水利施工技术PPT课件.pptx
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1、水利工程施工技术水利工程施工技术主要内容主要内容地基要求及处理地基要求及处理方法方法灌浆技术灌浆技术土石坝施工技术土石坝施工技术面板堆石坝施工面板堆石坝施工技术技术砌石工程砌石工程砼的生产与运输砼的生产与运输模板和钢筋模板和钢筋砼坝施工技术砼坝施工技术堤防施工技术堤防施工技术冬雨季施工及相冬雨季施工及相关强制性标准关强制性标准安全施工技术安全施工技术强制性标准强制性标准培训大纲.地基处理与灌浆工程(一)分类: 1、岩基:由岩石构成的基础,又称岩基 2、软基 砂砾石地基:由砂砾石、砂卵石构成,空隙大。孔隙率高,因而渗透性强 软土地基:由淤泥、壤土、粉细砂等细微粒子的土质构成的地基,软土地基特点:
2、孔隙率大、压缩性大、含水量大、渗透系数小、水分不易排除、承载力差、沉陷大、触变性强,在外界影响下易变形。地基处理地基处理一、地基基础的要求地基处理与灌浆工程(二)对地基的基本要求: 1、足够的强度:承受上部结构传递的应力 2、整体性和均一性:能够防止基础的滑动和不均匀性沉降 3、抗渗性耐久性:能够避免发生严重的渗漏和渗透破坏 4、耐久性:能够防止在地下水长期作用下发生侵蚀破坏地基处理地基处理一、地基基础的要求地基处理与灌浆工程 1、开挖 :挖出不符合设计的覆盖层,最为常用 2、灌浆灌浆 :利用灌浆泵的压力,通过钻孔、预埋管路、或其他方式将各类利用灌浆泵的压力,通过钻孔、预埋管路、或其他方式将各
3、类浆液地基中裂隙、洞穴,或砼的裂缝、接缝内,达到加固防渗等目的浆液地基中裂隙、洞穴,或砼的裂缝、接缝内,达到加固防渗等目的 3、防渗墙防渗墙 :使用专用机具钻凿圆孔或直接开挖操控,以泥浆固壁孔内浇使用专用机具钻凿圆孔或直接开挖操控,以泥浆固壁孔内浇筑砼或其他防渗材料或安装预制砼构件,形成地下连续墙体筑砼或其他防渗材料或安装预制砼构件,形成地下连续墙体 4、置换 :换填 5、排水法 :利用排水设施,排除土中水分,加速土壤固结 6、挤实法:计淤 7、桩基础:打入桩、灌注桩、旋喷桩、深层搅拌桩 8、锚固:受拉杆件一端固定于岩体,一端与工程结构相连,利用锚固结构的抗剪抗拉强度,改善岩土力学性质。地基处
4、理地基处理二、地基处理的方法地基处理与灌浆工程(一)灌浆分类: 1、按材料:水泥、黏土、化学灌浆 2、按地层分类:岩石地基灌浆、砂砾石地机灌浆、土层灌浆 3、按目的: 帷幕灌浆:减小渗流量、降低扬压力 固结灌浆:提高岩体整体性和抵抗变形能力 接触灌浆:增加接触面结合能力 接缝灌浆:改善传力条件增加坝体整体性 回填灌浆:增加围岩或结构的密实性 4、按灌浆压力:常压和高压(3MPa以上)灌浆工程灌浆工程一、灌浆施工要求地基处理与灌浆工程(二)钻孔灌浆的机械设备灌浆泵(容许灌浆压力大于最高灌浆压力的1.5倍)、浆液搅拌机、灌浆记录仪(灌浆压力、注浆率、浆液相对密度)灌浆工程灌浆工程一、灌浆施工要求地
5、基处理与灌浆工程(三)灌浆方式和灌浆方法 1、灌浆方式纯压式:浆液注入孔段和岩体裂隙不再返回。适合有大裂隙,孔深不超过15m的情况循环式:浆液通过射浆管注入管段内,部分深入裂隙,部分返回。优点:一方面防止沉淀,一方面根据进浆和回浆比重的差值判断岩层吸收水泥的情况 2、灌浆方法: 全孔一次灌浆 将孔一次钻完,全孔段一次灌浆。适合地质条件比较好,孔深不深(小于6m),基岩比较完整的情况 自上而下分段灌浆法:自上而下钻进,随段位安设灌浆塞,逐段灌浆 自下而上分段灌浆法:一钻到底,自下而上逐段灌浆 综合灌浆法:根据裂隙发育情况沿深度的发育情况,综合以上两种 孔口封闭灌浆法:采用自上而下灌浆时各段灌浆灌
