一种砌石坝机械化施工方法技术

本发明专利技术涉及一种砌石坝机械化施工方法，在施工的不同阶段都可以通过对应的路径进行送料，而采用水泥砂浆预铺，抓铲挖掘机械铺设的方式，使得工人作业和机械作用始终不在同一工序，有效的提高了施工的安全性，在摆石完成后自然下沉30分钟后，抓铲挖掘机已经到了下一或下下个施工场地，而工人则可以回到起点勾缝，场地上也有效的避开；汽车输送可以灵活的卸料到不同的施工点，对应的抓铲挖掘机可以就近完成施工工作，不仅有效的完成器械交替，也有效的提高了施工效率。实现在砌石坝施工的料石运输和摆石的两个重要环节中实现了机械化作业，节省了大量人工作业的工作量，减少人为的施工质量波动，提高了工作效率，保证了施工质量。

A mechanized construction method of masonry dam

【技术实现步骤摘要】
一种砌石坝机械化施工方法
本专利技术涉及大坝施工的
，尤其是涉及一种砌石坝机械化施工方法。
技术介绍
重力坝，是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。主要依靠坝体自重来维持稳定的坝。目前，因浆砌石坝比混凝土坝能降低一定成本，对基础岩石条件要求差一些，可充分利用当地原料资源，故在水工建筑和其它领域的应用范围比较广泛。但由于浆砌石结构不便使用机械化施工，主要以人工作业为主，效率低，所以施工工期较长，而且对砌石料的粒径要求较高，一般区域易受条件制约，料源利用率较低。近年来，国内相继推出一些新的预制砌块结构，如专利号为ZL200520081305.6的“护坡砌块”，公开的砌块上带有弧形凸块、凹槽相适配的卡合，以形成整体护面结构；专利号为ZL98236675.2r“拼装式混凝土护坡板块”，用混凝土预制成四棱台形板块，将相邻两板块正反相间摆放，靠板块自重使其侧面相吻合，从而形成无刚性连接的护坡面，该坡面具有良好的透水性和柔性，可抵抗冻胀和沉陷现象发生；专利号为ZL200820209632.9r“异型加糙预制混凝土块”，该预制混凝土块的平面形状为等腰梯形，表面有一道或多道水平沟槽，主要用于大坝、堤防的迎水面护坡；专利号为ZL200520108178.4的“自扣式钢筋砼预制块挡土墙”，是一种用于防止岸坡滑坡、塌方的自扣式钢筋砼预制块挡土墙，适用于水利、公路、铁路、园林等工程的边坡稳定处理；专利号为ZL03214932.8的“新型砌块”中，公开了带空腔的长方形六面体，在其顶面上沿短边方向设置有斜切凹槽。预制砌块结构的出现也是的砌石坝的砌石具备相对一致的构造，为机械化施工提供了一定的便利性，但由于施工方法的缺陷，目前的机械化施工主要还是采用汽车吊或空中索道调运料石的方案，输送点灵活性差，施工工序容易相互干扰，整体的施工效率和安全性都不够高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种砌石坝机械化施工方法,具有了灵活施工且安全性高的优点。本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种砌石坝机械化施工方法，包括如下步骤：步骤S1施工道路准备，在大坝施工前提前做好入仓导入规划；在施工中，随着坝体不断升高，需修建不同多阶段高程的入仓道路；步骤S2基础找平，大坝基础覆盖层开挖至河床基岩后，人工将基岩面冲洗干净，同时使用潜水泵及虹吸管将仓面积水排出，验收后，使用常态混凝土大面找平；步骤S3基层制高平台搭建，大坝根据高度分为多层与入仓道路相适应的制高平台，制高平台采用面石砌筑成型，具体步骤如下：步骤S3.1在找平面预铺厚度为a的水泥砂浆，采用汽车将大坝砌石料石直接运输上坝，并采用抓铲挖掘机进行第一层摆石；水平相邻的面石之间的平均间隔为b，其中a=（1.2～1.5）b；砌石放置后使其自然下沉至少30分钟，而后对砌石的竖缝采用水泥砂浆进行填浆，并采用工具进行捣插，常用工具有钢筋捣插棒、竹片捣插棒或捣插钢板；步骤S3.2一层砌筑完成后，以完成层顶面为基础继续预铺厚度为a的砂浆，以同样方法砌筑上层，直至坝体当前施工层设定高度；步骤S3.3对石墙进行勾缝，勾缝前应先剔缝，将灰浆刮深20～30mm，墙面用水湿润，再用1：2水泥砂浆勾缝；步骤S3.4砌体养护，砌体外露面，在砌筑12~18h之间应及时养护，经常保持外露面湿润，需用麻袋或草袋覆盖，并经常洒水养护，保持表面潮湿；养护时间不少于14d。