一级建造师《水利水电工程管理与实务》1F410000 水利水电工程技术 工程案例.ppt

2014.09,执业资格培训包,一级建造师水利水电工程管理与实务1F410000水利水电工程技术工程案例主讲人胡老师安徽水利水电职业技术学院,,,,1F410000水利水电工程技术,工程案例,,,案例一【背景】某水库枢纽工程由大坝、溢洪道、引水洞和水电站组成。水库大坝为黏土心墙土石坝，最大坝高为70m。施工单位报送的施工方案部分内容如下选用振动碾对坝体填筑土料进行压实；施工前通过碾压试验确定土料填筑压实参数；坝体填筑时先进行黏土心墙填筑，待心墙填筑完成后，再进行上下游反滤料及坝壳料填筑，并分别进行碾压。【问题】1.简要说明施工单位通过碾压试验，确定的黏土心墙土料填筑压实参数主要包括哪些2.指出坝体填筑的不妥之处，并说明正确做法。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,【答案】1.压实参数主要包括碾压机具的重量（或碾重）、土料的含水量、碾压遍数、铺土厚度、振动频率、行走速率。2.不妥之处①先进行黏土心墙填筑，再进行上下游反滤料及坝壳料填筑；②分别进行碾压（或心墙与上、下游反滤料及坝壳料施工顺序）。正确做法心墙应同上下游反滤料及坝壳料平起填筑，跨缝碾压。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,案例二【背景】某大（2）型水利枢纽工程由拦河坝、溢洪道、泄洪隧洞、发电引水隧洞等组成。拦河坝为混凝土面板堆石坝，坝高80m。拦河坝断面示意图如图1。图1拦河坝断面示意图,1F410000水利水电工程技术--工程案例,图1拦河坝断面示意图,施工过程中发生如下事件一、施工单位进驻工地后，对石料料场进行了复核和规划，并对堆石料进行了碾压试验。面板混凝土采用滑动模板施工。二、混凝土面板堆石坝施工完成的工作有A为面板混凝土的浇筑；B为坝基开挖；C为堆石坝填筑；D为垂直缝砂浆条铺设；E为止水设置。三、混凝土面板施工前，施工单位根据面板的分块情况，并依据下列原则设计滑动模板①适应面板条块宽度和滑模平整度要求；②满足施工振捣和压面的需要；③安装、运行、拆卸方便灵活等。四、混凝土面板设计采用金属止水，施工单位将金属止水采取搭接方式直接制作及安装。面板混凝土脱模后，立即采取洒水的方法养护，持续养护28天。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,【问题】1．指出图1拦河坝坝体分区中①～④部位的名称。2．根据混凝土面板堆石坝施工规范DL/T51282009，指出事件一中石料料场复核的主要内容。3．指出事件二中A、B、C、D、E工作适宜的施工顺序（用工作代码和箭线表示）。4．指出事件三中混凝土滑动模板设计的原则还有哪些。5．指出事件四中施工方面的不妥之处，并说明正确做法。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,【答案】1.①混凝土面板；②垫层区；③过渡区；④主堆石区。2.料场复核内容为质量、储量和开采运输条件。3.适宜的施工顺序为B→C→D→E→A（或B→C、C→D、D→E、D→A。4.滑动模板设计原则还包括①有足够的强度和刚度；②有足够的自重（或配重）；③有安全措施。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,5.1）将金属止水采取搭接方式直接制作及安装不妥（或金属止水制作安装方法不妥），正确做法为金属止水必须采用双面焊接，进行制作和安装，止水凸体的空腔内应塞入可塑填料或泡沫塑料条。2）混凝土养护方法及养护时间不妥，正确做法为混凝土脱模待初凝后应及时铺盖隔热、保温材料，洒水养护到水库蓄水为止。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,案例三【背景】某大（2）型水库工程主坝为混凝土重力坝，最大坝高75m。为避免主坝在施工过程中产生贯穿性裂缝，施工单位采取了减少混凝土的发热量、降低混凝土的入仓温度、加速混凝土散热等多项温控措施。