干热河谷地区碾压混凝土施工技术.docx

干热河谷地区碾压混凝土施工技术目录1、工程概况2、原材料及施工配合比2.1原材料的选用2.2施工配合比3、碾压混凝土施工3.1混凝土拌合系统3.2碾压混凝土入仓方式3.3碾压混凝土施工工艺3.3.1运输3.3.2卸料与摊铺3.3.3碾压3.3.4层间结合3.3.5切缝3.3.6变态混凝土施工3.3.7特殊气候条件下的施工4、混凝土温控防裂措施4.1控制拌和楼出机口温度4.2控制混凝土浇筑温度4.3通水冷却4.4混凝土表面养护与保护5、施工经验总结1工程概况XX水电站位于XX省XX市XX县与XX省XX市交界的XX中游河段，为XX中游河段规划的八个梯级电站的最末一个梯级，为一等大（1）型工程，以发电为主，兼有防洪、灌溉、旅游等综合利用功能。库容约20.72亿m3，电站装机容量3000（5600）MW。电站大坝由左岸、河中碾压混凝土重力坝和右岸粘土心墙堆石坝组成的混合坝，坝顶总长1158m，其中混凝土坝部分长838.035m，心墙堆石坝部分长319.965m。碾压混凝土重力坝最大坝高为159m，心墙堆石坝最大坝高75m。2013年4月底和5月初，在右岸26#坝段成功取出直径为188mm、长度分别为21.82m和23.15m三级配C15碾压混凝土芯样，其中，23.15m长芯样取样高程为1086.60m至1063.45m，共穿越浇筑层8层，穿越碾压层78层(碾压层厚30cm)，经相关单位查新确认，23.15m为世界第一长芯样，经鉴定：两根长芯样表面光滑，质密，骨料分布均匀，层间结合良好，微观气孔甚少。钻孔压水试验结果表明，抗渗性能满足设计要求。2. 原材料及施工配合比2.1原材料的选用水泥选用42.5中热硅酸盐水泥，粉煤灰为级粉煤灰，骨料采用石灰岩人工砂石骨料，其中细骨料的细度模数控制在2.22.9之间，砂中石粉（d0.16mm）含量控制在16%22%。2.2施工配合比XX右岸碾压混凝土施工配合比见下表21。表21XX水电站右岸大坝碾压混凝土施工配合比混凝土类别设计指标级配工作度(s/mm)水胶比材料用量(kg/m3)用水量水泥粉煤灰砂小石中石大石减水剂引气剂碾压混凝土C9020W8F100二3-70.508879 97 780 631 774 0 1.232 0.0704 C9015W6F100三3-70.557655 83 764 450 602 452 0.967 0.0553 C9020W8F100三3-70.507661 91 737 454 607 455 1.064 0.0608 C18015W6F100三3-70.557648 90 764 450 602 451 0.967 0.0553 C18020W6F100三3-70.507653 99 736 453 606 455 1.064 0.0608 说明：1.上表中水泥采用永保牌P.MH42.5，减水剂和引气剂采用江苏博特缓凝高效减水剂和引气剂；2.级配二级配小石：中石45：55，三级配小石：中石：大石=30：40：30；3.VC值每增减1s，用水量相应减增2kg/m3；砂细度模数每增减0.2，砂率相应增减1%，用水量相应增减2 kg/m3；3. 碾压混凝土施工3.1混凝土拌合系统右岸混凝土拌和及制冷系统安装由两座24.5m3强制式搅拌楼组成，配有齐全的附属设施完整的制冷系统，每座拌和楼的设计预冷混凝土产量为250 m3/h。3.2碾压混凝土入仓方式右岸大坝碾压混凝土主要以自卸汽车直接入仓为主，坝后1055m、1070m和1087m高程马道以及堆石坝下游侧堆石体作为碾压混凝土主要运输通道。3.3碾压混凝土施工工艺3.3.1运输为防雨和防晒，在运输混凝土自卸汽车上设遮阳蓬。汽车入仓前，在洗车平台将轮胎清洗干净，防止将泥土等杂物带入仓内。