水利工程施工实验报告

水利工程施工实验报告

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一、

二、

一、

二、

目录 水利工程施工地下洞室支护系统

锚杆拱效应实验报告

一、实验目的

1通过地下洞室支护系统锚杆拱效应实验进一步深入与拓展对地下洞室喷锚支护知识的了解；

2直观展示地下洞室的系统锚杆支护原理,改善地下工程施工部分内容的实验教学环节的不足；

3提高学生的动手能力,培养学生开展工程实验的能力.

二、实验原理

当在地下洞室进行喷锚支护后,洞室顶端山体形成以系统锚杆头和紧固端为顶点的锥形体压缩区,如果将锚杆沿洞室顶拱按一定间距径向排列,在锚杆沿洞室顶拱按一定间距径向排列,在锚固力作用下,每根锚杆周围形成的锥形体压缩区彼此重叠联结,在围岩中形成一连续压缩带,该区域不仅能保持自身的稳定,而且承受上部围岩压力,阻止上部围岩的松动和变形发展.通过锚杆对破碎岩体施加锚固力是形成加固拱地前提.

本次实验在一个拱形石料槽中安设锚杆并填充碎石料来模拟地下洞室支护的系统锚杆加固拱的作用,锚杆的上下两端都采用垫片加螺母来对石料施加锚固力,实验原理如下图1：

1先安装石料槽底板,在石料槽内不设置锚杆的情况,将粒径40-60mm的石料装进拱槽内,拆卸装置石料槽底板,观察石料完全塌落情况；

2再次安装石料槽底板,再将下端固定好垫片的锚杆安放在底板上；

3将粒径40-60mm的石料重新装入拱形石料槽,保证锚杆位置无过大变动；4石料装满石料槽后,旋钮锚杆顶部的碟形螺母,在垫片的作用下对石料施加足够的锚固力；

5拆卸装置的石料槽底板,观察石料的锚固情况,若石料不完全掉落,呈连续拱形,则实验成功,系统锚杆的拱效应得到验证.

三、实验用品

拱形石料槽、集中锚固锚杆40支、工具箱手套、老虎钳、锤子、铁锹、斗车、

石料粒径40-60mm.

四、实验步骤

1将锚杆锚固端的垫片和螺栓拆开放好； 图1 2分区域将拆好的锚杆插入石料槽的底板的孔洞中,并倒入第一层石料；

3直至所有锚杆都立在石料槽对应的孔洞中,并倒入第一层石料将锚杆固定,图2；

4用锤子轻轻锤石料,压实第一层石料；

5待第一层石料压实之后,再进行第二层石料下料；

6分层下料,分层压实,直至下料高度距离锚杆端部10cm左右；

7压实结束后,装上垫片并调整至水平,旋钮锚杆顶部的蝶形螺母,在垫片的作用下对石料施加足够的锚固力；

8待螺栓全部拧紧之后,拆卸装置的石料槽底板,观察石料的锚固情况,石料不完全掉落,且呈连续拱形.如图3；

五、实验结果

石料不完全掉落,呈连续拱形,实验成功,系统锚杆的拱效应的到验证.

六、分析与讨论

1锚杆的悬吊作用

悬吊作用是指用锚杆将软弱的直接顶板吊挂在其上的坚固老顶之上.

如图1所示,或者是用锚杆将因巷道开挖而引起松动的岩块连接在松动区外的完整坚固岩石上,使松动岩块不至冒落.

2锚杆的组合梁理论

利用锚杆的拉力将层状岩层组合起来形成组合梁结构进行支护,这就是锚杆组合梁作用.组合梁作用的本质在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁的岩层挤紧,增大岩层间的摩擦力；同时,锚杆本身也提供一定的抗剪能力,阻止其层间错动.锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁,这时被锚固的岩层便可看成组合梁,全部锚固层能保持同步变形,顶板岩层抗弯刚度得以大大提高.

3锚杆锲固作用

是指在围岩中存在一组或多组不同产状的不连续面的情况下,由于锚杆穿过这些不连续面,防止或减少了围岩沿不连续面的移动.

4挤压加固拱作用

形成以锚杆头和紧固端为顶点的锥形体压缩区.如将锚杆沿拱形巷道周边按一定间距径向排列,在预应力作用下,每根锚杆周围形成的锥形体压缩区彼此重叠联结,在围岩中形成一连续压缩带.它不仅能保持自身的稳定,而且能承受地压,组织上部围岩的松动和变形.显然,对锚杆施加预紧力是形成加固拱的前提.