通过采用上述技术方案，在施工的不同阶段都可以通过对应的路径进行送料，而采用水泥砂浆预铺，抓铲挖掘机械铺设的方式，使得工人作业和机械作业始终不在同一工序，有效的提高了施工的安全性，在摆石完成后自然下沉30分钟后，抓铲挖掘机已经到了下一或下下个施工场地，而工人则可以回到起点勾缝，场地上也有效的避开；汽车输送可以灵活的卸料到不同的施工点，对应的抓铲挖掘机可以就近完成施工工作，不仅有效的完成器械交替，也有效的提高了施工效率。本专利技术进一步设置为：步骤S3中的制高平台包括坝面和隔墙，其中隔墙的数量根据量坝面之间的间距设定，且隔墙与坝面在条件允许的情况下尽可能保证5°-10°的倾角；且该砌石坝机械化施工方法还包括如下步骤：步骤S4料石补仓，用料石填充坝面与隔墙之间的仓位；步骤S4.1在仓位的中部堆排0.5m-1m的抗冲击石碓，在仓位的底部铺设一层水泥砂浆；步骤S4.2采用汽车运输料石至坝面和隔墙的顶部，汽车尾部设置有转运装置，使得汽车的运货斗在进行倾倒时，可以将料石从汽车侧向送出，实现汽车在行走的同时向仓位内抛石；步骤S5自密实混凝土入仓。通过采用上述技术方案，利用砌石坝的平整度和整体性形成外部的抗冲击坝面和居中分散受力的坝心，再利用堆石快速完成内部填充，加强重力结构，而外部框架也限制了内部相对松散的流动性，配合自密实混凝土的密实结构，在保证坝体的抗冲击性能的基础上极大的提高了施工速度。本专利技术进一步设置为：所述转运装置包括可拆卸的固定于汽车车尾的箱体、位于箱体内且向汽车两侧延伸的输送机构、以及在运货斗卸料时将料石转运至输送机构的中转机构，其中箱体底部设有车轮，与汽车车尾对接后可随之一同行走，输送机构包括但不限于斗式提升机、输送带；中转机构包括固定箱体侧壁的中心轴、一端铰接于中心轴的侧壁的两块中转板和位于中转板下侧的液压缸，其中两块中转板对称的设于中心轴的两侧，且中转板摆动的最高点高于中心轴但低于运货斗的尾端，中转板的最低端与输送机构的输送部位接近但不抵触；液压缸的缸体铰接于箱体的内腔底部，活塞杆的端部铰接于中转板的底部。通过采用上述技术方案，其中在汽车输送料石至坝面顶部时，通过抬高其中一块中转板使料石向单侧输送，在运送至隔墙上方时则将两个中转板的自由端均放低，以同时向两侧输送，在一次输送完成后，还可以将转运装置配合另一载有料石的汽车返回，实现往返送料，大幅提高堆石效率。本专利技术进一步设置为：步骤S3中，在砌筑坝面和隔墙时，在顶部形成低于两侧的过道，且在两侧均具有斜面；步骤S4.1在坝面的内侧壁和隔墙的侧壁上采用钢筋布网，并采用喷射混凝土的方式布上水泥砂浆；步骤S4.2在抛石之前，需在隔墙和坝面上安装引导板，通过引导板的引导，料石将落入仓位的中部；引导板包括中板和侧板，侧板的内侧贴合于斜面、过道的内侧壁和过道的部分底面，侧板位于过道内的一端上翘设有限位部；中板覆盖侧板位于过道的部分，并在底部设有供限位部嵌接的限位槽；安装完成后，汽车直接行驶于中板的上方；步骤S4.3在堆石高度接近制高平台顶高时，拆除引导板继续堆石。通过采用上述技术方案，引导板的相互嵌合限位的结构使其在输送和抛石过程中具有极好的稳定性，尤其在抛石的同时，汽车也提供了维持其稳定的压力，而引导板也可以降低转运装置的侧向运送的长度，提高输送过程中的稳定性。本专利技术进一步设置为：步骤S4中对于料石的输送，依据仓内的料石体积的分布为下大上小，中大外小的要求，依次先后输送不同粒径的料石；...

