石方开挖技术

开挖方式

自上而下开挖、上下结合开挖、先河槽后岸坡开挖和分期分段开挖等。

开挖方法

机械开挖：常用的机械有挖掘机(单斗挖掘机、多斗挖掘机)、推土机(按转动方式不同有机械式、液力机械式和液压式三种)、铲运机(按卸土方式可分为强制式、半强制式和自由式三种)和装载机等。

人工开挖：处于河床或地下水位以下的建筑物基础开挖，应特别注意做好排水工作。施工时，应先开挖排水沟，在分层下挖。临近设计高程时，应留出0.2~0.3m的保护层暂不开挖，待上部结构施工时，再予以挖除。

渠道开挖

人工开挖受地下水影响的渠道应设排水沟开挖方式有一次到底法和分层下挖法。

机械开挖：护运机开挖果道的开行方式有环形开行和“”字形开行。当果道开挖宽度大于铲土长度，而填土或弃土宽度又大于卸土长度，可采用横向环形开行。反之，则采用纵向环形开行，铲土和填土位置可逐渐错动，以完成所需断面。当工作前线较长，填挖高差较大时，应采用“8”字形开行。

土坝地基：坝断面范围内必须清除地基岸坡上的草皮、树根、含有植物的表土、蛮石、垃圾及其他废料，并将清理后大风地基表面土层压实。应留有0.2-0.3m的保护层，待填土前进行人工开挖。

混凝土坝地基：高坝应挖至新鲜或微风化基岩；中坝宜挖至微风化或弱风化基岩。基岩开挖后，在浇筑混凝土前，需进行彻底的清理和冲洗，包括清除松动的岩块、打掉凸出的尖角等。

地基处理的基本方法灌浆(固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆、化学灌浆、高压喷射灌浆)、防渗墙、置换法、排水法、挤实法桩基础(端承桩、摩擦桩、振冲砂(或碎石)桩、高速喷旋桩)。

固结灌浆：灌浆前进行简易水压试验，采用单点法，试验孔数一般不宜少于总孔数的5%。固结灌浆孔应按分序加密，浆液应按先稀后浓的原则进行。固结灌浆压力一般控制在0.3~0.5MPa。

有盖重的坝基固结灌浆应在混凝士达到要求强度后进行。基础灌浆宜按照先固结后帷幕的顺序进行。水工隧洞中的灌浆宜按照先回填灌浆、后固结灌浆、再接缝灌浆的顺序进行。

帷幕灌浆：主要参数有防渗标准、深度、厚度、灌浆孔排放数和灌浆压力等。技术要求：浆液浓度的控制灌浆压力的控制回填封孔。

化学灌浆：适用于灌注和加固混凝土结构的细微裂隙、基岩的细裂隙和断层破碎带等低渗透性地层，低温动水状况下可固化，凝结时间可控、凝结过程不受水和空气干扰等情况下的灌浆作业。

土料填筑压实参数主要包括碾压机具的重量、含水量、碾压遍数及铺土厚度等，振动碾压还应包括振动频率及行走速率等。

碾压土石坝的施工作业，包括准备作业、基本作业、辅助作业和附加作业。工作面的划分，应尽可能平行坝轴线方向，以减少垂直坝轴线方向的交接。

按设计厚度铺料整平是保证压实质量的关键。碾压方式主要取决于碾压机械的开行方式。碾压机械的开行方式通常有进退错距法和圈转套压法两种。圈转套压法要求开行的工作面较大，适合于多碾滚组合碾压。

堆石体填筑可采用自卸汽车后退法或进占法卸料，推土机摊平。垫层料的摊铺多采用后退法，以减轻物料的分离。坝料填筑宜采用进占法卸料，必须及时平料每层摊料后宜用仪器检查铺料厚度，一经发现超厚及时处理。一般堆石体最大粒径不应超过层厚的2/3。通常堆石体压实的质量指标，用压实重度换算的孔隙率来表示，现场堆石密度的检测主要采取试坑法。