5锚杆的减跨作用

如果把不稳定的顶板岩层看成是支撑在两帮的叠合梁,由于可视悬吊在当于在该处打了点柱增加了支点而减少了顶板的跨度,从而降低了顶板岩层的弯曲应力和挠度,维图2

图3 持了顶板与岩石的稳定性,使岩石不易变形和破坏.这就是锚杆的“减跨”作用,它实际上来源于锚杆的悬吊作用.

锚杆是用金属或其他高抗拉性能材料制作的杆状构件,配合使用某些机械装置、胶凝介质,按一定施工工艺,将其锚固与地下洞室围岩的钻孔中,起到加固围岩、承受荷载、阻止围岩变形的作用.

在工程中,按锚杆与围岩的锚固方式,基本上可分为集中锚固与全长锚固两类.楔缝式锚杆和胀壳式锚杆属于集中锚固的两种锚杆,他们是有锚杆端部的楔瓣或胀圈扩开以后所提供的嵌固力而得到锚固的.

全长锚固的锚杆有砂浆锚杆和树脂锚杆等,他们是由水泥砂浆或树脂在杆体和锚孔间所提供的摩擦力和粘结力而得到锚固的.全长锚固的锚杆由于锚固可靠耐久,工程建设中运用较多.其中,由水泥砂浆胶结的螺纹钢筋锚杆,由于施工简便,

经济可靠,使用更为普遍.随着我国基本建设速度的加快,有许多大跨度、大断面的地下洞室在十分复杂的岩体中修建,对锚杆材料及锚固介质有更高的要求.如采用高强度或超高强度的金属作为杆件材料,并对杆体进行冷拉、滚丝处理,可大大提高支护效果.树脂是一种高分子材料,具有优越的粘结性能,较以快硬水泥为主要材料的砂浆锚固,在施工中具有较好的操控性和可靠性.

根据围岩变形与破坏的特性,从发挥锚杆不同作用的角度考虑,锚杆在洞室的布置有局部锚杆和系统锚杆.

局部锚杆主要用来加固危石,防止掉块.为了保证危岩的有效锚固,锚杆应锚入稳定岩体.

系统锚杆一般按梅花形排列,连续锚固在洞壁内.他们将被结构面切割的岩块串联起来,保持和加强岩块的联锁、咬合和嵌固效应,是分割的围岩组成一体,形成以连续加固拱,提高围岩的承载能力.

系统锚杆不一定要锚入稳定岩层.当围岩破碎时,用短而密的系统锚杆,同样可取得较好的锚固效果.

施工导截流沙盘模型试验实验报告

一、 水电站修建之隧洞导流方案

大溪水库隧洞导流

导流隧洞位于第一溢洪道与第二溢洪道之间,进口高程为110m,出口高程为,洞室为马蹄形原城门形,洞长95m,纵坡1/100. 图4 一、导流洞平面

隧洞进出口段各20m洞身内壁在开挖时喷混凝土支护,以增强隧洞的稳定性,其余部分仅对局部可能不稳的岩体加锚杆,洞脸作喷混凝土处理,以防岩体风化过快而影响稳定性.图1；

隧洞完成导流任务后,在进口段用微膨胀混凝土封堵,长度30m,隧洞进口用锚筋、挂钢筋网现浇混凝土面板,以加强封堵效果.

二、隧洞石方明挖施工

1隧洞的明挖

出口石方采用松动控制爆破,洞脸边坡预留保护层,采用手风钻钻孔,松动爆破.洞外明挖石渣,用于铺设隧洞出洞口的施工道路洞,多余石渣利用挖掘机配合自卸汽车运往指定弃土场.

2洞脸支护

洞脸开挖前,在洞脸边线外10-20cm处开挖一条30cm宽的截水沟；隧洞明挖完成以后,立即进行洞脸锚喷支护,对岩石进行封闭.三、隧洞掘进方案

隧洞掘进采用上下台阶开挖,进尺循环即炮孔深度,采用楔形式挖槽,孔深,底部预留工作平台,作为隧洞出渣和材料、设备运送的道路.人工装碴、时风三轮自卸车洞内运送石渣到洞外,洞外采用反铲挖掘机配自卸汽车进行,出渣料运往材料堆放场地及进场施工道路、整平,

便于材料的堆放、运输.场地和道路铺设完毕后,多余石渣利用挖掘机配

合自卸汽车运往指定弃土场.开挖后尽快进行锚喷支护,以保护围岩稳定.

