混凝土坝工程概述一．骨料生产在混凝土大坝中的地位：1． 需要量大，每立方米砼中约需1.5立方米的骨料；2． 骨料的质量直接影响砼坝的质量。

二．骨料质量的要求1．粗骨料粒径划分如下：一级配5～20mm二级配5～20，20～40mm三级配5～20，20～40，40～80mm四级配5～20，20～40，40～80，80～120（150）mm2． 骨料以细度模数控制，一般2.4～2.83． 最大粒径不应超过钢筋净间距2/3，构件最小边的1/4，素混凝土板厚1/2，超径小于5％，逊径小于10％，少筋获无筋结构应选用较大粗骨料粒径。

4． 其他要求，可参考规范。

三．骨料的生产方式1． 天然骨料：成本低，但级配与砼设计级配不同2． 人工骨料：质量好，可利用开挖出的石料，但成本高3． 混合骨料：天然骨料为主，人工骨料为辅。

第一节 混凝土骨料制备一．料场规划土石坝施工中的料场规划同样适用于混凝土骨料料场，在此不再赘述。

二．毛料开采1．毛料开采量的确定天然砂砾料开采量：毛料开采量取决于混凝土中各种粒径的骨料需要量和天然砂砾料中各种粒径骨料的含量。

混凝土通常都有几种标号，每种混凝土都有各自的配合比用量。

设某工程共有j 种标号混凝土，每一种混凝土的工程量V j ，混凝土共有几个骨料粒径组，各粒径组的需要量e ij 。

则第i 组骨料总需要量q i 为()∑+=jj ij c i V e K q 1（m 3，以松方计）式中K c 为混凝土出机后的损失系数，约为0.01～0.02。

为满足第i 组骨料（净料）的总需要量q i ，则需要开采的砂砾料总量Q i （m 3，天然方计） ()i p i i p K q K Q +=1式中K 为骨料生产过程的损耗系数，是各生产环节损耗系数的总和，包括开采、加工、运输、混凝土生产过程；K p为砂砾料的松散系数，取1.15～1.35；P i为天然砂砾料中第i组骨料的含量百分比。

2．采石场开采量βγαVK Vr )1(+=rV为采石场总开采量，（m3，以天然石方计）K为人工骨料损耗系数。

对碎石，加工损耗0.02～0.06，运输储存损耗0.02～0.04；对人工砂，加工损耗0.08～0.20，运输储存损耗0.02～0.06；α为每立方米混凝土的骨料用量，t/m3；V为混凝土总工程量，m3；β为块石开采成品获得率，0.8～0.9；γ为块石表观密度，t/m3。

3．开采方法水下开采：从河床或河滩开挖天然砂砾料宜用索铲挖掘机和采砂船陆上开采：主要使用挖掘机碎石开采：采用洞室爆破和深孔爆破三．骨料加工1．粗骨料加工破碎、筛分2．细骨料加工天然砂砾石通过筛分设备筛出各级粗骨料后，其余部分即为细骨料。

一般采用沉砂箱或沉砂池，由螺旋洗砂机脱水后即可堆存使用。

人工砂采用棒磨机加工。

四．骨料储存一般情况，粗细骨料的总储量可按高峰期时段月平均值的50％～80％考虑。

天然砂砾料场若汛期和冰冻期停采，则总储量按停采期骨料需要量外加20％裕度校核。

堆料场型式与地形条件、堆料设备、进出料方式有关。

常用的型式有台阶式、栈桥式、土堤式。

各如图。

第二节模板作业一．模板的作用1．成型作用2．支撑作用3．改善砼表面质量4．保护砼二．模板种类1．按材料分：木模板、钢模板、砼预制模板、混合模板等2．按形状分：曲面模板（如电站进水口）、平面模板3．按支撑方式分：简支、悬臂、半悬臂4．按工作方式分：固定模板、拆移式模板、滑动模板等以下就按模板的工作方式分类介绍：（一）固定模板型式如图，多用混凝土或钢筋混凝土预制模板，浇筑后作为建筑物外壳，不予拆除。