防渗加固技术

上游截渗法：黏土斜墙法、抛土和放淤法、灌浆法防渗墙法、截水墙(槽)法。

下游排水导渗法：导渗沟法贴坡排水法、排渗沟法。

模板的作用

主要作用是对新浇混凝土起成型和支撑作用，同时还具有保护和改善混凝土表面质量的作用。

模板的基本类型

按制作材料分为木模板钢模板。混凝土和钢筋混凝土预制模板。按受力条件分为承重模板和侧面模板。按架力和工作特征分为固定式、拆移式、移动式和滑动式。

模板设计

模板及其支撑结构应具有足够的强度、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，其结构变形应在允许范围以内。模板及其支架承受的荷载分基本荷载和特殊荷载两类。

承重模板及支架的抗倾稳定性应该验算倾覆力矩稳定力矩和抗倾稳定系数。稳定系数应大于1.4.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。

模板的安装

支架必须支承在稳固的地基或已经凝固的混凝土上，并有足够的支承面积，防止滑动。支架的立柱必须在两个互相垂直的方向上用撑拉杆固定以确保稳定。

钢筋混凝土结构的承重模板要求达到下列规定值时才能拆模：悬臂板、梁，跨度≤2m，70%；跨度>2m，100%。其他梁板、拱，跨度≤2m，50%；跨度2-8m，0%；跨度>8m，100%。

在同一浇筑仓的模板按“先装后拆，后装先拆”的原则，按次序、有步骤地进行。

钢筋图

普通钢筋符号：A——HPB235热轧光圆钢筋；B——HRB35热轧带助钢筋C——HRB400热轧钢筋；CR——RRB400热轧钢筋。

钢筋配料

当构件设计是按强度控制时，可按强度相等的原则代换。当构件按最小配筋率配筋时可按钢筋的面积相等的原则进行代换。

钢筋加工

调直、去锈：调直直径12mm以下的钢筋，主要采用卷扬机拉直或用调直机调直。用冷拉法调直钢筋，其矫直冷拉率不得大于1%(Ⅰ级钢筋不得大于2%)。对于不需要调直的钢筋表面的鳞锈，应用风砂枪或除锈机，也可手工锤敲去锈或用钢丝刷清除，以免影响钢筋与混凝土的粘结。

钢筋加工

连接：焊接连接机械连接、绑扎连接。钢筋接头应分散布置。焊接接头，在受弯构件的受拉区，不宜超过50%；在受压区不受限制。绑扎接头，在受弯构件的受拉区，不宜超过25%，在受压区不宜超过50%。机械连接接头，其接头分布应按设计文件规定执行，当没有要求时在受拉区不宜超过50%；在受压区或装配式构件中钢筋受力较小部位，A级接头不受限制。焊接与绑扎接头距离钢筋弯头起点不小于10d，也不应位于最大弯距处。若两根相邻的钢筋接头中距在500mm以内或两绑扎接头的中距在绑扎搭接长度以内，均作为同一截面处理。

钢筋安装

钢筋的安装可采用散装和整装两种方式。

混凝土拌合

拌合方式一次投料法、二次投料法水泥裹砂法。拌合设备的小时生产能力可按混凝土月高峰强度计算确定。

混凝土运输

混凝土在运输过程中应尽量缩短运输时间和转运次数。因故停歇过久，混凝土已初凝或已失去塑性时，应作废料处理。严禁在运输途中和卸料时加水。

混凝土浇筑与养护

混凝土人铺料多用平浇法。分块尺寸的铺层厚度受混凝土运输浇筑能力的限制，若分块尺寸和铺层厚度已定要是层间不出现冷缝，应采取措施增大运输浇筑能力。倘设备能力难以增加，则应考虑改变浇筑方法将平浇法改变为斜层浇筑或台阶浇筑以避免出现冷缝。混凝土养护，通常采用洒水养护或安管喷雾。养护时间与浇筑结构特征和水泥发热特性有关。

大体积混凝土的温度控制

(1) 原材料和配合比优化，降低水化热温升：减少每立方米混凝土的水泥用量；用低发热量的水泥(2)降低混凝土的人仓温度合理安排浇筑时间减少运输途中和仓面的温度回升；采用加冰或加冰水拌合。对骨料进行预冷。(3)加速混凝土散热：确定合理的混凝土浇筑层厚和间歇期；混凝土内预埋水管通水冷却。(4)合理分缝分块。控制相邻坝块，坝段高差。(5)混凝土表面保温与养护。

