项目三：混凝土闸坝段施工方案

1. 指导老师：张军 项目三：混凝土闸坝段施工方案 11施工监理2班 第二组 组长：黄荣基 组员：吴柽、何满堂、肖旭啸、 岑达洪、饶有旋、张格敏

2. 背景： • (1) 拦河闸 • 拦河闸位于河床主流部位，右侧与预留船闸连接，左侧与水电站厂房相邻。拦河闸共设11孔，每孔净宽14m，中墩厚2. 2m，缝墩厚2.82m，边墩1.5m，全长共182.10m。泄流总净宽154.0m，每孔均设有平板钢闸门控制泄量，固定式启门机操作，11孔共用两扇检修闸门，与厂房共用一台移动式启门机。设计泄洪流量5633m3/s，校核泄洪流量7053 m3/s。 • 闸址河床高程约76.0m，闸室底面高程76.0m，基本与河床齐平，闸顶高程87.5m，最大闸高13.5m。闸室长17.0m，闸上游设有长18m的铺盖保护河床，闸基直接置于在较密实的砂砾石层上，基底采用垂直砼防渗墙基嵌入弱风化花岗岩内。闸顶设有沟通两岸交通的公路桥，桥面宽5m。 • (2) 水电站厂房 • 本电站为低水头河床式厂房，内设灯泡贯流式机组三台，单机容量6.70MW，机组中心线位于拦河闸轴线下游24.29m处，机组间距11.5 m，机组安装高程为70.30m，流道全长（自进口拦污栅上游侧至尾水事故门槽下游侧止）63.88m，每台机组在进水口处设有75°倾斜式拦污栅，清污采用一台移动式清污机，三台机组设一扇检修平面钢闸门，检修闸门和闸坝事故检修闸门共用一台2×400kN门式启闭机控制。尾水出口处每孔设一扇尾水事故检修闸门，各由一台2×250kN固定式启闭机控制。坝顶公路桥设在进水口闸墩顶部清污机和门式启闭机中间，桥面高程87.50m，桥面宽5m。 • 主厂房尺寸为62.0×17.6×33.04m（长×宽×高），共分为三层：操作层高程为82.92m，布置有机组调速器油压装置、机旁盘等设备；设备层高程为77.52m，布置有供水泵、消防泵及压气机等设备；下部设备廊道层高程64.80m，布置有低位油箱及油泵等设备。 • 副厂房位于主厂房和安装间的下游侧；平面尺寸为62.0×14.1m（长×宽），分两层布置，上层为设备层，高程为82.89m，布置有中控室、通信室、高压实验室、高压开关柜室及厂用盘室等；下层为电缆层，高程79.89m。

3. 问题： 1.本工程料场选择情况。 1.1 砂料场 1.2土料场 1.3石料场 根据提供的料场料源情况，通过技术经济比较选择料源。提出料场的开采、加工、运输方式及设备 2.拟定本工程地基处理方式 3.闸坝段施工方案 3.1闸坝地基灌浆有哪些种类？各有什么作用？ 3.2为防止混凝土坝出现裂缝，可采取哪些温控措施？ 3.3混凝土浇筑的施工过程包括哪些？ 3.4对于独立坝段，每个坝段的分缝分块型式可以分为几种？ 3.5大坝水工混凝土浇筑的运输方案有哪些？本工程采用哪种运输方案？ 3.6混凝土拌和设备生产能力主要取决于哪些因素？ 3.7混凝土的正常养护时间约为多长？

4. 1.本工程料场选择情况 • 1.1 砂料场 • 答：闸坝区：在坝址上、下游各0.4km（料区中心距离）的河段内，进行水上钻探了解，砂层厚度1.90m～3.10m，以下为砂砾混合层，从试验成果反映，砂属粗中砂，干净，各指标基本符合砼用砂质量要求，其储量32.22万m3。 • 防护区：沿东江干流河段选两个砂料场（勘察3个），其编号为Ⅰ2（黄石段）、Ⅰ3（满东坑段），利用水上作业船钻探了解，其砂层厚度一般在1.60m～3.40m不等，以下为砂砾石混合层。经地质野外观察、试验，砂属粗中砂，较干净，总储量92.89万m3，满足设计用量的要求。