（二）拆移式模板型式：适用于注块表面为平面的情况，可作成定型的标准模板。

如图模板的架立：常用围囹和桁架梁，如图。

立模时，将桁架梁下端插入预埋在下层混凝土中的U形埋件中。

当浇筑块薄时，上端用钢拉条对拉；当浇筑块大时，则用斜拉条固定。

如图（三）滑动模板型式如图，在混凝土浇筑过程中，模板随浇随滑动（提升或平移）。

滑模按动力可分液压滑升和牵引滑动。

三．模板的设计1．基本要求通过设计使模板结构满足以下条件①具有足够的强度、刚度和稳定性；②保持结构物的形状尺寸和各部分的相互位置的正确；③拼接缝紧密不漏浆、混凝土表面平整光滑；④制作简单、装拆方便、周转次数多；⑤尽可能少用木材。

以钢代木原则2．设计荷载①竖向荷载：模板及支架结构自重；新浇混凝土重量及钢筋重量；浇筑设备、工具及施工人员的荷载；振捣混凝土时产生的荷载；倾倒混凝土的冲击力产生的荷载。

②水平荷载：新浇混凝土的侧压力；振捣、卸料及机械平仓产生的水平荷载；风荷载；模板与混凝土的粘结力。

具体设计可参看有关规范，本课程不再赘述。

3．稳定校核承重模板及支架结构必须保证在风压或其他水平荷载下的抗倾稳定、整体强度及刚度。

抗倾稳定的倾覆力矩应采用下述三者中的最大值。

①风压作用的力矩②引起结构物重心偏移的力矩（如平仓振捣机、工作平台及混凝土浇筑不对称等发生的力矩）③可能最大水平作用力的力矩计算稳定力矩时，模板及支架结构的自重乘以折减系数0.8。

校核抗倾稳定时，稳定安全系数应大于1.4。

四．模板的拆除非承重模板，应在混凝土强度达2.5MP以上，能保证表面和棱角不因拆模而损坏。

钢筋混凝土结构的承重模板，应在混凝土达到下表所列强度（按混凝土设计标号的百分率计）时，才能拆模。

第三节坝体施工的分缝分块由于各种条件限制，不可能将整个坝体连续不断地一次浇筑完毕；需要采用便于处理地规则缝，将坝体划分成许多浇筑块进行浇筑，以防止发生影响坝体整体性的难于处理的不规则裂缝。