【问题】问施工单位可采取哪些具体措施以减少混凝土的发热量【答案】减少混凝土发热量的具体措施有减少水泥用量、选用低发热量水泥、掺粉煤灰、采用低流态混凝土、掺高效外加剂（或高效减水剂）、加大骨料粒径、优选骨料级配。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,案例四【背景】某河道治理工程主要建设内容包括河道裁弯取直（含两侧新筑堤防）、加高培厚堤防、新建穿堤建筑物及跨河桥梁。堤防级别为1级。堤身采用黏性土填筑，设计压实度为0.94，料场土料的最大干密度为1.68g/cm3。堤后压重平台采用砂性土填筑。工程实施过程中发生下列事件事件一根据堤防工程施工规范（SL26098），施工单位对筑堤料场的土料储量和土料特性进行了复核。事件二施工组织设计对相邻施工堤段垂直堤轴线的接缝和加高培厚堤防堤坡新老土层结合面均提出了具体施工技术要求。事件三在堤防填筑过程中，施工单位对已经压实的土方进行了质量检测，检测结果见表3。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,表3土方填筑压实质量检测结果表,1F410000水利水电工程技术--工程案例,【问题】（1）指出事件一中料场土料特性复核的内容。（2）根据堤防工程施工规范（SL26098），事件二中提出的施工技术要求应包括哪些主要内容（3）计算表3中A、B的值（计算结果保留两位小数）；根据堤防工程施工质量评定与验收规程（SL2391999），判断此层填土压实质量是否合格，并说明原因（不考虑检验的频度）。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,【答案】（1）土料场土料特性的复核内容为颗粒组成，黏性土的液塑限和击实试验，砂性土的相对密度。（2）垂直堤轴线的接缝应以斜面相接，坡度可采用1︰3～1︰5。老堤加高培厚结合面必须清除各种杂物，并将堤坡挖成台阶状。（3）A为0.95，B为0.97。本层土方填筑压实质量合格。因为本工程为1级堤防，黏性土填筑，规范规定的合格率为85，表中土方填筑压实度的合格率为85.7；最小压实度为0.91，大于0.90（或设计压实度0.94的0.96），故填土压实质量合格。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,案例五【背景】溢洪道施工需要进行爆破作业，施工单位使用一辆3.0t的小型载重汽车，将800kg的雷管、炸药等爆破器材集中装运至施工现场，现场使用起重能力为1.0t的小型起重设备，一次将上述爆破器材卸至地面，然后由人工分别运至仓库。【问题】指出并改正以下事件中爆破器材运输与装卸作业的不妥之处。【答案】（1）雷管、炸药等爆破器材同车集中装运运输不妥，应分开运输，并不在同一地点装卸；（2）现场采用的起重能力为1.0t小型起重设备不妥，应选用起重能力超过爆破器材重量2.0倍的吊装设备（或一次起吊的重量不得超过设备起重能力的50）。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,案例六【背景】某水闸共3孔，闸室每孔净宽8.0m，主要工程内容包括①闸底板和闸墩，②消力池，③消力池段翼墙，④斜坡段翼墙，⑤斜坡段护底，⑥翼墙后填土等。闸室底板与斜坡段底板混凝土分缝之间设金属止水片。其工程平面布置示意图如下。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,【问题】1．请给出背景材料中主要工程内容的合理施工顺序（工程内容用序号表示）。2．施工单位在进行闸室底板与斜坡段底板分缝部位的混凝土施工时，应注意哪些事项,1F410000水利水电工程技术--工程案例,【答案】1.一般水闸工程的施工内容有导流工程、基坑开挖、基础处理、混凝土工程、砌石工程、回填土工程、闸门与启闭机安装、围堰拆除等。水闸混凝土工程的施工应以闸室为中心，按照“先深后浅，先重后轻、先高后低、先主后次”的原则进行。故合理施工顺序为①→③→④→⑥→②→⑤。2.为了适应地基的不均匀沉降和伸缩变形，在水闸、涵洞等水工结构设计中均设置温度缝与沉陷缝，并常用沉陷缝取代温度缝作用。止水缝部位混凝土浇筑至关重要，施工时注意事项包括（1）水平止水片应在浇筑层的中间，在止水片高程处，不得设置施工缝。