3.3.2卸料与摊铺（1）碾压混凝土采用大仓面薄层连续短间歇施工。铺筑方法与仓面面积、铺筑强度及允许层间间隔时间相适应。当大坝仓面面积不超过5000m2时，铺筑方法采用平层通仓法，当仓面面积超过5000m2时，采用采用斜层平推法，斜层法施工铺料倾斜方向分为向右岸倾斜或向左岸倾斜，按1:101:15坡度铺料平仓碾压，逐层向前推进。斜层碾压开仓段平碾长度不小于30m，减薄每个铺筑层在斜层前进方向的厚度，并使上一层全部包住下一层，逐渐形成倾斜层面，沿斜层前进方向每增加一个升程，都对水平施工缝铺砂浆。（2）摊铺厚度按33cm35cm控制，压实厚度按30cm控制，超高部位重新平仓。3.3.3碾压（1）下层碾压混凝土初凝前，上层碾压混凝土碾压完毕。（2）碾压混凝土相对密实度大于98%，三一重工型号为YZC12振动碾，碾压遍数为无振2遍+有振8遍+无振2遍。（3）振动碾行走速度为1.0km/h 1.5km/h，走向偏差控制在20cm范围内。（4）大坝迎水面815m范围内，碾压方向垂直水流方向，碾压条带间的搭接宽度为1020cm，端头部位搭接宽度不小于100cm。（5）斜层平推法的坡脚边缘，碾压时预留2030cm宽度与下一层同时碾压。 3.3.4层间结合（1）连续上升铺筑的碾压混凝土，层间间隔时间控制在直接铺筑允许时间内，因故中止浇筑或其它原因致使层间停歇时间超过允许值，按表3-1分成型和型冷缝，按表3-2方法进行处理。表3-1碾压混凝土层面允许停歇时间及施工冷缝分类月份层面允许停歇时间型冷缝型冷缝11月2月初凝时间1h10h且24h24h3月、10月8h且16h16h4月9月6h且12h12h表3-2碾压混凝土层、缝面处理方法分类混凝土C15和C20（三级配）C20（二级配）层面允许停歇时间直接铺筑下一层混凝土铺一层水泥、粉煤灰浆液型冷缝将层面松散物及积水清除干净，铺一层厚度为11.5cm强度比混凝土高一级砂浆，并立即摊铺上一层碾压混凝土，并应在砂浆初凝前碾压完毕。将前述方法中的砂浆改为水泥、粉煤灰浆液，并掺入渗透结晶型防水剂。型冷缝用冲毛等方法清除混凝土表面的浮浆和松动骨料后，先均匀刮铺11.5cm厚的砂浆（强度高于混凝土一级），以后处理方法同型冷缝相同。将前述方法中的砂浆改为水泥、粉煤灰浆液，并掺入渗透结晶型防水剂。（2）VC值对层间结合质量影响较大，根据气候条件对其实行动态调整，一般情况下VC值控制在37s，高温时取下限，低温阴天时取上限，当气温高于30以上时，机口VC值可取13s。3.3.5切缝采用通仓方式进行碾压的大坝横缝，采用切缝机形成诱导缝的方式进行成缝处理。在碾压完成后，即进行切缝施工，采用间断切缝，切缝深度控制在碾压层厚的2/3，缝内填充彩条布，再用振动碾碾压一至二遍。3.3.6变态混凝土施工变态混凝土采用沟槽法加浆的方式，在已经摊铺好的碾压混凝土上，人工采用钉耙将碾压混凝土掏出沟槽，然后将灰浆均匀地掺入沟槽内。掺浆量为变态混凝土量的4%6%。3.3.7特殊气候条件下的施工（1）雨天施工时，适当加大混凝土拌和物VC值，加快平仓、碾压速度，同时及时清理仓面积水，碾压完成的混凝土面立即用防雨布覆盖，将积水引至固定地点，在上层铺料前将灰浆流失严重的混凝土挖除。当降雨量超过0.3mm/6min或3mm/h时，停止浇筑碾压混凝土，对碾压完成的仓面采取防雨措施，雨后恢复施工时将降雨引起的浮浆用水冲除，在下一层碾压混凝土铺筑前铺一层砂浆。对突遇大雨而未来得及摊铺或压实的碾压混凝土视为废料处理。（2）高温天气施工时，缩短层间间隔时间，防止混凝土温度大幅度回升及表面水分迅速蒸发散失，关键是控制仓内混凝土VC值，加快运输、平仓碾压速度，减小温度倒灌；仓面采用喷雾机喷雾，保持仓面混凝土表面湿润；碾压完毕后，立即覆盖保温被，以防太阳直射。4. 