为了加快施工进度,我部将采取在隧洞进出口端同时掘进的方法对导流隧洞的进行开挖.于2009年11月3日隧洞开挖设备进场开工后,先铺设第一溢洪道进出口段部位导流隧洞开挖的施工道路,专业爆破施工相关技术人员及设备到位,配备施工测量人员测定导流隧洞开挖的轴线及高程.同时进行导流隧洞开挖的专项爆破试验,再根据爆破试验参数及相关设计方案对大坝进行进出口段双向掘进的方式开挖以保证施工进度.第一溢洪道出口段在专项爆破试验成果出来后先行爆破开挖.进口段导流隧洞开挖将于2009年12月10日以前施工开挖,为了方便进口段隧洞开挖施工机械设备如空压机等安放在第一溢洪道进口闸门前,爆破后用人工小推车进行清渣.

为了防止雨水、山洪流入进口段导流隧洞,我部决定在第一溢洪道进口段拟建一个挡水围堰隧洞清理石渣直接堆放在挡水围堰上,挡水围堰可防止外来积水涌入导流隧洞,保证导流隧洞开挖的正常施工.

二、水电站修建之分期围堰导流方案 导流洞平面图 三峡工程之分期围堰方案

根据“明渠通航、三期导流”的施工方案,三峡工程分为三期进行.

1993～1997年为准备工程和一期工程阶段.一期工程的主要任务有：填筑一期土石围堰,形成一期基坑,将水抽干,开挖至新鲜花岗岩石,修建混凝土导流通航明渠,长江水流和过往船舶仍从大江主河道通行.导流通航明渠和左岸临时船闸竣工后,拆除一期土石围堰,进行三峡工程的第一次截流——大江截流.1997年11月,大江截流的胜利实现,标志着一期工程的完成和二期工程的开始.

1998～2003年为二期工程阶段,主要任务有：在一个枯水期内完成二期上、下游土石围堰的填筑,将围堰围护的大江基坑内的水抽干,浇筑大坝及电厂等设施.长江水流从导流明渠通过,过往船舶从导流明渠或临时船闸中航行.

2002年11月6日进行了三峡工程的第二次截流——导流明渠截流.截流成功后,在导流明渠内抢修碾压混凝土围堰至140米高程,长江水流从泄洪坝段

底部的22个导流底孔中宣泄,船舶从临时船闸通行.2003年6月1日,三峡水库开始蓄水,6月中旬,蓄水至135米,永久船闸开始通航,10月,首批机组开始发电.

2004～2009年为三期工程阶段,主要任务有：完成右岸厂房坝段和右岸非溢流坝段、右岸电站厂房的混凝土浇筑及相应的金属结构安装,左右岸电站全部26台机组的安装,完成全部输变电工程,拆除碾压混凝土围堰和三期下游土

石围堰. 一期工程

二期工程

三期工程 常态混凝土施工工艺模型实验

混凝土的运输浇筑方案简述

一、混凝土的原料

混凝土的原料在进行混凝土搅拌施工的时候,对于混凝土的原料选取十分重要,这主要因为是应用不同的混凝土原料有着不同的应用方式,如果对其不进行严格的要求的话,那么将会严重的影响着整个施工工程的质量,所以我们在进行工程施工的时候要多混凝土原料进合理的选取.目前,在我国市场中出现的混凝土原料的种类越来越多,我们在进行选择的时候,一定要对其进行严格的审查,对其级别都要进行相关的认知,看是品种否符合施工工程的要求.而且如果在进行使用的时后,如果对混凝土原料的质量有怀疑时,我们还可以对其进行复验,从而保证混凝土的质量.在一些混凝土施工工艺的时候,有些材料是不能用于施工的,因此我们就要对其进行一定程度的控制,减少原料滥用.并且在进行添加剂的使用过程当中,我们还要按照我国的相关规定对其进行一定的规范.以免对环境和建筑结构产生一定的影响,保证施工工程的顺利进行.

二、混凝土的搅拌

1、搅拌机选择

混凝土搅拌机械的选择直接影响工程进度、造价和质量,因此应根据工程量大小.搅拌机使用期限、施工条件及混凝土组成特性、坍落度大小、稠度要求等具体条件,选择搅拌机的形式和数量.

1强制式搅拌机分立轴式和卧轴式两种.强制式搅拌机是在轴上装有叶片,通过叶片强制搅拌装在搅拌桶内的物料,使物料沿环向、径向和竖向运动,拌和成均匀的物料,是剪切拌和原理.强制式搅拌机的拌和作用强烈,多用于搅拌干硬性混凝土、低流动性混凝土和轻骨料混凝土.立轴式强制搅拌机是通过底部的卸料口卸卸料迅速,但如卸料口密封不好,料,水泥浆易漏掉,故不宜用于搅拌流动性大的混凝土.

2直落式搅拌机采用堆积密度在500kg/m2以上的轻粗骨料配制的塑性砂轻混凝土可采用直落式搅拌机.