理论教育 施工方案优化:选择原则及灌浆措施

施工方案优化:选择原则及灌浆措施

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)施工方案选择原则施工期短、辅助工程量及施工附加量小,施工成本低。坝体接缝灌浆应考虑以下几个方面。1)接缝灌浆应待灌浆区及以上冷却层混凝土达到坝体稳定温度或设计规定值后进行,在采取有效措施情况下,混凝土龄期不宜短于4个月。4)对空腹坝封顶灌浆,或受气温年变化影响较大的坝体接缝灌浆,宜采用较坝体稳定温度更低的超冷温度。

施工方案优化:选择原则及灌浆措施

施工组织总设计中拟定的施工方案,是指拟定那些工程量大、技术复杂、施工难度大、工期长,对整个建设项目的完成起着关键作用的主要工程项目的施工方案。

拟定主要项目施工方案的重点内容,是对施工方法的选择,施工工艺流程的确定,施工机械的选择,施工段的划分,以及施工技术措施等,并以此作为编制施工总进度计划的依据。其深度只需原则性提出施工方案并必选。

(一)施工方案选择原则

(1)施工期短、辅助工程量及施工附加量小,施工成本低。

(2)先后作业之间、土建工程与机电安装之间、各道工序之间协调均衡,干扰较小。

(3)技术先进、可靠。

(4)施工强度和施工设备、材料、劳动力等资源需求均衡。

(二)施工设备选择及劳动力组合原则

(1)适应工地条件,符合设计和施工要求;保证工程质量;生产能力满足施工强度要求。

(2)设备性能机动、灵活、高效、能耗低、运行安全可靠。

(3)通过市场调查,应按各单项工程工作面、施工强度、施工方法进行设备配套选择,使各类设备均能充分发挥效率

(4)通用性强,能在先后施工的工程项目中重复使用。

(5)设备购置及运行费用较低,易于获得零、配件,便于维修、保养、管理、调度。

(6)在设备选择配套的基础上,应按工作面、工作班制、施工方法以混合工种结合国内平均先进水平进行劳动力优化组合设计。

(三)主体工程施工

水利工程施工涉及工种很多,其中主体工程施工包括土石方明挖、地基处理、混凝土施工、碾压式土石坝施工、地下工程施工等。下面介绍其中两项工程量较大、工期较长的主体工程施工。

1.混凝土施工

(1)混凝土施工方案选择原则。

1)混凝土生产、运输、浇筑、温控防裂等各施工环节衔接合理。

2)施工机械化程度符合工程实际,保证工程质量,加快工程进度和节约工程投资

3)施工工艺先进,设备配套合理,综合生产效率高。

4)能连续生产混凝土,运输过程的中转环节少、运距短,温控措施简易、可靠。

5)初期、中期、后期浇筑强度协调平衡。

6)混凝土施工与机电安装之间干扰少。

(2)混凝土浇筑程序、各期浇筑部位和高程应与供料线路、起吊设备布置和机电安装进度相协调,并符合相邻块高差及温控防裂等有关规定。各期工程形象进度应能适应截流、拦洪度汛、封孔蓄水等要求。