（2）浇筑混凝土时，不得冲撞止水片，当混凝土将要淹没止水片时，应再次清除其表面污垢。（3）振捣器不得触及止水片。（4）嵌固止水片的模板应适当推迟拆模时间。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,案例七【背景】某寒冷地区大型水闸工程共18孔，每孔净宽10.0m，其中闸室为两孔一联，每联底板顺水流方向长与垂直水流方向宽均为22.7m，底板厚1.8m。交通桥采用预制“T”型梁板结构；检修桥为现浇板式结构，板厚0.35m。各部位混凝土设计强度等级分别为闸底板、闸墩、检修桥为C25，交通桥为C30；混凝土设计抗冻等级除闸墩为F150外，其余均为F100。施工中发生以下事件事件1为提高混凝土抗冻性能，施工单位严格控制施工质量，采取对混凝土加强振捣与养护等措施。事件2为有效防止混凝土底板出现温度裂缝，施工单位采取减少混凝土发热量等温度控制措施。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,【问题】1．检修桥模板设计强度计算时，除模板和支架自重外还应考虑哪些基本荷载该部位模板安装时起拱值的控制标准是多少，拆除时对混凝土强度有什么要求2．除事件1中给出的措施外，提高混凝土抗冻性还有哪些主要措施除事件2中给出的措施外，底板混凝土浇筑还有哪些主要温度控制措施,1F410000水利水电工程技术--工程案例,【答案】1.模板及其支撑结构要求具有足够的强度、刚度和稳定性，必须能承受施工中可能出现的各种荷载的最不利组合。模板及其支架承受的荷载分基本荷载和特殊荷载两类。基本荷载包括（1）模板及其支架的自重。（2）新浇混凝土重量。（3）钢筋重量。（4）工作人员及浇筑设备、工具等荷载。（5）振捣混凝土产生的荷载。（6）新浇混凝土的侧压力。在计算模板及支架的强度和刚度时，应根据模板的种类，选择不同的基本荷载组合。承重模板计算强度时，应区分板、薄壳结构与梁、其它混凝土结构，其基本荷载组合是不同的。检修桥为现浇板式结构，板厚0.35m，应采用板、薄壳结构模板的基本组合。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,为防止混凝土浇筑后结构下沉变形，在模板安装时应考虑预留起拱值，当承重模板的跨度大于4m时，其设计起拱值通常取跨度的0.3％左右。拆模时间应根据设计要求、气温和混凝土强度增长情况而定。对钢筋混凝土结构的承重模板，要求达到下列规定值（按混凝土设计强度等级的百分率计算）时才能拆模（1）悬臂板、梁跨度≤2m，70％；跨度2m，100％。（2）其他梁、板、拱跨度≤2m，50％；跨度2～8m，70％；跨度8m，100％。所以检修桥模板设计强度计算时除模板和支架自重外还应考虑新浇筑混凝土自重；钢筋重量；工作人员及浇筑设备、工具荷载等基本荷载。检修桥承重模板跨度大于4m，模板安装时起拱值按跨度的0.3左右确定；检修桥承重模板跨度大于8m，在混凝土强度达到设计强度的100时才能拆除。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,2.影响混凝土抗冻性能的因素主要有水泥品种、强度等级、水灰比、骨料的品质等。提高混凝土抗冻性最主要的措施是提高混凝土密实度；减小水灰比；掺和外加剂；严格控制施工质量，注意捣实，加强养护等。混凝土温控措施主要有减少混凝土的发热量、降低混凝土的入仓温度、加速混凝土散热等。为减少混凝土的发热量可采取减少每立方米混凝土的水泥用量、采用低发热量的水泥等措施。降低混凝土的入仓温度可采用合理安排浇筑时间、加冰或加冰水拌合、骨料预冷等措施。加速混凝土散热可采取自然散热冷却降温、预埋水管通水冷却等措施。所以提高混凝土抗冻性主要措施还有提高混凝土的密实性；减小水灰比；掺加外加剂（或引气剂）。底板混凝土浇筑主要温度控制措施还有降低混凝土入仓温度、加速混凝土散热。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,案例八【背景】某新建排涝泵站装机容量为8250kw，采用堤后式布置于某干河堤防背水侧，主要工程内容有①泵室（电机层以下）；②穿堤出水涵洞（含出口防洪闸）；③进水前池；④泵房（电机层以上）；⑤压力水箱（布置在堤脚外）；⑥引水渠；⑦机组设备安装等。