混凝土坝的分缝分块，首先沿着坝轴线方向，将坝的全长划分为15～20m左右的若干坝段。

坝段之间的缝称为横缝，重力坝的横缝一般与伸缩沉陷缝结合而不需要接缝灌浆，故为永久缝。

拱坝的横缝由于有传递应力的要求，需要进行接缝灌浆，故为临时缝。

坝体分缝分块类型有四种，如图一．竖缝分块竖缝分块是用平行于坝轴线的铅直缝把坝段分成若干柱状体，所以又称为柱状分块。

在施工中习惯于将一个坝段的几个柱状体从上游到下游依次编号为：1仓、2仓…。

这种分缝分块始于30年代末美国胡佛坝，因而被称为传统的分缝分块型式，也是我国使用最广泛的分缝分块型式。

1．缝的处理灌浆处理、回填混凝土为了恢复因竖缝而破坏的坝体整体性，需要进行接缝灌浆处理，或用膨胀混凝土回填宽缝。

预留的宽缝又称为预留宽槽，宽一般1m左右。

宽槽的缝面处理及混凝土回填的劳动条件差，从而限制了这种分缝方式的应用。

普遍应用的是灌浆处理。

2．缝的型式因沿着竖缝方向存在剪应力，而灌浆形成的接缝面的抗剪强度较低，须设置键槽以增强缝面的抗剪能力。

键槽的型式一般是不等边直角三角形和不等边梯形，如图所示为三角形。

键槽的两个斜面尽可能分别与坝体的两组主应力相垂直。

3．键槽的施工如图所示，三角形键槽模板总是安装在先浇块的铅直模板的内侧面上，是为了便于键槽模板的安装并使先浇块拆模后不形成易受损的尖角。

若上游先浇，则应使键槽直角的短边在上、长边在下。

反之，下游块先浇，则应长边在上、短边在下。

施工中应注意。

施工中可能出现的问题及处理：键槽面可能挤压，一是引起接缝灌浆时浆路不通，影响灌浆质量；二是键槽剪断。

键槽面的挤压如图。

其处理的方法是控制相邻高差。

我国《重力坝设计规范》和《水工混凝土施工规范》规定，相邻高差不超过10～12m 。

对于浇筑块的高度，目前多在3m 以下。

二．斜缝分块竖缝分块是大致沿两组主应力之一的轨迹面设置斜缝，缝是向上游或下游倾斜的。

1．斜缝的优缺点斜缝分块的主要优点是缝面上的剪应力很小。

斜缝可以不灌浆，如柘溪大头坝向上游的斜缝只作了键槽，加插筋和凿毛处理；但也有灌浆处理的，如桓仁大头坝的斜缝。

斜缝的主要缺点是坝体浇筑的先后顺序受到限制，如倾向上游的斜缝就必须上游块先浇、下游块后浇，不如竖缝分块灵活。

三．错缝分块目前这种分块方式已很少采用，错缝分块是用沿高度错开的竖缝进行分块，又叫砌砖法。

浇筑块不大，通常长20m 左右，块高1.5～4m ，对浇筑设备和温控的要求较低。

其优点为因竖缝不贯通，不需接缝灌浆。

缺点是施工时各块相互干扰，影响施工进度；浇筑块之间相互制约，容易产生温度裂缝。

四．通仓浇筑通仓浇筑是不设纵缝，一个坝段只有一个仓。

由于浇筑块尺寸大，对浇筑设备的性能，尤其是温控水平提出更高的要求。

第一个通仓浇筑坝是美国的布尔肖斯坝，建于1952年，坝高87m 。

我国如铜街子坝和五强溪坝。

第四节 混凝土的生产及运输一．混凝土的生产1．混凝土生产方式拌和楼或拌和站混凝土的生产是在混凝土工厂中进行。

目前采用最普遍的是混凝土拌和楼。

它把进料、储料、配料、拌和及出料组成定型的、装配式的混凝土工厂。

80年代以来大型的混凝土拌和站得以发展。

大型拌和站又称为二阶式拌和楼，它采用大组件组装结构，每组单元均在厂内组装好，并适合在公路上拖运，相对拌和楼可大大缩短安装时间，降低现场安装费用。

2．混凝土工厂的生产能力要求混凝土工厂的生产能力可按混凝土月高峰浇筑强度计算。

K mn qP =式中P 为混凝土工厂的生产能力，m 3/hq 为高峰月浇筑强度，m 3/hm 为高峰月内有效工作天数，可取25dn 为高峰月每日有效时数，可取20hK 为浇筑不均匀系数，可取1.5。

1VNFK P =式中P为混凝土工厂生产率，m3/hV为拌和机公称容量，m3N为拌和机台数F为每小时每台拌和机拌和次数K1为时间利用系数。

二．混凝土生产系统的布置混凝土生产系统是为混凝土工程服务的主要生产系统。

它包括混凝土拌和楼、各种原材料的储存、运输系统、混凝土拌和物运送设备，还有制冷、供热、加冰、风冷等配套设施。

1．拌和楼尽量靠近浇筑地点只要满足爆破安全距离要求并且不与永久性建筑物干扰，拌和楼应尽可能靠近坝体。

2．妥善利用地形主要建筑物应设在稳定的有足够承载能力的地基上。

拌和楼、水泥罐、制冷楼、堆料场地弄等多属于高层或重载建筑物，对于地基要求较高。

3．尽可能集中布置根据一些工程统计，集中布置与分散布置比较，规模约小15％，人员约少25％～30％。

但分散布置在下列情况也可采用：①水工建筑物分散或高程悬殊，浇筑强度过大，集中布置使运距过远；②两岸混凝土运输线不能沟通；③砂石料场分散，集中布置则骨料运输不便或不经济。

4．各个建筑物布置原则各个建筑物布置紧凑，制冷、供热、水泥及粉煤灰等设施均宜靠近拌和楼；原材料进料方向与混凝土出料方向错开；每座拌和楼有独立的出料线，使车辆进出互不干扰；铁路线优先采用循环岔道方式；尽头线布置只能适应拌和楼生产能力较低的情况，5．输送距离要求骨料供应点至拌和楼的输送距离宜在300m以内。

6．混合上料、二次筛分下列情况可考虑采用混合上料，拌和楼顶二次筛分：①堆料场距拌和楼较远，骨料分级轮换供料不满足生产需要②拌和楼采用连续风冷骨料，因料仓容量不足，不能维持冷却区必要的料层厚度③采用喷淋冷却骨料，胶带机运行速度降低不能满足轮换供料要求三．混凝土的运输混凝土运输是指将混凝土从拌和厂运送到浇筑仓面。