6、浆时都在孔口安装孔口封闭器进行灌浆的方法灌浆工程灌浆工程一、灌浆施工要求地基处理与灌浆工程(三)灌浆方式和灌浆方法灌浆工程灌浆工程纯压式纯压式循环式循环式一、灌浆施工要求地基处理与灌浆工程 灌浆工程灌浆工程(三)灌浆方式和灌浆方法一、灌浆施工要求地基处理与灌浆工程(四)帷幕灌浆: 1、钻孔钻孔: 钻孔位置与设计位置不得偏差10cm(孔位) 孔深符合设计规定(孔深) 钻孔孔壁应平直完整(孔斜) 钻孔孔向准确(孔向) 2、钻孔冲洗钻孔冲洗 孔内沉积厚度不得超过20cm 冲洗压力可为管将压力的80%,但该值大于1MPa,取1MPa灌浆工程灌浆工程一、灌浆施工要求帷幕灌浆施工工艺:钻孔钻孔 钻孔冲洗钻
7、孔冲洗 压水试验 灌浆 灌浆质量检查地基处理与灌浆工程(四)帷幕灌浆: 3、压水试验压水试验 目的:压水试验是用高压方式把水压入钻孔,根据岩体吸水量,计算了解岩体裂隙发育情况和透水性的一种原位试验 帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时,先导孔应自上而下进行压水试验,各次序孔的各灌浆段进行简易压水 采用自下而上分段灌浆法时,先导孔应自下而上进行压水试验,各次序孔灌浆前进行全孔一次冲洗除孔底段外不可进行钻孔冲洗和简易压水压水试验采用5点法或单点法灌浆工程灌浆工程一、灌浆施工要求帷幕灌浆施工工艺:钻孔 钻孔冲洗 压水试验压水试验 灌浆 灌浆质量检查地基处理与灌浆工程(四)帷幕灌浆: 3、压水试验压水试验
8、 灌浆工程灌浆工程一、灌浆施工要求帷幕灌浆施工工艺:钻孔 钻孔冲洗 压水试验压水试验 灌浆 灌浆质量检查地基处理与灌浆工程(四)帷幕灌浆: 4、灌浆灌浆 灌浆方式: 帷幕灌浆优先采用循环式,射浆管距孔底不得超过50cm 灌浆方法: 原则:分序加密分序加密(先下游排后上游排最后中间排先下游排后上游排最后中间排),边排孔分三序, 中间孔分二序或三序,帷幕灌浆段长度56m,可适当加长,但不得超过10m,采用自上而下分段灌浆法时,灌浆塞应塞在已灌段段底以上50cm处 管将压力: 采用循环式,压力表安在回浆管路上,采用纯压式压力表安在进浆管路上;浆液浓度由稀到浓逐级变换灌浆工程灌浆工程一、灌浆施工要求帷
9、幕灌浆施工工艺:钻孔 钻孔冲洗 压水试验 灌浆灌浆 灌浆质量检查地基处理与灌浆工程(四)帷幕灌浆: 4、灌浆灌浆 灌浆方式 灌浆方法 管将压力灌浆工程灌浆工程一、灌浆施工要求帷幕灌浆施工工艺:钻孔 钻孔冲洗 压水试验 灌浆灌浆 灌浆质量检查地基处理与灌浆工程(四)帷幕灌浆: 4、灌浆灌浆 灌浆结束标准: 采用自上而下分段灌浆法自上而下分段灌浆法时,注入率不大于0.4L/min,继续灌注60min,或不大于1L/min,继续灌注90min,灌浆可以结束 采用自下而上分段灌浆法自下而上分段灌浆法时,以上持续灌注时间相应减少30min,60min 采用孔口封闭法孔口封闭法时,同时满足两个条件满足两个
10、条件:设计压力下,注入率不大于1L/min;持续灌注90min以上全过程中,持续灌注不少于120min灌浆工程灌浆工程一、灌浆施工要求帷幕灌浆施工工艺:钻孔 钻孔冲洗 压水试验 灌浆灌浆 灌浆质量检查地基处理与灌浆工程(四)帷幕灌浆: 4、灌浆灌浆 封孔方法:采用自上而下分段灌浆法时:“分段压力灌浆封孔法”采用自下而上分段灌浆法时:“置换与压力灌浆封孔法” “压力灌浆封孔法”灌浆工程灌浆工程一、灌浆施工要求帷幕灌浆施工工艺:钻孔 钻孔冲洗 压水试验 灌浆灌浆 灌浆质量检查地基处理与灌浆工程(四)帷幕灌浆: 4、灌浆灌浆 特殊情况处理: 发生冒浆:嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆
11、发生串浆:如串浆孔具备灌浆条件,可同时进行,一泵灌一孔,否则用塞塞住 发生中断:因故中断及早恢复,否则应立即扫孔,而后恢复,恢复时采用开灌比级水泥浆,若注入率较中断前减少较多,影增大浓度,若减少很多,甚至停止吸浆,应采取补救措施灌浆工程灌浆工程一、灌浆施工要求帷幕灌浆施工工艺:钻孔 钻孔冲洗 压水试验 灌浆灌浆 灌浆质量检查地基处理与灌浆工程(四)帷幕灌浆: 5、灌浆质量检查灌浆质量检查 以检查孔压水试验成果为主,检查孔压水试验应在该部位灌浆结束后14天后进行,检查孔数量宜灌浆孔的10%,检查孔采用自上而下分段卡塞 压水试验,试验采用五点法和单点法 检查孔应布置在以下部位: a、帷幕中心线;
12、b、岩石破碎、断层、大孔隙地质条件复杂部位 ; c、孔偏斜大、灌浆情况不正常经分析对帷幕灌浆质量有影响的部位 ;灌浆工程灌浆工程一、灌浆施工要求帷幕灌浆施工工艺:钻孔 钻孔冲洗 压水试验 灌浆 灌浆质量检查灌浆质量检查地基处理与灌浆工程(四)帷幕灌浆: 5、灌浆质量检查灌浆质量检查 帷幕灌浆质量合格标准 方法:用压水试验检查 坝体砼与基岩接触段及下一段合格率应为100% 再以下各段合格率应为90% 不合格段的透水值不应超过设计规定值的100%,且不集中灌浆工程灌浆工程一、灌浆施工要求帷幕灌浆施工工艺:钻孔 钻孔冲洗 压水试验 灌浆 灌浆质量检查灌浆质量检查地基处理与灌浆工程 1、灌浆方式:循环
13、式和纯压式 2、灌浆技术要求 分序加密的原则 灌浆孔基岩段小于6m时采用全孔一次灌注,不利地质条件或灌浆压力大于3MPa时,分段进行 裂隙冲洗时,回水清净为止,冲洗压力为灌浆压力的80%,若值大于1MPa,采用1MPa 压水试验应在裂隙冲洗后进行,采用单点法;孔数不宜少于灌浆孔的5% 结束标准:注入率不大于0.4L/min,持续时间30min,可结束 压水试验检查(灌浆结束3-7天),岩体波速检查(灌浆结束14天),静弹性模量(灌浆结束28天) 压水试验孔段合格率应在80%以上,不合格段的透水率不超过设计值的50%,且不集中 灌浆封孔:“压力灌浆封孔法”,“机械压浆封孔法” 灌浆工程灌浆工程(
14、五)固结灌浆地基处理与灌浆工程 1、特点:黏度低、流动性好、可灌性好、聚合体强度高、黏结强度高、耐久性好、稳定性好 2、工序次序:钻孔及压水试验,钻孔及裂缝的处理,埋设注浆嘴回浆嘴及封闭、注水和灌浆 3、方法:单液法和双液法;压送方式:纯压式(气压和泵压) 灌浆工程灌浆工程(六)化学灌浆地基处理与灌浆工程 1、压力:20MPa40MPa; 适用范围:软弱土层; 方法:单管、二管、三管、多管法; 2、喷射方式:定喷、旋喷、摆喷 3、施工程序:钻孔,下置喷射管,喷射提升,成桩成板或成墙 4、质量检查:检查内容:整体性、均匀性、垂直度;有效直径;溶蚀和耐久性 5、检查方法:开挖检查、钻孔检查、室内试
15、验、荷载试验、无损试验灌浆工程灌浆工程(七)高压喷射灌浆地基处理与灌浆工程(一)类型 1、按结构形式:桩柱型、槽孔型、混合型防渗墙 2、按墙体材料:普通混凝土防渗墙、钢筋混凝土防渗墙、黏土混凝土防渗墙、塑性混凝土防渗墙、灰浆防渗墙 3、按成槽方法:钻挖成槽防渗墙、射水成槽防渗墙、链斗成槽防渗墙、锯槽防渗墙 4、按布置方式:嵌固式防渗墙、悬挂式防渗墙、组合式防渗墙(二)槽孔型防渗墙的施工程序:平整场地 挖导槽 做导墙 安装挖槽机械设备 制备泥浆注入导槽 成槽 混凝土浇筑成墙 (三)深层搅拌防渗墙的检测方法 1、开挖检验 2、取芯试验 3、注水试验 4、无损检测 灌浆工程灌浆工程二、防渗墙的类型及