混凝土温控防裂措施4.1控制拌和楼出机口温度（1）散装水泥工地入罐最高温度不超过65；（2）对成品料仓设置凉棚，减少骨料受气温变化的影响；（3）对混凝土骨料采用一、二次风冷等措施进行预冷，并采取加片冰拌和以降低混凝土出机口温度。（4）设计要求碾压混凝土出机口温度最低按12 控制，根据混凝土温控分区图、温控施工技术要求和混凝土实际施工温控资料，通过理论计算，由混凝土浇筑温度，反推混凝土出机口温度，在211月份当气温24时，不同区域混凝土出机口温度提高了25，当气温25时，部分区域出机口温度也提高了23。4.2控制混凝土浇筑温度（1）控制碾压混凝土浇筑温度与出机口温度之差不大于5。混凝土运输车辆设置遮阳棚，控制运输过程中温度回升；卸入仓面的混凝土要及时平仓、碾压；当浇筑仓内气温高于25时，采用喷雾机进行仓面喷雾，以降低仓面温度。（2）为防止浇筑过程中热量倒灌，需加快混凝土的运输和平仓速度，碾压混凝土从拌和到碾压须在2h内完成。平仓碾压密实后，立即覆盖等效热交换系数为15KJ/（m2h）的保温材料进行保温，直至上坯混凝土开始铺料进才能逐步揭开，并且上坯混凝土覆盖时间不超过5h。4.3通水冷却（1）通水冷却水管采用HDPE塑料管，管内径为28mm，管壁厚度为2mm。单根水管长度不大于300m，蛇形布置。冷却水管垂直间距为1.5m，二级配区水平间距为1.0m，三级配区水平间距为1.5m。（2）混凝土通水冷却要求是：一期通水时间不少于21d，并连续进行；90d设计龄期混凝土前10d混凝土最大降温速率不超过每天1，10d后混凝土最大降温速率不超过每天0.5；180d设计龄期混凝土前10d混凝土最大降温速率不超过每天0.5，并且降幅不宜低于最高温度超过23，10d后混凝土最大降温速率不超过每天0.5，并且总降温幅度不宜低于最高温度超过45。（3）一期通水冷却准备结束时，进行全面的闷水测温，以确定冷却效果是否达到要求，若未达到要求，则继续通水，直至达到要求。4.4混凝土表面养护与保护（1）混凝土初凝后采用流水或酒水养护，永久外露面采用25mm塑料花管长期流水养护，养护时间不少于混凝土的设计龄期，进入低温季节，覆盖保温材料进行表面保温时，停止养护；水平仓面和浇筑块侧面采用人工洒水养护，养护时间不少于28d或至上一仓浇筑前为止。（2）表面保护是防止混凝土表面裂缝的有效措施，特别是大体积混凝土浇筑初期内部温度较高时尤其应注意表面保护。拆模时间不早于3d，气温骤降期间不允许拆模，在11月翌年3月日气温变幅较大的季节，拆模后立即覆盖等效热交换系数为10KJ/（m2h）的保温材料。5. 施工经验总结（1）VC值实行动态控制。根据气候特点和现场实际情况动态调整碾压混凝土出机口VC值，在一般情况下VC值控制在37s，当气温高于30以上或大风天气时，机口VC值控制在13s，运输至仓面VC值损失约1s，仓面VC值可控制在24s；当小雨或阴天时机口VC值控制在57s。（2）混凝土出机口温度实行动态控制。设计图纸一般只是给出碾压混凝土出机口最低温度，可根据不同区混凝土的浇筑温度，结合外界气温等条件，运用理论计算公式反推混凝土出机口温度，这样可以计算出不同气温条件下，相应的出机口温度，在气温较低时，可提高出机口温度，或者不生产预冷混凝土，这样即可以节约能源，又可以提高混凝土拌和楼的生产能力。（3）层间结合是控制碾压混凝土质量的关键。施工缝砂浆要铺筑均匀，不能漏铺，也不能铺筑太厚；根据气温情况控制好仓面VC值，使混凝土具有良好的可碾性；上一碾压层要在下一碾压层初凝前碾压完毕，碾压遍数要符合要求；从26#坝段取出的两根长芯样可以看出，混凝土层间结合良好，骨料分布均匀，3m浇筑层或30cm碾压层间结合部位无明显痕迹。截止到2013年5月底，右岸大坝已施工至1090m高程，共完成碾压混凝土施工80万m3，未发现裂缝，钻孔取芯表明混凝土内部质量优良，压水试验满足设计要求。