【技术保护点】
1.一种砌石坝机械化施工方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤S1施工道路准备，在大坝施工前提前做好入仓导入规划；在施工中，随着坝体不断升高，需修建不同多阶段高程的入仓道路；/n步骤S2 基础找平，大坝基础覆盖层开挖至河床基岩后，人工将基岩面冲洗干净，同时使用潜水泵及虹吸管将仓面积水排出，验收后，使用常态混凝土大面找平；/n步骤S3 基层制高平台搭建，大坝根据高度分为多层与入仓道路相适应的制高平台，制高平台采用面石砌筑成型，具体步骤如下：/n步骤S3.1在找平面预铺厚度为a的水泥砂浆，采用汽车将大坝砌石料石直接运输上坝，并采用抓铲挖掘机进行第一层摆石；水平相邻的面石之间的平均间隔为b，其中a=（1.2～1.5）b；砌石放置后使其自然下沉至少30分钟，而后对砌石的竖缝采用水泥砂浆进行填浆，并采用工具进行捣插，常用工具有钢筋捣插棒、竹片捣插棒或捣插钢板；/n步骤S3.2一层砌筑完成后，以完成层顶面为基础继续预铺厚度为a的砂浆，以同样方法砌筑上层，直至坝体当前施工层设定高度；/n步骤S3.3对石墙进行勾缝，勾缝前应先剔缝，将灰浆刮深20～30mm，墙面用水湿润，再用1：2 水泥砂浆勾缝；/n步骤S3.4砌体养护，砌体外露面，在砌筑12~18h之间应及时养护，经常保持外露面湿润，需用麻袋或草袋覆盖，并经常洒水养护，保持表面潮湿；养护时间不少于14d。/n...

【技术特征摘要】
1.一种砌石坝机械化施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1施工道路准备，在大坝施工前提前做好入仓导入规划；在施工中，随着坝体不断升高，需修建不同多阶段高程的入仓道路；
步骤S2基础找平，大坝基础覆盖层开挖至河床基岩后，人工将基岩面冲洗干净，同时使用潜水泵及虹吸管将仓面积水排出，验收后，使用常态混凝土大面找平；
步骤S3基层制高平台搭建，大坝根据高度分为多层与入仓道路相适应的制高平台，制高平台采用面石砌筑成型，具体步骤如下：
步骤S3.1在找平面预铺厚度为a的水泥砂浆，采用汽车将大坝砌石料石直接运输上坝，并采用抓铲挖掘机进行第一层摆石；水平相邻的面石之间的平均间隔为b，其中a=（1.2～1.5）b；砌石放置后使其自然下沉至少30分钟，而后对砌石的竖缝采用水泥砂浆进行填浆，并采用工具进行捣插，常用工具有钢筋捣插棒、竹片捣插棒或捣插钢板；
步骤S3.2一层砌筑完成后，以完成层顶面为基础继续预铺厚度为a的砂浆，以同样方法砌筑上层，直至坝体当前施工层设定高度；
步骤S3.3对石墙进行勾缝，勾缝前应先剔缝，将灰浆刮深20～30mm，墙面用水湿润，再用1：2水泥砂浆勾缝；
步骤S3.4砌体养护，砌体外露面，在砌筑12~18h之间应及时养护，经常保持外露面湿润，需用麻袋或草袋覆盖，并经常洒水养护，保持表面潮湿；养护时间不少于14d。