(3)混凝土浇筑设备选择原则。

1)起吊设备能控制整个平面和高程上的浇筑部位。

2)主要设备型号单一,性能良好,生产率高,配套设备能发挥主要设备的生产能力。

3)在固定的工作范围内能连续工作,设备利用率高。

4)浇筑间歇能承担模板、金属构件及仓面小型设备吊运等辅助工作。

5)不压浇筑块,或不因压块而延长浇筑工期。

6)生产能力在能保证工程质量前提下能满足高峰时段浇筑强度要求。

7)混凝土宜直接起吊入仓,若用带式输送机或自卸汽车入仓卸料时,应有保证混凝土质量的可靠措施。

8)当混凝土运距较远,可用混凝土搅拌运输车,防止混凝土出现离析或初凝,保证混凝土质量。

(4)模板选择原则。

1)模板类型应适合结构物外型轮廓,有利于机械化操作和提高周转次数。

2)有条件部位宜优先用混凝土或钢筋混凝土模板,并尽量多用钢模、少用木模。

3)结构形式应力求标准化、系列化,便于制作、安装、拆卸和提升,条件适合时应优先选用滑模和悬臂式钢模。

(5)坝体分缝应结合水工要求确定。最大浇筑仓面尺寸在分析混凝土性能、浇筑设备能力、温控防裂措施和工期要求等因素后确定。

(6)坝体接缝灌浆应考虑以下几个方面。

1)接缝灌浆应待灌浆区及以上冷却层混凝土达到坝体稳定温度或设计规定值后进行,在采取有效措施情况下,混凝土龄期不宜短于4个月。

2)同一坝缝内灌浆分区高度为10~15m。

3)应根据拱坝施工期应力确定封拱灌浆高程和浇筑层顶面间的允许高差。

4)对空腹坝封顶灌浆,或受气温年变化影响较大的坝体接缝灌浆,宜采用较坝体稳定温度更低的超冷温度。

(7)用平浇法浇筑混凝土时,设备生产能力应能确保混凝土初凝前将仓面覆盖完毕。当仓面面积过大,设备生产能力不能满足时,可用台阶法或斜层法浇筑。

(8)大体积混凝土施工必须进行温控防裂设计,采用有效地温控防裂措施以满足温控要求。有条件时宜用系统分析方法确定各种措施的最优组合。

(9)在多雨地区雨季施工时,应掌握分析当地历年降雨资料,包括降雨强度、频度和一次降雨延续时间,并分析雨日停工对施工进度的影响和采取防雨措施的可能性与经济性。

(10)低温季节混凝土施工必要性应根据总进度及技术经济比较论证后确定。在低温季节进行混凝土施工时,应作好保温防冻措施。

2.碾压式土石坝施工

(1)认真分析工程所在地区气象台(站)的长期观测资料。统计降水、气温、蒸发等各种气象要素不同量级出现的天数,确定对各种坝料施工影响程度。

(2)料场规划原则。

1)筑坝土石料应就近或就地取材,充分利用建筑物的开挖料,减少弃渣对环境的影响。

2)主要筑坝材料应有两个或两个以上满足要求的料场。

3)宜选用距坝址较近、采运条件较好、施工干扰小、覆盖层剥离量少、岩性均一、开采获得率高,开采料级配易于控制、储量集中的大料场作为填筑强度较高的土石坝的主料场,其他料场配合使用。