施工工期为当年9月～次年12月共16个月，汛期为6月～8月，主体工程安排在一个非汛期内完成。施工过程中发生如下事件事件1泵室段地面高程19.6m，建基面高程15.6m，勘探揭示19.6m～16.0m为中粉质壤土，16.0m～13.5m为轻粉质壤土，13.5m～7.0m为粉细砂，富含地下水，7.0m以下为重粉质壤土（未钻穿）。粉细砂层地下水具承压性，施工期水位为20.5m，渗透系数为3.5m/d。施工时采取了人工降水措施。事件2在某批（1个验收批）钢筋进场后，施工、监理单位共同检查了其出厂质量证明书和外观质量，并测量了钢筋的直径，合格后随机抽取了一根钢筋在其端部先截去了300mm后再截取了一个抗拉试件和一个冷弯试件进行检验。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,【问题】1．按照施工顺序安排的一般原则，请分别指出第③、⑤项工程宜安排在哪几项工程内容完成后施工。2．请指出事件1中适宜的降水方式并简要说明理由。3．请指出事件2中的不妥之处并改正。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,【答案】1.水利工程施工先后顺序的一般原则是“先重后轻，先深后浅”。“先重后轻”的目的是使相邻地基沉降变形协调一致；“先深后浅”是考虑建筑物施工完成后的地基不宜因施工相邻的深层建筑物而被挖开暴露产生可能的变形破坏。根据背景材料，本泵站第③项工程（进水前池）仅为混凝土底板建筑，与泵室的底板分缝止水相邻，自重比相邻的泵室要轻得多，因此，它的施工应安排在第①项工程（泵室（电机层以下））施工完成以后或第①项工程（泵室（电机层以下））、第④项工程（泵房（电机层以上））施工完成以后或第①项工程（泵室（电机层以下））、第④项工程（泵房（电机层以上））、第⑦项工程（机组设备安装）施工完成以后再行施工，也即待泵室先期固结沉降基本完成后再施工几乎没有施工期沉降的进水前池，以保证变形一致。第⑤项工程宜安排在第②、第①项工程完成后施工的理由与上相同。所以第③项工程宜安排在第①（或第①、第④或第①、第④、第⑦）项工程完成后施工。第⑤项工程宜安排在第②、第①项工程完成后施工。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,2.水利工程基坑开挖的降排水一般有两种途径明排法和人工降水。其中人工降水经常采用轻型井点或管井井点降水两种方式。轻型井点降水的适用条件1黏土、粉质黏土、粉土的地层；2基坑边坡不稳，易产生流土、流砂、管涌等现象；3地下水位埋藏小于6.0m，宜用单级真空点井；当大于6.0m时，场地条件有限宜用喷射点井、接力点井；场地条件允许宜用多级点井。管井降水适用条件1第四系含水层厚度大于5.0m；2基岩裂隙和岩溶含水层，厚度可小于5.0m；3含水层渗透系数K宜大于1.0m/d。所以事件1应采用管井降水（或深井、降水井）；因为含水层厚度为6.5m＞5.0m，渗透系数3.5m/d＞1.0m/d（或含水层厚度大，承压水头高、渗透系数大。）,1F410000水利水电工程技术--工程案例,3.水利工程钢筋混凝土施工中，水泥、钢筋、砂子、石子、外加剂等原材料检验需按相关规程规范进行。到货钢筋应分批进行检验。检验时以60t同一炉（批）号、同一规格尺寸的钢筋为一批。随机选取2根经外部质量检查和直径测量合格的钢筋，各截取一个抗拉试件和一个冷弯试件进行检验，不得在同一根钢筋上取两个或两个以上同用途的试件。钢筋取样时，钢筋端部要先截去500mm再取试样。所以一根不妥，应为两根钢筋；300mm不妥，应为500mm。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,案例九【背景】某2级堤防加固工程主要工程内容有①背水侧堤身土方培厚及堤顶土方加高；②迎水侧砌石护坡拆除；③迎水侧砌石护坡重建；④新建堤基裂隙粘土高压摆喷截渗墙；⑤新建堤顶混凝土防汛道路；⑥新建堤顶混凝土防浪墙。土料场土质为中粉质壤土，平均运距为2km。施工过程中发生如下事件事件1土方工程施工前，在土料场进行碾压试验；高喷截渗墙工程先行安排施工，施工前亦在土料场进行工艺性试验，确定了灌浆孔间距、灌浆压力等施工参数，并在施工中严格按此参数进行施工。