湖北水利水电职业技术学院
教 师 授 课 教 案
课程名称:水利水电工程施工技术 200 年至200 年第 学期第 27 次课
授课班级: 03级水工 编制日期: 年 月 日
课题(章节): 第八章 土石建筑物施工
8.5 面板堆石坝施工
传授主要知识点:
堆石材料质量与坝体材料分区、 堆石坝填筑工艺
压实参数和质量控制、钢筋混凝土面板的浇筑
传授主要技能点:
了解面板堆石坝的施工方法、石料场的规划及施工质量控制及检查
教学步骤安排: 1、复习上节课内容
2、讲述面板堆石坝施工工艺及注意事项
3、小结本次课内容
授课方式: 1、课堂讲授
2、多媒体演示
3、介绍典型的施工实例
教学手段:
板书、多媒体、相关施工图片
作业布置情况:
利用课后习题进行练习,巩固知识,补充习题。
课后分析与小结:
第五节 面板堆石坝施工
混凝土面板堆石坝是近期发展起来的一种新坝型,它具有工程量小、工期短、投资省、施工简便、运行安全等优点。近三十年来,由于设计理论和施工机械、施工方法的发展,更显出面板堆石坝在各类坝型中竞争优势。
一、堆石材料质量要求和坝体材料分区
面板堆石坝上游有薄层防渗面板,面板可以是钢筋混凝土的,也可以是柔性沥青混凝土的。坝体主要是堆石结构。
1、堆石材料的质量要求
(1)主要部位的石料抗压强度不低于78MPa,次要部位石料抗压强度应在50~60MPa之间;
(2)石料硬度不应低于莫氏硬度表中的第三级,其韧性不应低于2kg?m/cm2;
(3)石料的天然密度不应低于2.2g/cm3;
(4)石料应具有抗风化能力,其软化系数水上不低于0.8,水下不低于0.85;
2、面板堆石坝的坝体分区
根据面板堆石坝不同部位的受力情况,将坝体进行分区,如图9-19。
图9-19 面板堆石坝标准剖面图
(1)垫层区
主要作用是为面板提供平整、密实的基础,将面板承受的水压力均匀传递给主堆石体。要求用石质新鲜,级配良好的碎石料填筑。
(2)过渡区
主要作用是保护垫层区在高水头作用下不产生破坏。其粒径、级配要求符合垫层料与主堆石料间的反滤要求。一般最大粒径不超过350~400mm。
(3)主堆石区
主要作用是维持坝体稳定。要求石质坚硬,级配良好,允许存在少量分散的风化料,该区粒径一般为600~800mm。
(4)次堆石区
主要作用是保护主堆石体和下游边坡的稳定。要求采用较大石料填筑,允许有少量分散的风化石料,粒径一般为1000~1200mm。由于该区的沉陷对面板的影响很小,故对填筑石料的要求可放宽一些。
二、堆石坝填筑工艺、压实参数和质量控制
1、填筑工艺
堆石坝填筑可采用自卸汽车后退法或进占法卸料,推土机摊平。
后退法 汽车在压实的坝面上行驶,可减轻轮胎磨损,但推土机摊平工作量很大,影响施工进度。垫层料的摊铺一般采用后退法,以减少物料的分离。
进占法 自卸汽车在未碾压的石料上行驶,轮胎磨损较严重,卸料时会造成一定分离,但不影响施工质量,推土机摊平工作量可大大减小,施工进度快。
主堆石体、次堆石体和过渡料一般采用自行式或拖式振动碾压实。垫层料由于粒径较小,且位于斜坡面,可采用斜坡振动碾压实或用夯击机械夯实,局部边角地带人工夯实。为了改善垫层料的碾压效果,可在垫层料表面铺填一薄层砂浆,既可达到固坡的目的,同时还可利用碾压砂浆进行临时度汛,以争取工期。
2、堆石体的压实参数和质量控制
(1)压实参数
堆石体填料粒径一般在600~1200mm之间,铺填厚度根据粒径的大小而不同,一般为60~120cm,少数可达150cm以上。振动碾压实,压实遍数随碾重不同而异,一般为4~6遍,个别可达8遍。
垫层料最大粒径为150~300mm,铺填厚度一般为25~45cm,振动碾压实,压实遍数通常为4遍,个别6~8遍。
堆石坝坝壳石料粒径较大,一般为1000~1500mm,铺填厚度在1m以上,压实遍数为2~4遍。
据统计,不同部位的堆石料压实干密度均在2.10~2.30g/cm3之间。压实参数应根据设计压实效果,在施工现场进行压实试验后确定。
(2)堆石坝施工质量控制
堆石体的压实效果可根据其压实后的干密度的大小在现场进行控制。堆石体干密度的检测一般采用挖坑注水试验法,垫层料干密度检测采用挖坑灌砂试验法。试验时应注意如下事项:
1)取样深度应等于填筑厚度;
2)试坑应呈圆柱形;
3)坑壁若有大的凹陷和空隙,应用粘土或砂浆堵塞,以防止注水时塑料薄膜架空而影响检测精度;
4)试坑直径与填筑料的最大粒径比应符合有关试验规程的规定。
(三)钢筋混凝土面板的浇筑
1、分缝分块
钢筋混凝土面板的主要作用是防渗,由于其面积大、厚度薄,为使其适应堆石体的变形应进行分缝。一般用垂直于坝轴线方向的纵缝将面板分为若干块,中间为宽块,每块宽12~14m,两侧为窄块,宽6~7m。
2、面板混凝土浇筑
面板堆石坝的钢筋混凝土面板施工程序如图9-20。通常面板混凝土采用有轨或无轨滑模浇筑,坝顶卷扬机牵引,每浇一次滑模提升20~30cm;低流态混凝土,坍落度一般为5~7cm,电动软轴振捣棒振捣,混凝土出模后人工抹面处理,并及时用塑料薄膜或草袋覆盖,以防雨水冲淋,坝顶用花管长流水养护至蓄水前。
图9-20