16、施工质量检测方法地基处理与灌浆工程 灌浆工程灌浆工程二、防渗墙的类型及施工质量检测方法地基处理与灌浆工程泥浆在防渗墙施工中的作用泥浆在防渗墙施工中的作用 主要是支承孔壁,稳定地层,悬浮、携带废渣。 施工过程中,在槽孔内注满泥浆,并使泥浆液面高于地下水位,加上泥浆比重较大,可以保证槽内的泥浆压力高于地下水压力,使泥浆渗入槽壁土体中,其中较细的颗粒进入空隙中,较粗的颗粒附着在孔壁上,形成“泥皮”。随着泥皮厚度的增加,对水的流动阻力也会增加,最终达到了平衡,水不再进入地层,泥浆与土体被泥皮隔开。泥浆所产生的侧压力通过泥皮作用在孔壁上,保证孔壁的稳定。灌浆工程灌浆工程二、防渗墙的类型及施工质量检测方法
17、土石坝工程 (一)料场规划的基本内容 1、空间规划 :对料场的位置、高程的恰当选择合理规划 2、时间规划 : 上坝强度高时用近料,低时用远料 近料和易淹料场先用,远料和不易淹料场后用 含水量高旱季用,含水量低雨季用 应保留一部分近料供合拢段填筑和拦洪度汛高峰强度时用 3、质与量的规划:质量上满足设计要求,数量上要满足坝体总方量的要求,也要满足施工各个阶段最大上坝强要求度土石坝施工技术土石坝施工技术一、土石料场的规划土石坝工程 (二)料场规划的基本要求 1、考虑弃渣的充分利用 2、对主要料场和备用料场分别加以考虑 3、开采总量满足要求 实际开采量与坝体填筑量之比满足 石 料:1.52 土 料:2
18、2.5 砂砾料: 1.52 水下砂砾料:23 反滤料:3以上土石坝施工技术土石坝施工技术一、土石料场的规划土石坝工程 (一)类型 挖掘机械:挖掘机 挖装运组合机械 挖运组合:推土机、铲运机 装运组合:装载机 轮胎装载机 运输机械:循环式(有轨机车和汽车) 连续式(带式运输机)土石坝施工技术土石坝施工技术二、土石坝施工机械的配置挖掘机挖掘机推土机推土机推土机推土机铲运机铲运机装载机装载机土石坝工程(二)经济运距 履带式挖掘机:经济运距3050 最大不超过100m 轮胎装载机 :经济运距100150m 履带式装载机:经济运距100m 牵引式铲运机:经济运距300m 自行式铲运机:经济运距20030
19、0m土石坝施工技术土石坝施工技术二、土石坝施工机械的配置土石坝工程(一)压实机械 静力碾压、震动碾压、夯击 (二)土料填筑标准 1、黏性土填筑标准:压实度压实度、最优含水率最优含水率作为设计控制指标; 1、2级坝压实度98100%, 3级 压实度级坝9698% 设计地震烈度8、9取大值 2、非黏性土填筑标准:相对密度相对密度作为设计控制指标 砂砾石相对密度不低于0.75,砂相对密度不低于0.7,反滤料宜为0.7 土石坝施工技术土石坝施工技术三、土石坝填筑施工碾压试验土石坝工程 土石坝施工技术土石坝施工技术三、土石坝填筑施工碾压试验静力碾静力碾震动碾震动碾夯板夯板土石坝工程(三)压实参数的确定
20、1、土料填筑压实参数:碾压机具重量、含水量、铺土厚度、碾压遍数、震动碾还包括震动频率和行走速度 2、黏性土压实含水量可取1=p+2% , 2=p ,3=p-2% ,三种进行试验 3、选取试验铺土厚度和碾压遍数,并测定相应的含水量和最大干密度,做出对应的关系曲线 再按铺土厚度、压实遍数、最优含水量和最大干密度进行整理并绘制相应曲线 根据设计干密度,从图上查出不同铺土厚度,对应的碾压遍数和最优含水量 分别计算单位碾压遍数的对应的铺土厚度,其中单位碾压遍数对应铺土厚度最大者为最经济合理 4、非黏性土料的试验,只需做铺土厚度、碾压遍数、干密度的关系曲线,据此便可得到相应参数土石坝施工技术土石坝施工技术
