HW工程下水库混凝土施工组织设计
学 生：艾浩然 指导教师：张立仁 三峡大学科技学院
1 课题来源
本设计题目来源于H市JX县水库工程，属设计类课题。该电站位于HB省JX县的GT河干流上。距s市区直线距离为53km，公路里程77km，距JX县城公路里程45km。电站总装机容量1000MW，装机4台，单机容量250MW。电站建成后接入电网，在系统中担负调峰填谷、调频调相和紧急事故备用等任务。电站枢纽主要由上水库、水道系统、地下厂房系统及地面出线场、下水库拦河坝和拦排沙工程等组成，工程等级为一等。电站建成后接入j南电网，在系统中担负调峰填谷、调频调相和紧急事故备用等任务。
2 编制本工程混凝土施工组织设计的目的和意义
施工组织设计是用以组织工程施工的指导性文件。在工程设计阶段和工程施工阶段分别由设计、施工单位负责编制。施工组织设计是对施工活动实行科学管理的重要手段，它具有战略部署和战术安排的双重作用。它体现了实现基本建设计划和设计的要求，提供了各阶段的施工准备工作内容，协调施工过程中各施工单位、各施工工种、各项资源之间的相互关系。
施工组织是项目建设和指导工程施工的重要技术经济文件。能调节施工中人员、机器、原料、环境、工艺、设备、土建、安装、管理、生产等矛盾，要对施工组织设计进行监督和控制，才能科学合理的保证工程项目高质量、低成本、少耗能的完成。 施工组织设计是项目建设和指导工程施工的重要文件，是建筑施工企业单位能以高质量、高速度、低成本、少消耗完成工程项目建筑的有力保证措施，也是加强管理、提高经济效益的重要手段，也是很正确处理施工中人员、机器、原料、方法、环境及工艺与设备，土建与安装写作，消耗与供应，管理与成产等各种各样的矛盾，科学合理地、计划而有序地均衡地组织项目施工生产的重要保障。
本次毕业设计是对大学四年所学知识的总结和运用，通过对水利枢纽工程的了解和个人知识的掌握，本次毕业设计选择《HW工程下水库混凝土施工组织设计》作为题目。本课题主要解决
1、混凝土施工组织设计。
2、坝体混凝土温控和防裂措施。
3、混凝土外观质量保证措施。通过本次设计，运用几年来所学的理论知识及专业知识，结合毕业设计的任务进行思考、分析应用，提高我们独立思考与独立工作的能力，同时也加强了计算、绘图、编写设计文件、使用规范、手册能力的培养，使我们成为合格的水利人才。
3 阅读的主要文献、资料名称，国内外现状和发展趋势
3.1 文献资料概述
1）SL303-2004，水利水电工程施工组织设计规范 2）DLT5144-2001，混水工凝土施工规范 3）DLT5215-2005，水工建筑物止水带技术规范 4）DLT5169-2002，水工混凝土钢筋施工规范 5）DL/T5110-2000，水电水利工程模板施工规范
7）潘家铮.重力坝设计[M].北京：水利电力出版社，1991 8）朱伯芳，高季章，陈祖煜，厉易生．大坝设计与研究[M].北京：中国水利水电出版社，2002 6）李香云.国外国际河流的主要开发方式 《水利发展研究》-2010年1期
9）李瓒，陈兴华，郑建波，王光纶．混凝土拱坝设计[M].北京：中国电力出版社，2000 11）朱伯芳．大坝应力控制标准研究[J].水力发电，2000 12）SL282—2003，混凝土拱坝设计规范[S] 10）朱伯芳.当前混凝土坝建设中的几个问题《水利学报》ISTIC EI PKU -2009 13）SL319—2005，混凝土重力坝设计规范[S] 15）杨强，吴浩，周维垣．基于h-型自适应有限元的大坝应力取值研究[J].水利学报，2005 17）邵政权，李胜福，崔宝平，等．改善重力坝坝踵区应力分布方法的探讨[J]．