预埋冷却水管等2、混凝土坝的温度控制 第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 1）作用和目的归纳有三方面：• 防止坝块的温度裂缝• 防止坝体接缝灌浆后的接缝再度张裂• 调整和改善坝体的温度应力2）温度裂缝按发生部位和深度不同，划分为：表面裂缝深层内部裂缝基础贯穿裂缝• 表面裂缝 混凝土浇筑后，其内部由于水化热温升，体积膨胀，如遇寒潮，气温骤降，表层降温收缩内胀外缩，在混凝土内部产生压应力，表层产生拉应力。

裂缝多发生在注块侧壁，方向不定，数量较多，短而浅，随着混凝土内部温度下降，外部气温回升，有重新闭合的可能 第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 • 基础贯穿裂缝和深层内部裂缝变形变形和约束约束是产生应力的两个必要条件 ※基础贯穿裂缝： 约束(包括基岩和老混凝土）在降温收缩时引起拉应力当其超过混凝土的允许抗拉强度时，就会产生裂缝，由于它自下而上的延伸发展，可能贯穿到坝的下游面，或横向分割坝体，贯穿到坝体顶部，故称之第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 ※深层内部裂缝：即非表面裂缝，又未发展到贯穿坝体，称之3）基础约束而产生的温度应力(拉应力）计算第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 ①假定基础为刚性，则混凝土底面产生的拉应力为：②假定基础为软体，则混凝土底面产生的拉应力为：③基础即不是刚体，也不是软体，因此其所产生的温度拉应力为：其中：R－约束系数柱状块的收缩变形与基础约束影响基础约束影响系数 R3）基础约束而产生的温度应力计算（续）第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 ④以上考虑约束系数的温度应力，并不能代表实际的温度应力，还必须考虑混凝土的徐变和应力松弛，所以温度拉应力应为：其中：Kp－混凝土徐变应力松弛系数， 其值约为0.5。

约束系数R的大小，主要取决于混凝土弹模和基岩弹模的比值（即E/Er）以及块体宽度与高度的比值（即h/L）的大小4）大体积混凝土温度控制的任务及标准• 温度控制任务：※首要任务是控制混凝土的入仓温度和水化热温升，从而降低混凝 土内部的最高温升，使温差降低到允许范围 ※其次，是通过二期冷却，使坝体温度从最高温度降到接近稳定温 度，以便在达到灌浆温度后及时进行纵缝灌浆 第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 • 温度控制标准实质：就是将大体积混凝土内部和基础之间的温差控制在基 础约束应 力σ小于混凝土允许抗拉强度以内 ，即：用基础约束应力作为控制标准 即：5）大体积混凝土的温度控制措施 （1）减少混凝土的发热量• 减少每立方米混凝土的水泥用量※ 根据坝体的应力场对坝体进行分区，对于不同分区采用不同标号的混凝土；※ 采用低流态或无塌落度干硬性贫混凝土；※ 改善骨料级配，增大骨料粒径，对少筋混凝土坝可埋放大块石，以减少每立方 米水泥用量；※ 大量掺粉煤灰，掺和料的用量可达水泥用量的25％～40％；※ 采用高效外加减水剂不仅能节约水泥用量约20％，使28天龄期混凝土的发热量 减少25％～30％，且能提高混凝土早期强度和极限拉伸值。

常用的减水剂有酪 木素，糖蜜、MF复合剂等 • 采用低发热量的水泥第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 （2）降低混凝土的入仓温度• 合理安排浇筑时间• 采用加冰或加冰水拌和第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 • 对骨料进行预冷水冷 风冷 真空气化冷却 （3）加速混凝土散热• 采用自然散热冷却降温• 在混凝土内预埋水管通水冷却低温地下水和库内低温水 一期通水冷却目的在于削减温升高峰，减小最大温差，防止贯穿裂缝发生一期通水冷却通常在混凝土浇后几小时便开始，持续十天半月，达到预定降温值方停止 二期通水冷却可以充分利用一期冷却系统二期冷却时间的长短，一方面取决于实际最大温差，又受到降温速率不应大于1.5℃／d的影响，且与通水流量大小、冷却水温高低密切相关通常二期冷却应保证至少有10～15℃的温度降，使接缝张开度有0.5mm，以满足接缝灌浆对灌缝宽度的要求 第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 正在铺设通水冷却的塑料管第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 1、混凝土坝施工技术的重大变革1974年，巴基斯坦塔贝拉首先用碾压混凝土进行消力池的修复工程，共浇筑了34.4万m3。

1979年，日本岛地川应用碾压混凝土开始修建高89m的拦河坝，在总方量32万m3中，碾压混凝土量占50％1979年，中国开始开展碾压混凝土研究相继在四川铜街子、福建沙溪口和坑口、广西天生桥二级和岩滩、贵州普定等工程中得到应用和推广这些工程浇筑的碾压混凝土总量已在百万立方米以上 二、碾压混凝土法典型工程：广西红水河龙滩工程碾压混凝土坝，最大坝高216m超过已建的哥伦比亚米尔坝（188m）第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 2、碾压混凝土施工工艺 碾压混凝土施工是指用土石方工程的施工机械运输、摊铺，振动碾压实超干硬性拌和物的混凝土，修建大坝的施工方法碾压混凝土工艺流程图碾压混凝土工艺流程图碾压混凝土施工作业流程图碾压混凝土施工作业流程图自卸汽车供料平仓机平仓切缝机切缝振动碾压实1）采用VC值为10～30s的干贫混凝土2）大量掺加粉煤灰，简化温控措施 不仅可以减少混凝土的初期发热量，增加混凝土的后期强度，简化混凝土的温控措施，而且有利于降低工程成本通常，日本掺加粉煤灰量较少，少于或等于胶凝材料总量的30％。

我国和有些国家掺粉煤灰较多，高达胶凝材料总量的60％～80％实践表明，碾压混凝土的单价较常态混凝土可降低15％～30％3、碾压混凝土筑坝的技术特点第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 VC值指在规定的振动频率、振幅及压重条件下，碾压混凝土拌和物从开始振动至表面泛浆所需的时间 VC值是衡量碾压混凝土拌和物工作度和可施工性能的一个指标试验证明： 当VC值小于40s时，碾压混凝土的强度随VC值的增大而提高； 当VC值大于40s时，混凝土强度则随VC值增大而降低 3）采用通仓薄层浇筑• 特点：增加散热效果，取消冷却水管，减少模板工程量， 简化仓面作业，有利于加快施工进度第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 日本：碾压层厚通常为70cm，间歇上升，层面需作处理； 美国：则采用层厚30cm，严格控制层间间歇不超过初凝时间，故 层间可不作处理，连续上升 • 碾压层厚度：不仅与碾压机械性能有关，而且与采用的 设计准则和施工方法密切相关。

如：4）大坝横缝采用切缝法或形成诱导缝 5）靠振动压实机械使混凝土达到密实第第二二章章混混凝凝土土工工程程及及浆浆砌砌石石工工程程施施工工 尽量减少坝内孔洞，不设纵缝坝段间横缝用切缝机切割或设置诱导孔等方法形成 切缝采一般用“先切后碾”，也可采用“先碾后切”填缝材料一般采用塑料膜、金属片或干砂 诱导孔成缝即是碾压混凝土浇筑完一个升程后，沿分缝线用手风钻钻孔并填砂诱导成缝 一个条带平仓完成后应立即开始碾压 一般选用自重大于10t的大型滚筒自行式振动碾，作业时行进速度为1～1.5km/h，碾压遍数通过现场碾压试验确定。