21、三、土石坝填筑施工碾压试验土石坝工程(一)土石坝施工内容 1、准备作业:四通一平,修建生产生活福利、行政办公用房,排水清基工作 2、基本作业:土料的开采,挖、装、运、卸以及坝面作业 3、辅助作业:清除施工场地及料场的覆盖,从上坝土料中剔除杂物,坝面排水、层间刨毛和加水 4、附加作业:保护和修整工作,坝坡修整,铺砌护面块石和种植草皮土石坝施工技术土石坝施工技术四、土石坝填筑的施工方法土石坝工程(二)坝料的开采 1、土石料的开采 2、砂砾料开采 3、石料开采(三)坝面作业的基本要求 2、坝面作业施工程序包括 铺料 整平 洒水 压实 层间刨毛 质检 可组织流水作业土石坝施工技术土石坝施工技术四、土石
22、坝填筑的施工方法土石坝工程(四)铺料与整平 1、铺料宜平行于坝轴线进行,铺料厚度要匀,超径料块应打碎,杂物应剔除 2、进入防渗体铺料,自卸式汽车采用倒退法进占,避免在压实的土层上开行,造成超压,引起剪力破坏 3、汽车穿过反滤层进入防渗体容易将反滤料带入防渗体,造成混杂,影响坝体质量 4、按设计厚度铺料整平是保证压实质量的关键,一般自卸式汽车卸料,推土机或平土机散料铺平 5、含水量偏低时,黏性土主要在料场加水,非黏性料主要在坝面加水 6、光面压实机具压实的土层应做刨毛处理,以利于层间结合,刨毛深度35cm土石坝施工技术土石坝施工技术四、土石坝填筑的施工方法土石坝工程(五)碾压 碾压方式取决于碾压
23、机械的开行方式,开行方式有两种 1、进退错距操作简便操作简便,碾压、铺土和质检等工序协调,便于分段流水作业便于分段流水作业,压实质量质量容易得到保证容易得到保证。错距宽度:b=B/n 2、圈转套压要求开行工作面大工作面大,适合多碾滚组合碾压。优点是生产效率高生产效率高,但转弯套压交接处重压过多易超易超压。当转弯半径小半径小时,容易引起土层扭曲产生剪力破坏剪力破坏土石坝施工技术土石坝施工技术四、土石坝填筑的施工方法进退错距进退错距圈转套压圈转套压土石坝工程(六)接头处理 1、坝体填筑中,层与层之间应错开一定距离,分段条带应与坝轴线平行,各段各段之间不宜形成过大高差,坡度一般缓于坡度一般缓于1:3
24、 2、坝体填筑中,为保护黏土心墙布制长时间暴露在大气中遭受影响,一般采用土砂平起施工土砂平起施工(先土后砂、先砂后土) 3、对坝身与砼结构物的连接,靠近砼结构物部位不能采用大型机械,可采用小型机械夯小型机械夯或人工夯实人工夯实。填土碾压时,注意砼结构物两侧均衡填料压两侧均衡填料压实实,避免过大侧向压力,影响砼结构物安全。土石坝施工技术土石坝施工技术四、土石坝填筑的施工方法土石坝工程(七)土石坝的施工质量控制 1、料场的质量检查与控制、料场的质量检查与控制 对土料场应经常检查所取土料的对土料场应经常检查所取土料的 土质情况土质情况、土块大小土块大小、杂质含量杂质含量、含含水量(最重要)水量(最重
25、要) 土料场含水量偏高土料场含水量偏高: a改善料场的排水条件和采取防雨措施 b对含水量偏高的土料进行翻晒,或采取轮换掌子面的办法,使土料含水量降低到规定范围 土料场含水量偏低土料场含水量偏低: a对黏性土考虑在料场加水,分块筑畦埂,灌水浸渍,轮换取土 b对非黏性图可用洒水车在坝面喷洒加水 土料含水量不均匀土料含水量不均匀:应考虑堆筑土牛(大土堆),使含水量均匀后才外运 对石料场经常检查对石料场经常检查石质石质、风化程度风化程度、石料级配大小石料级配大小及形状形状是否满足上坝要求土石坝施工技术土石坝施工技术四、土石坝填筑的施工方法土石坝工程(七)土石坝的施工质量控制 2、坝面的质量检查与控制、
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