东北水利水电，2003 18）满卫东.《黑龙江水利科技》-2007年2期 19）任青文，钱向东，赵引，等．高拱坝沿建基面的破坏和安全度研究[J].水力发电，2002 20）熊静，张建海.向家坝水电站重力坝深层抗滑稳定性研究.四川建筑科学研究[J].2009 21）金峰，周建平.重力坝在校核地震工况下核算方法的建议.水力发电[J].2009 14）陈胜宏，汪卫明等小湾高拱坝坝踵开裂的有限单元法分析[J].水利学报2003 16）杨清平，李俊杰．重力坝坝踵主拉应力区分布规律的探讨[J]．水利学报，2000 3.2 重力坝混凝土施工的现状、特点及发展趋势
3.2.1重力坝混凝土施工的现状
混凝土筑坝技术二十世纪70年代由国外首先起用，我国于80年代初开始研究，并于1986年建成了第一座碾压混凝土重力坝-福建省坑口大坝。在推广初期，部分学者对层间结合、坝体防渗等产生疑虑和争论，曾一度减缓了碾压混凝土坝的应用进程。随着深入的试验研究，原材料、混凝土配合比及施工机械、施工工艺的改进，先进科学的设计理论和实践，碾压混凝土筑坝技术不断提高，日趋完善，解决了各类问题：采用高掺粉煤灰等外掺料，选用适宜水泥、砂石骨料、优质复合型外加剂、核子水分-密度仪国产化研制；石料对碾压混凝土性能的影响规律；对碾压混凝土拌和、运输、摊铺、压实的机械设备不断改进，调整了混凝土稠度Vc值的控制范围；坝体防渗结构的演化发展；在混凝土摊铺、浇筑及分缝处理，分层碾压、模板工程等施工工艺不断改进和提高，研究了变态混凝土、斜层平摊铺筑、诱导缝施工及恶劣环境下的施工技术等新工艺，进一步提高了碾压混凝土大坝的质量，对垂直、水平及其他方向的混凝土芯样检查，芯样已达10m（若不受钻孔机具限制，可能会更长），压水试验的透水率平均水于1Lu，抗剪断试验的破环面不在层面结合面，观测仪器的数值均证实大坝运行正常，大坝渗漏、变形值与常规混凝土相同。近几年来，我国碾压混凝土筑坝技术得到了飞速的发展，1993年建成了当时世界上最高的坝高75m的普定碾压混凝土重力坝在建的龙滩大坝（坝高初期196m，终期216.5m）是世界上最高的碾压混凝土重力坝；坑口碾压混凝土重力坝、普定碾压混凝土拱坝两个项目都获得了国家科学技术进步一等奖。随着施工水平和能力的提高，我国碾压混凝土筑坝速度更有了明显的进步，三峡三期上游碾压混凝土重力式围堰高121m，仅用4个月完成总方量110万/m³。其月、日最高强度达到47.5万/m³、2.1万/m³，均居世界首位。截止目前为止，我国已建、在建的碾压混凝土大坝60多座，围堰近20座，我国碾压混凝土筑坝技术已处于国际领先地位。
3.2.2混凝土施工的特点
混凝土施工具有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土数量多。工程条件复杂和施工技术要求高。 混凝土的截面尺寸较大，在混凝土硬化期间水泥水化过程中温度增高，使混凝土内外温差过大，内外温差产生的温度应力大于混凝土的抗拉应力，是导致混凝土结构出现裂缝的主要因素。在混凝土施工中必须考虑温度应力的影响，在高温下拌和浇筑混凝土，水分蒸发快，诸多原因引起坍落度损失，难以保证所设计的坍落度，易降低混凝土的强度，抗渗和耐久性。若掺用减水剂的混凝土，温度高，气泡易挥发，降低其含气量，且变得不稳定，空气量难以控制，使混凝土坍落度的控制变得较为困难，由于夏季温度高，水泥水化反应快，混凝，土凝结较快，施工操作时间变短，容易因振捣不良造成蜂窝、麻面以及冷缝等质量问题。
3.2.3重力坝混凝土施工发展趋势