5. 1.本工程料场选择情况 • 1.2土料场 • 答：闸坝区：勘探两个料场，Ⅱ1位于坝址左岸下游；Ⅱ2位于坝址右岸上游，距坝轴线0.5～0.6km，料区内局部种植油茶。勘探以钻探为主，土层厚度2.50～5.50m不等，土质属砾质粉质粘土，各项质量技术指标基本符合设计需要，有用层的总储量77.76万m3。 • 防护区：按各堤段和填高段的需要，兼顾将来施工开采用料的需求，本次选用13个料场（共勘探了23个料场），各料场的位置基本靠近堤段的上、下游或堤内的山坡上，部分料区内种植有油茶树。从勘探揭示，各料场可取土层一般较薄，储量方仍可满足填筑需要，由于料区地形较零乱，不利于机械化施工。从野外地质鉴定，大部分土层属砾质粉质粘土，只要施工管理得当，控制质量要求，对低矮堤围仍可应用。

6. 1.本工程料场选择情况 • 1.3石料场 • 答：本工程共勘察四个石料场，本阶段选用三个。供闸坝区的石料源为Ⅲ1料场，位于坝址下游右岸的公洞口，距坝址1.6km，其余两个料场处于防护区的不同堤段间，Ⅲ2料场位于黄石的下游神下村；Ⅲ3料场位于河流左岸，高兰上游的隔岭村东侧。各料场岩性为绢云母化斑状黑云母花岗岩，场区出露见弱风化。目前各料场都为民间开采。储量、质量基本满足闸坝、防护区工程所需。

7. 1.本工程料场选择情况 • 根据提供的料场料源情况，通过技术经济比较选择料源。提出料场的开采、加工、运输方式及设备。 • 答：综上所述，经本阶段勘察的天然建筑材料，砂料：选择3个料场，砂为粗中砂，从质量、储量完全满足闸坝、防护区所需。土料：选择15个料场（坝区2个、防护区13个），基本为砾质粉质粘土，闸坝区所需的料源从质量、储量及运输条件均好。防护区由于堤段分散，地形条件复杂，可取层较薄，不利于机械化施工，各料区基本处于堤段的上、下游，储量可满足工程需要，质量上对低矮堤围仍可应用。石料：选择的3个料场，岩性为绢云母化斑状黑云母花岗岩，弱风化和微风化的岩石，质量可满足工程要求，储量丰富，满足设计用量的需要。 • 运输方式：按距离的不同，有以下方式可选用 采取1m³挖掘机装砂石料自卸汽车运输、人工上料手推车运输、采用固定采料场履带式运输机运输 • 运输设备：铲运机、单斗挖掘机、手推车、推土机、自卸汽车、履带式运输机

8. 2.拟定本工程地基处理方式 • 答：常用的地基处理方法有：换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。 • 因考虑改工程的坝址的地质条件与水文条件，该工程若选择软基方案，由于坝址表层粗砂、砾砂层较松散，采取有效的压密加固措施或予以挖除，同时，由于坝址所在岩层有裂缝，所以应该做好卵砾石层防渗，建议做闸基上、下游卵砾石层的高压喷灌围封、及闸坝基下游及两岸的防冲、护岸等措施。 • 对此，地基处理方案采取：高压喷射注浆法与预压法想结合的方法。

9. 高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时，应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大，除地基加固外，也可作为深基坑或大坝的止水帷幕高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时，应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大，除地基加固外，也可作为深基坑或大坝的止水帷幕 • 预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时，可采用天然地基堆载预压法处理，当软土层厚度超过4m时，应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程，必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。

10. 3.闸坝段施工方案 • 3.1闸坝地基灌浆有哪些种类？各有什么作用？ • 答：闸坝地基灌浆有固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆、接缝灌浆、回填灌浆和劈裂灌浆，共六种。 固结灌浆的作用： （1）提高基岩的弹性模量，增强其整体性，提高基岩的承载力 （2）增加坝基岩石的密实度，降低岩体的渗透性 （3）帷幕上游面的固结灌浆孔，可起辅助帷幕的作用 帷幕灌浆的作用： 帷幕灌浆是在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕的工程。帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接，底部深入相对不透水岩层一定深度，以阻止或减少地基中地下水的渗透；与位于其下游的排水系统共同作用，还可降低渗透水流对闸坝的扬压力 接触灌浆作用： 按缝灌浆是用浆液灌入混凝土与基岩或混凝土与钢板之间的缝隙，以增强接触面的结合能力，这种缝隙是由于混凝土的凝固收缩而造成的。在固结灌浆的部位，结合固结灌浆进行。