2.根据权利要求1所述的一种砌石坝机械化施工方法，其特征在于：步骤S3中的制高平台包括坝面和隔墙，其中隔墙的数量根据量坝面之间的间距设定，且隔墙与坝面在条件允许的情况下尽可能保证5°-10°的倾角；且该砌石坝机械化施工方法还包括如下步骤：
步骤S4料石补仓，用料石填充坝面与隔墙之间的仓位；
步骤S4.1在仓位的中部堆排0.5m-1m的抗冲击石碓，在仓位的底部铺设一层水泥砂浆；
步骤S4.2采用汽车运输料石至坝面和隔墙的顶部，汽车尾部设置有转运装置，使得汽车的运货斗在进行倾倒时，可以将料石从汽车侧向送出，实现汽车在行走的同时向仓位内抛石；
步骤S5自密实混凝土入仓。


3.根据权利要求2所述的一种砌石坝机械化施工方法，其特征在于：所述转运装置(2)包括可拆卸的固定于汽车(1)车尾的箱体(21)、位于箱体(21)内且向汽车(1)两侧延伸的输送机构(22)、以及在运货斗卸料时将料石转运至输送机构(22)的中转机构(23)，其中箱体(21)底部设有车轮(24)，与汽车(1)车尾对接后可随之一同行走，输送机构(22)包括但不限于斗式提升机、输送带；中转机构(23)包括固定箱体(21)侧壁的中心轴(231)、一端铰接于中心轴(231)的侧壁的两块中转板(232)和位于中转板(232)下侧的液压缸(233)，其中两块中转板(232)对称的设于中心轴(231)的两侧，且中转板(232)摆动的最高点高于中心轴(231)但低于运货斗的尾端，中转板(232)的最低端与输送机构(22)的输送部位接近但不抵触；液压缸(233)的缸体铰接于箱体(21)的内腔底部，活塞杆的端部铰接于中转板(232)的底部。


4.根据权利要求3所述的一种砌石坝机械化施工方法，其特征在于：步骤S3中，在砌筑坝面和隔墙时，在顶部形成低于两侧的过道，且在两侧均具有斜面；
步骤S4.1在坝面的内侧壁和隔墙的侧壁上采用钢筋布网，并采用喷射混凝土的方式布上水泥砂浆；
步骤S4.2在抛石之前，需在隔墙和坝面上安装引导板，通过引导板的引导，料石将落入仓位的中部；引导板包括中板和侧板，侧板的内侧贴合于斜面、过道的内侧壁和过道的部分底面，侧板位于过道内的一端上翘设有限位部；中板覆盖侧板位于过道的部分，并在底部设有供限位部嵌接的限位槽；安装完成后，汽车直接行驶于中板的上方；
步骤S4.3在堆石高度接近制高平台顶高时，拆除引导板继续堆石。


5.根据权利要求2所述的一种砌石坝机械化施工方法，其特征在于：步骤S4中对于料石的输送，依据仓内的料石体积的分布为下大上小，中大外小的要求，依次先后输送不同粒径的料石；
步骤S5中，采用输送设备将配置好的自密实混凝土输送上坝：其中自密实混凝土的水与凝胶材料的水胶比控制在0.65～0.68的范围；而后将上...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂启龙，温德源，李朝文，陈兆升，曹永志，
申请(专利权)人：福建省水利水电工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35