早期的碾压混凝土坝大多采用胶凝材料用量较低的贫浆碾压混凝土水泥＋活性掺和料在每立方米100kg以下，现在大多采用胶凝材料用量较高的富浆碾压混凝土水泥＋活性掺和料在每立方米150kg以上。富浆碾压混凝土坝是当今世界上比较流行的趋势。
综合世界上已建成的碾压混凝土坝的平均水平，胶凝材料用量在每立方米150kg3以上的碾压混凝土坝占45%左右，胶凝材料低于每立方米100kg的碾压混凝土坝不足13%。中国碾压混凝土坝的平均胶凝材料用量是每立方米173kg，其中水泥每立方米79kg、活性掺和料每立方米94kg。
近年来胶凝材料的概念也出现了新的变化。过去人们认为胶凝材料是指水泥加活性掺和料，最早使用的活性掺和料多为粉煤灰。随后人们发现了更多有价值的掺和料，并认识到了适当的石粉掺量7.5%左右 对提高碾压混凝土强度的作用。最近出现了由多种活性掺和料混合而成的胶凝材料，其中可以完全没有水泥成分，而且世界上已有7座碾压混凝土坝使用了这项新技术。 3.3 目前混凝土重力坝的原理、施工工艺和方法
3.3.1混凝土重力坝的原理
重力坝是依靠坝体自重在坝基面产生摩阻力来抵抗水平水压力以达到稳定的要求利用坝体自重在水平截面上产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度的要求。
3.3.2混凝土重力坝的施工工艺
具体施工工艺如图3.1所示
施工准备 缝面处理 模板安装 钢筋绑扎 混凝土拌和 汽车运输 MD900塔机、轮胎吊车 止水片安装、金结埋件安装 仓位验收 混凝土浇筑 养 护
3.1混凝土重力坝的施工工艺
3.3.3混凝土重力坝的施工方法
大坝混凝土施工主要是坝体混凝土的模板、钢筋、止水制安，缝面处理，坝体RCC混凝土、常态混凝土、预制混凝土的浇筑。
大坝缝面处理位置是坝基建基面、混凝土浇筑层间水平接合面、施工冷缝。
建基面缝面处理。在坝基开挖验收后，由人工清除基面上松动岩石和杂物，清理干净，然后由人工用压力水将基面冲洗干净，冲洗水用电动潜水泵排到仓外。
混凝土浇筑层间施工缝处理。当混凝土浇筑收仓后，混凝土终凝24小时后由人工用高压冲毛机进行冲毛处理。
施工冷缝面处理。因施工和天气原因造成的施工冷缝，由人工与装载机配合处理至下层混凝土面，人工用高压冲毛机冲洗干净，经工程师批准后按照冷缝混凝土浇筑技术要求进行混凝土浇筑。
RCC混凝土浇筑。RCC基础混凝土由右岸拌和楼生产，20t自卸汽车水平运输，大坝两台MD900塔吊和50t轮胎吊吊灌入仓，人工振捣整平。
预制混凝土浇筑。预制混凝土由右岸拌和楼生产，5t自卸汽车水平运输，16吊轮胎吊入仓，人工振捣整平。 3.4 施工过程中可能出现的问题或事故
3.4.1没有完整的施工、组织规范
重力坝的建造作为一项大型工程，其施工周期长，施工人员多，技术指标和规范复杂。但是很多的施工单位在施工的时候没有制定一套切合实际的完整规范，或者已经制定严格的规范措施，但是在施工时因为监理没有到位导致规范没有被严格执行，从而导致安全隐患。例如，在施工过程中没有严格按照：开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖。的规定顺序进行施工，就可能导致基坑开挖边坡的稳定性得不到保证。
3.4.2水泥的配合比不正确
即施工单位为了控制工程造价，在进行搅拌桩施工时没有严格按照设计规定加入足够量的水泥，从而导致搅拌桩的强度严重不足，导致安全隐患的产生。
3.4.3 没有采纳专家评审的修改方案