4)料场可开采量应考虑料场开采、加工、运输等各种损失量,留有足够的储备。若料场分散,上游料场宜用于前期施工,近距离料场作为调剂高峰用。

5)采集工作面开阔、料物运距较短,附近有足够的废料堆场。

6)料场应与大坝和其他建筑物保持必要的距离,不应影响居民点和工程设施的安全,避免与工程施工相互干扰;料场开采后不应影响山体稳定和地基渗流稳定。

7)料场应不占或少占耕地、林地,不拆迁或少拆迁居民点和工程设施,满足水土保持环境保护的要求,宜选择在库区内布置。

(3)料场供应原则。

1)料场质量和数量应满足设计要求,供料强度满足各部位施工强度的要求。

2)就近取料,高料高用,低料低用,避免上下游料物交叉使用。

3)按坝体不同部位合理使用不同的料场,减少坝料加工。垫层料、过渡层和反滤料一般宜用天然砂石料,工程附近缺乏天然砂石料或使用天然砂石料不经济时,方可采用人工料。

4)减少料物堆存、倒运,必须堆存时,堆料场宜靠近坝区上坝道路,并应有防洪、排水、防料物污染、防分离和散失的措施。

5)减少二次转运,必须堆存时,堆料场宜靠近坝区上坝道路,并应有防洪、排水、防料物污染、防分离和散失的措施。

(4)土料开采和加工处理。

1)根据土层厚度、土料物理力学特性、施工特性和天然含水率的分布规律等条件研究确定主次料场、分区开采规划和开采方式。

2)开采范围应根据需要量、料场储量、分布和开采条件等因素确定,可开采储量满足要求,开采加工能力应能满足坝体填筑强度要求。

3)若料场天然含水量偏高或偏低,应通过技术经济比较选择具体措施进行调整,增减土料含水量宜在料场进行。

4)若土料物理力学特性不能满足设计和施工要求时,应研究使用人工砾质土的可能性。

5)统筹规划施工场地、出料线路,做好表土的存放与保护,必要时应做还耕规划。

(5)砂石料开采。

1)天然砂砾料场宜根据各种坝料的要求统一进行开采规划,提高料场开采利用率。

2)开采范围应根据需要量、砂砾料场有用层的储量、分布和开采条件等因素确定,可开采储量应满足需要。

3)根据料场的水位特性、地形条件、天然级配分布状况、料场级配平衡要求等因素,确定料场开采时段、开采分层、开采程序,选择开采、运输、加工设备。

4)开采强度应根据施工时段和上坝强度、开采获得率、折方系数、工艺损耗和储存条件确定。

(6)石料开采。

1)开采范围应根据需要量、料场储量、分布、无用层影响和开采条件等因素确定,可开采储量应满足需要。

2)石料的开采规划应结合填筑部位对材料的要求进行分区规划,爆破设计应满足材料最大粒径及级配的要求。

3)石料场应按坝料设计的要求,根据岩性、风化程度、粒径和级配要求的不同分区开采。

4)石料可采用梯段爆破法开采,必要时可用洞挖法取料,采用洞室爆破法开采应进行专门论证。

5)石料场永久边坡应采用光面爆破或预裂爆破,不安全边坡应采取工程措施加固。

(7)坝料上坝运输方式应根据运输量、开采、运输设备型号、运距和运费、地形条件以及临建工程量等资料,通过技术经济比较后选定,并考虑以下原则。(www.daowen.com)