填料的施工

沉降缝的施工材料，常用的有沥青油毛毡、沥青杉木板及泡沫板等多种。

止水的施工

凡是位于防渗范围内的缝，都有止水设施，止水包括水平止水和垂直止水。

止水缝部位的混凝土浇筑

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。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。振捣器不得触及止水片。嵌固止水片的模板应适当推迟拆模时间。

混凝土面板堆石坝面板混凝土分缝及止水施工

混凝土面板纵缝的间距决定了面板的宽度，由于面板通常采用滑模连续浇筑，因此面板的宽度决定了混凝土浇筑能力，也决定了钢模的尺寸及其提升设备的能力。垂直缝的间距可为12-18m。垂直缝砂浆条一般宽50cm，是控制面板体型的关键。

混凝土坝分缝及止水施工

分缝形式：横缝(缝面不设键槽、不灌浆；缝面设竖向键槽和灌浆系统；缝面设键槽但不进行灌浆)、纵缝(竖缝、斜缝及错缝等)。竖缝分块是我国使用最广泛的一种分缝分块形式。纵缝需要设置键槽，并进行接缝灌浆处理，或设置宽缝回填膨胀混凝土。浇块高度一般在3m以内。斜缝可以不进行接缝灌浆。错缝缝面一般不灌浆，但在重要部位如水轮机蜗壳等重要部位需要骑缝钢筋，垂直缝和水平施工缝上必要时需设置键槽。

混凝土表层损坏

混凝土表层损坏的原因施工质量峡陷；混凝土表面碳化、气蚀破坏水流冲刷、撞击等。冻胀、侵蚀性水的化学侵蚀。

混凝土表层加固常用方法：水泥砂浆修补法、预缩砂浆修补法、喷浆修补法、混凝土修补法、钢纤维喷射混凝土修补法、压浆混凝土修补法、环氧材料修补法。

混凝土裂缝

裂缝处理的一般要求：一般裂缝宜在低水头或地下水位较低时修补，而且要在适宜于修补材料要凝固的温度或干燥条件下进行；水下裂缝如果必须在水下修补时，应选用相应的材料和方法；对受气温影响的裂缝宜在低温季节裂缝开度较大的情况下修补；对不受气温影响的裂缝，宜在裂缝已经稳定的情况下选择适当的方法修补。

裂缝裂缝修补的方法：龟裂缝或开度小于0.5m的裂缝，可用表面涂抹环氧砂浆或表面贴条状砂浆，有些缝可以表面凿槽嵌补或喷浆处理：渗漏裂缝可视情节轻重在渗水出口处进行表面凿槽嵌补水泥砂浆或环氧材料有些需要进行钻孔灌浆处理沉降缝和温度缝的处理，可用环氧砂浆贴橡皮等柔性材料修补，也可用钻孔灌浆或表面凿槽嵌补沥青砂浆或者环氧砂浆等方法；施工(冷)缝，一般采用钻孔灌浆处理，也可采用喷浆或表面凿槽嵌补。

混凝土结构失稳

外粘钢板加固法；粘贴纤维复合材料加固法；植筋(锚栓)技术。

水利水电工程机电设备的种类

水泵机组类型：水泵机组包括水泵、动力机和传动设备。水泵按工作原理分主要有叶片泵、容积泵和其他类型泵。水泵按泵轴安装形式分为卧式、立式和斜式。按电机是否能在水下运动分为常规泵机组和潜水泵机组等。

水轮机类型：按水流能量的转换特征分为反击式和冲击式。反击式按转轮区内水流相对于株洲流动方向的不同分为混流式轴流式斜流式和贯流式。冲击式水轮机按射流冲击转轮的方向不同分为水斗式斜击式和双击式。

机电设备及安装的基本要求

卧式机组的安装：卧式机组分为有底座和无底座两种，小型机组的水泵和电动机一般多采用直接传动其底座是共用的。

立式机组的安装：当测算出的摆度值不满足规定要求时通常是采用刮磨推力盘底应，面的方法进行调整。

平面闸门安装顺序：闸门放到门底坎、按照预埋件调整止水和支承导向部件、安装闸门拉杆在门实试验闸门的提升和关闭、将闸门处于试验水头并投入试运行。

按照混凝土浇筑方法，闸门预埋件的安装方法分为：在预留二期混凝土块的安装方法和不设一期混凝土块的安装方法。宣采用预留二期混凝土块的安装方法。