重力坝作为一项复杂的大型工程，在工程施工期间会遇到很多的问题。有经验的专家评审工程师会根据实际施工的情况对施工方案进行修订。但是在实际的施工过程中，很多的施工单位为了图施工的方便，没有严格按照工程师给出的修订方案对施工要求进行必要的纠正，特别是在深基坑施工工程中，因为施工单位没有及时依据工程师修改制定的施工方案进行施工而导致安全隐患、工程质量问题，甚至是安全事故的情况常有发生。
3.5 质量评价
水工混凝土的技术指标要求较多，如抗压、抗渗、抗冻、极限拉伸值以及抗冲耐磨、抗侵蚀等，在混凝土配合比设计阶段，必须通过试验论证达到要求指标，确定施工配合比。SL/T191－1996《水工混凝土接过设计规范》把立方体抗压强度标准值作为力学指标的基本代表值。在现场混凝土施工中，均以150mm立方体试件的抗压强度为主要控制指标。
4 设计的主要内容及成果要求
4.1 主要内容
1.原材料选择和配合比 2.混凝土浇筑方案选择 3.混凝土运输与浇筑机械设备 4.混凝土浇筑 5.特殊季节的施工 6.质量安全保证措施 7.进度
4.2 成果要求
1、开题报告一份。要求同学对国内外混凝土工程的施工技术、方法、发展现状等有深刻的认识。开题报告内容不少于4000字。
2、译文一篇。至少3000字，要求外文与中文翻译内容相符。
3、设计说明书一份。要求符合工程上常规施工组织设计的编写规定，论据充分合理，有必要的计算过程及相应的施工细部说明图。
4、HW工程下水库混凝土施工组织设计一份。
5、相关设计内容图纸一套。
6、毕业答辩PowerPoint文档一份。
5 设计的方法及手段
通过熟悉资料，查阅相关资料，搞清楚了资料的来源以及如何使用资料认真阅读《水工设计手册》等设计指导书，熟练掌握设计规范。根据所给资料和所学的知识，进行枢纽的布置和坝型、坝轴线的选择，并确定枢纽主要建筑物的基本尺寸。参观实验室模型以及外出对水库进行实地调研考察，提高自己的感性认识。要完成此次设计还需要通过图书馆和网络查找有关水利水电工程枢纽，建筑物布置及设计等方面的资料，认真听取指导老师的意见，和同学们相互交流，进行工程类比，工程借鉴，才能最终顺利完成此次毕业设计。
6 设计进度
整体进度如下：
1、）2013.12.15~2014.1.7，完成外文翻译及文献综述，质量达到规定要求；
2、）2014.1.8~2014.2.15，完成开题报告编写，质量达到规定要求；
3、）2014.2.16~2014.3.30，完成基础编写过程；
4、）2014.3.31~2014.4.30，完成毕业论文正文编写，提交论文初稿，由指导教师批阅、修改；
5、）2014.5.1~2014.5.15，提交论文二稿，由指导教师批阅、修改；
6、）2014.5.15~2014.5.25，交毕业论文正本，质量达到规定要求；
7、）2014.5.25~2014.5.30，指导教师将评阅好的毕业论文交教研室，进行形式审查，上网查询及交叉评阅；
8、）2014.6.1-2014.6.10，答辩；
7 现有条件及需采取的措施
7.1 现有条件
本人在校期间已经经过三年半的学习，其中有已经完成了水力学、水文学、工程地质、材料力学、画法几何等专业基础课及水工建筑物、水利工程施工等专业课的学习，具备了工程设计的基本理论知识
设计中所用到的资料来自于可研阶段的工程实际资料和《水工建筑物设计规范》等。我们大学期间所学的《水工建筑物》、《工程施工》、《水工CAD制图》、《结构力学》、《水力学》、《土力学》、、《水文学》、《建筑材料》等课程，是顺利完成本次毕业设计的现有条件。
7.2 相应的措施
利用互联网查阅大量资料，扩充知识。使用AUTOCAD、EXCEL等计算机绘图工具绘制图表。 认真听取指导教师的意见和建议，在指导教师的指导下正确合理的进行设计。同学之间交换意见，互帮互助，共同进步。