1)满足填筑强度要求。

2)在运输过程中不得搀混、污染和降低料物理力学性能。

3)各种坝料尽量采用相同的上坝方式和通用设备。

4)临时设施简易,准备工程量小。

5)运输的中转环节少。

6)运输费用较低。

(8)施工上坝道路布置原则。

1)各路段标准原则满足坝料运输强度要求,在认真分析各路段运输总量、使用期限、运输车型和当地气象条件等因素后确定。

2)能兼顾地形条件,各期上坝道路能衔接使用,运输不致中断。

3)能兼顾其他施工运输,两岸交通和施工期过坝运输,尽可能与永久公路结合。

4)在限制坡长条件下,道路最大纵坡不大于15%。

(9)垫层料填筑。

1)垫层料铺筑上游边线水平超宽宜为20~30cm。振动平板压实时垫层料水平超宽可适当减少;采用自行式振动碾压实时,振动碾与上游边缘的距离不宜大于40cm。

2)垫层料宜采用后退法铺料。

3)垫层料每填筑升高10~20m,宜进行垫层坡面削坡、修整和碾压。采用反铲削坡时,宜每填高3~4.5m进行一次削坡。

4)斜坡碾压可采用振动碾或振动平板压实。

5)垫层料上游坡面保护可采用挤压式边墙、碾压水泥砂浆、喷混凝土或喷乳化沥青等。

(10)反滤料填筑。

1)反滤料宜采用自卸汽车卸料,小型反铲铺料,当反滤层宽度大于3m时,可采用推土机摊铺平整。反滤料铺筑应严格控制铺料厚度。

2)反滤料碾压应优先选用自行振动碾,当防渗土体与反滤料、反滤料与过渡料或坝壳料填筑起平时,应采用平碾骑缝碾压,反滤料填筑不应侵占防渗土料有效断面。

3)与反滤料接触的过渡料的级配应符合设计要求,两者交界处超径石应清除。

4)反滤料宜在挖装前洒水,保持湿润,在挖装和铺筑过程中应避免反滤料颗粒分离,防止其他杂物混入。

5)对已碾压合格的反滤层应做好防护,一旦发生土料混杂,应即时清除。

6)反滤层横向接坡必须清至合格面,使接坡反滤料层次清楚,不应发生层间错位、中断和混杂。

(11)过渡料填筑。

1)过渡料宜采用后退法铺料,宜采用与坝壳料相同的压实机械压实,且与同层垫层料或反滤料一并碾压。

2)碾压式沥青心墙堆石坝,每层心墙沥青混合料与两侧过渡料宜采用专用摊铺机同时铺筑、碾压。

3)浇筑式沥青心墙堆石坝,宜先安装、固定沥青混凝土心墙模板,然后铺筑碾压两侧过渡料,再进行同层的沥青混凝土心墙浇筑。

(12)坝壳料填筑。

1)堆石料宜采用进占法铺料;级配较好的石料、砂砾石料等,宜选用后退法铺料;铺料层厚大于1m的堆石料,应选用混合法铺料。

2)堆石与含有漂石的砂卵石、砂砾石和砾质土应优先用振动碾压实,砂、砂砾料、砾质土可选用气胎碾压实。

3)坝壳料与岸坡结合处2m宽度范围内可采用垂直坝轴线方向碾压,不易压实的边角部位应减薄铺料厚度,用轻型振动碾压实或平板振动器等小型压实机具压实。坝壳料与岸坡及刚性建筑物的结合部位,宜先回填1~2m宽的过渡料,再填堆石料。

4)坝壳料接缝部位压实宜采用留台阶法和削坡法。

5)除坝面特殊部位外,碾压方向应沿坝轴线方向进行,坝面碾压宜采用进退错距法作业,碾压前宜适当加水。

(13)防渗土料填筑。

1)黏性土料应采用进占法卸料,上料汽车不应在已压实土料面上行驶。应沿坝轴线方向铺筑防渗土料,铺土应及时,宜采用定点测量方式控制铺料厚度,防渗土料的铺筑宜增加平地机平整工序。铺土厚度根据土料性质和压实设备性能通过现场试验或工程类比法确定。

2)当气候干燥、土层表面水分蒸发较快时,铺料前应洒水湿润压实土表面,严禁在其干燥状态下铺填新土。

3)防渗体土料宜采用凸块振动碾压实,碾压应沿坝轴线方向进行。如特殊部位只能沿垂直坝轴线方向碾压时,铺料和碾压应现场监控,不得超厚、漏压或欠压。

4)防渗体分段碾压时,相邻连段交接带碾迹应彼此搭接,垂直碾压方向搭接带宽度应为0.3~0.5m,平行碾压方向搭接带宽度应为1~1.5m。

5)防渗体填筑过程中出现“弹簧土”现象、层间光面、松土层、干土层、粗粒富集层或剪切破坏等,应处理合格后铺填新土。

6)防渗体的铺筑作业应连续作业,如因故需短时间停工,其表面土层应洒水湿润,保持含水率在控制范围之内。如因长时间停工,则应铺设保护层,复工时予以清除。

7)防渗体及反滤料填筑面上散落的松土、杂物应于铺料前清除。

8)穿越防渗体部位道路应经常更换位置,不同填筑层道路应错开布置,对超压土体应予以处理。

9)心墙应同上下游反滤料及部分坝壳料平起填筑,骑缝碾压,宜采用先填反滤料后填土料的平起填筑法施工。斜墙宜与上下游反滤料及部分坝壳料平起填筑,也可滞后于坝壳料填筑,但需预留斜墙、反滤料和部分坝壳料的施工场地,且已填筑坝壳料必须削坡至合格面。

(14)混凝土面板防渗体浇筑。

1)防渗面板浇筑宜采用滑模自下而上分条进行,起始三角块应与主面板一起浇筑,条与条之间宜采用跳仓浇筑方式。滑模施工时的滑升速度,应与浇筑强度、脱模时间相适应,滑行速度宜为1.5~2.5m/h。

2)混凝土面板垂直缝间距应有利滑模操作、适应混凝土供料能力和便于组织仓面作业的原则确定。面板的浇筑顺序宜先浇筑中部面板,再向两侧浇筑。

3)坝高不大于70m时,面板混凝土宜一次浇筑完成;坝高大于70m时,根据施工安排或度汛提前蓄水需要,面板可分期施工,宜分为二期或三期。二期或三期面板施工宜在相应高程坝高沉降90d后进行,且面板顶部应低于相应坝体填筑断面顶部5m;最后一期面板施工时,防浪墙部位宜超填至防浪墙底部设计高程以上,待防浪墙施工时,回挖至设计高程。