事件2高喷截渗墙施工结束后进行了工程质量检测，发现截渗墙未能有效搭接。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,【问题】1．指出该堤防加固工程施工的两个重点工程内容。2．指出土方碾压试验的目的。3．指出①、④、⑤、⑥四项工程内容之间合理的施工顺序。4．指出该工程土方施工适宜的施工机械。5．分析高喷截渗墙未能有效搭接的主要原因。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,【答案】1.本堤防加固工程共有①⑥项内容，考察施工重点的内容应主要从工程内容对工程主体安全影响方面进行考虑。堤防加固后要满足抗滑稳定、渗透稳定及相应的洪水标准，这些是本堤防工程需进行加固的最主要的目的，而设问的重点工程内容又为“两个”，因此，堤基裂隙粘土高压摆喷截渗墙（④）、背水侧堤身土方培厚及堤顶土方加高（①）当然是唯一答案了。所以重点工程内容是④、①。2.根据堤防工程施工规范SL26098和碾压式土石坝施工技术规范SDJ21383，土方施工碾压试验项目包括调整土料含水率、调整土料级配工艺、碾压试验、堆石料开采爆破试验等。通过碾压试验可以确定合适的压实机具、压实方法、压实参数等，并核实设计填筑标准的合理性。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,3.水利工程堤防加固近十年来在全国普遍开展，主要加固内容一般均为土方培厚加高、堤基和堤身截渗、护坡拆除重建、堤顶道路及防浪墙建设等。施工现场安排主要考虑作业交叉、施工经济、施工方便等。正常情况下，本着经济、便利的因素，堤基高喷截渗应在堤身土方施工前；防浪墙基底高程一般均在堤顶道路基层底高程以下，因此均应在堤顶道路前施工防浪墙。所以施工顺序为④→①→⑥→⑤（或直接写出工作名称排序）。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,4.水利工程土方施工机械主要分开挖、上土、运输、整平、碾压等几类，并视运距远近有所不同，对本题的2km运距，适宜的施工机械应为挖掘机、自卸汽车、推土机、羊脚碾（或气胎碾或振动碾）、夯实机具（或夯板、蛙夯）、洒水车。5.高喷截渗墙工程施工前应进行工艺性试验，以确定灌浆孔间距、灌浆压力等施工参数，并在施工中严格按此参数进行施工。特别是灌浆孔间距的确定更是至关重要，在其它因素一致的情况下，其具体确定主要在于工程地质。工艺试验的中粉质壤土对应的灌浆间距比实际堤基的裂隙粘土对应的灌浆间距要小，且施工中未进一步检验和调整施工参数，因此才造成未搭接。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,案例十【背景】某平原区拦河闸工程，设计流量860m3/s，校核流量1050m3/s，闸室结构如下图所示。本工程施工采用全段围堰法导流，上、下游围堰为均质土围堰，闸基为轻粉质砂壤土，基坑采用深井降水。某天突然发现上游围堰后（基坑侧）有大面积管涌群，施工单位为防止事故发生，及时就近挖取黏性土进行封堵，随着上游水位继续上涨，封堵失败，围堰决口，导致刚浇筑的闸室底板、下游消能防冲设施被冲毁，造成直接经济损失100万元。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,,【问题】1．说明该拦河闸工程的等别及闸室和围堰的级别；指出图中建筑物1和2的名称。2．本工程事故发生前施工单位对管涌群采取的处理措施有何不妥并简要说明本工程管涌的抢护原则和正确抢护措施。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,【答案】1．根据水闸设计规范本工程等别为Ⅱ等；闸室级别为2级；围堰级别为4级。图中1为铺盖、2为消力池。2．根据水利工程常识，施工单位采用黏性土对管涌群进行封堵不妥；管涌的抢护原则是制止涌水带砂，而留有渗水出路；本工程的正确抢护措施用透水性较好的砂、石、土工织物、梢料等反滤材料在管涌群出口处进行压盖。,1F410000水利水电工程技术--工程案例,37,主持单位杨凌职业技术学院,参建单位安徽水利水电职业技术学院长江工程职业技术学院,