11. 3.闸坝段施工方案 接缝灌浆作用： 接缝灌浆是通过埋设管路或其他方式将浆液灌入混凝土坝体的接缝，以改善传递条件，增强坝体的整体性。 回填灌浆作用： 回填灌浆是用浆液填充混凝土与围岩或混凝土与钢板之间的空隙和孔洞，以增强围岩或结构的密实性。 劈裂灌浆作用： 在灌浆压力作用下，浆液克服和各种地层的初始应力和抗拉强度，引起岩石或土体结构破坏和扰动，使地层中原有的孔隙（裂隙）扩张，或形成新的裂隙（孔隙），从而使低透水性地层的可灌和浆液扩散距离增大。

12. 3.闸坝段施工方案 • 3.2为防止混凝土坝出现裂缝，可采取哪些温控措施？ • 答：1.减少混凝土的发热量：采用减少每立方米混凝土的水泥用量、采用低发热量的水泥。 • 2.降低混凝土的人仓温度：采用合理安排浇筑时间、采用加冰或加冰水拌合、对骨料进行预冷。 • 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。

13. 3.闸坝段施工方案 • 3.3混凝土浇筑的施工过程包括哪些？ • 答：混凝土浇筑的施工过程包括浇筑仓面准备，人仓铺料、平仓振捣和浇筑后的养护 • ①浇筑仓面准备：地基表面处理、施工缝处理（凿毛、刷毛、高压水冲毛、喷毛）。 • ②入料铺料：平层铺料（平浇）法、台阶铺料（浇筑）法。 • ③平仓振捣：平仓、振捣。 • ④养护：在一定的时间内保持混凝土的温度和湿度，防止水分蒸发过快而影响质量。

14. 3.闸坝段施工方案 • 3.4对于独立坝段，每个坝段的分缝分块型式可以分为几种？ • 答：混凝土坝的分缝分块，应首先根据建筑物的布置沿坝轴线方向，将坝分为若干坝段，坝段之间的缝垂直于坝轴线故称为横缝，然后每个坝段再用若干平行于坝轴线的缝即纵缝分为若干个坝块。混凝土中，对于独立的坝段，坝段的分缝分块形式有纵缝分块、斜缝分块和错缝分块三种。 • 竖缝分块就是用平行于坝轴线的铅直缝或宽槽把坝段分为若干个柱状体的坝块； • 斜缝分块的布置往往倾向上游或倾向下游，倾向下游是不能通到坝的上游面，以免造成渗漏通道； • 错缝分块就是用错开的竖缝将坝体分成若干个叠置错缝的浇筑块。

15. 3.闸坝段施工方案 • 3.5大坝水工混凝土浇筑的运输方案有哪些？本工程采用哪种运输方案？ • 答：大坝水工混凝土浇筑的运输方案有门、塔机运输方案，缆机运输方案以及辅助运输浇筑方案。本工程采用门、塔机运输方案。 • 混凝土运输及主要机械设备 • 左岸泄洪闸坝段混凝土垂直运输手段共布置5台，其中包括1台K80/115塔机、1台MQ540高架门机、3台WK-4履带吊（电吊）。 • 右岸主厂房段段混凝土垂直运输手段共布置6台，其中包括1台K80/115塔机、2台MQ540高架门机、3台WK-4履带吊（电吊）。 • 溜槽、溜筒 • 左岸挡水坝段混凝土浇筑门塔机覆盖不到的部位，采用人工溜槽或溜筒辅助入仓。 • 混凝土水平运输 • 混凝土水平运输采用20T自卸车20辆，混凝土运输通过上述施工道路从拌和站运至施工部位，混凝土出拌和楼后，尽量缩短运输时间，减少转运次数。

16. 3.闸坝段施工方案 • 3.6混凝土拌和设备生产能力主要取决于哪些因素？ • 答：混凝土拌合设备生产能力主要取决于设备容量、台数与生产率等因素，而混凝土搅拌楼由设备容量直接与供料、贮料、配料、搅拌、出料、控制等系统及结构部件息息相关，这是一个用于周期式生产预拌混凝土的成套设备。 • 注：混凝土搅拌楼设备效率是比搅拌站高很多，同样型号的混凝土搅拌楼基本上是搅拌站的两倍。

17. 3.闸坝段施工方案 • 3.7混凝土的正常养护时间约为多长？ • 答：混凝土的正常养护时间：养护开始的时间与外界环境的温度，湿度有关。一般塑性混凝土浇筑后6～18h开始，对于低塑性混凝土宜在浇筑完毕后立即喷雾养护。混凝土应连续养护，由专人负责，并做好养护记录。养护期内应始终保持混凝土表面湿润，养护持续时间不宜少于28d，有特殊要求的部位可适当延长养护时间。