4)趾板混凝土浇筑施工,应在相邻区的垫层、过渡料和主堆石区填筑前完成。

5)在高温、低温及干燥季节进行混凝土施工时,应有防开裂、保温、防冻剂保湿措施。

(15)沥青混凝土防渗体施工。

1)应根据沥青混凝土防渗体工程特点、施工强度,选择沥青混合料制备工艺流程、拌和设备。沥青混合料拌制宜采用强制式搅拌机

2)沥青混凝土施工应根据工程布置、防渗体结构形式、工程区的气候条件及施工设备等因素,确定铺筑方式、铺筑方法和施工设备。

3)沥青混合料运输设备、摊铺设备及碾压设备的能力应相互匹配,满足沥青混凝土铺筑强度要求。

4)沥青混合料运输宜采用汽车配专用立式保温罐。

5)沥青混凝土面板施工宜采用斜坡摊铺机,碾压式沥青混凝土心墙铺筑宜选用专用摊铺机,浇筑式沥青混凝土心墙施工可利用热态混合料流动性,在仓内自身流平、沉实,人工插捣。

6)铺筑的斜坡长度应根据施工条件、施工设备、施工运行等情况确定。当斜坡长度小于120m时,面板宜一次铺筑完成。当坝体有拦洪度汛需要时,可分两期铺筑,但两期间的水平缝应加热处理。面板的纵向铺筑宽度以3~4m为宜。

7)沥青混凝土心墙施工不宜设置横缝。心墙铺筑层厚宜通过碾压试验确定,一般可采用20~30cm。碾压式沥青混凝土心墙铺筑与两侧过渡层填筑,应交错式平起平压;浇筑式沥青混凝土心墙宜采用可拆卸组装的钢模施工。

8)沥青混凝土在冬雨季施工应做好混合料拌和、运输、碾压全过程的保温、防雨措施。

(16)土工膜防渗体施工。

1)土工膜的分缝分块长度应根据工程施工条件确定,宜减少分缝长度及数量。

2)土工膜连接应采用膜焊布缝的方式,使其搭接对齐、平整。

3)土工膜连接面要求张弛适度,自然平顺,确保膜与织物联合受力,土工膜与垫层料结合面之间应吻合平整。

4)土工膜在完成铺设后,应及时喷洒水泥浆或回填防护层。

5)土工膜心墙宜采用之字形布置。土工膜铺筑进度应与坝体填筑进度相适应。

6)施工机械不宜跨越土工膜。

(17)石料在负温条件下填筑不应加水,应减小铺料厚度和增加碾压遍数。

(18)土料施工尽可能安排在少雨季节,若在雨季或多雨地区施工,应选用适合的土料和施工方法,并采取可靠的防雨措施。寒冷地区当日平均气温低于0℃时,黏性土按低温季节施工;当日平均气温低于-10℃时,一般不宜填筑土料,否则应进行技术经济论证。

(19)寒冷地区沥青混凝土施工不宜裸露越冬,越冬前已浇筑的沥青混凝土应采取保护措施。

(20)坝面作业规划应遵循以下原则。

1)土质防渗体应与其上游、下游反滤料及坝壳部分平起填筑。

2)垫层料、过渡料与部分坝壳料应平起填筑,跨缝碾压,均衡上升。当反滤料或垫层料施工滞后于坝壳料时,应预留施工场地。

3)面板堆石坝面板宜安排在少雨季节施工,坝面上应有足够施工场地。

4)运输车辆不宜穿越心墙、斜墙和趾板,若需穿越应提前提出专门的施工措施。

5)坝体填筑时,宜平起填筑、均衡上升。采用临时断面度汛时,临时拦洪断面应满足临时挡水的整体稳定、边坡稳定和渗流稳定要求,顶宽应满足施工及防洪抢险要求,斜墙坝、窄心墙坝不宜划分临时断面。

6)各种坝料铺料方法及设备宜尽量一致,并重视结合部位填筑措施,力求减少施工辅助设施。

(21)碾压式土石坝施工机械选型配套原则。

1)提高施工机械化水平。

2)各种坝料坝面作业的机械化水平应协调一致。

3)各种设备数量按施工高峰时段的平均强度计算,适当留有余地。

4)振动碾的碾型和碾重根据料场性质、分层厚度、压实要求等条件确定。

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