三峡三期工程大坝混凝土生产质量控制.pdf

第 3 6卷第 1期 华 北 水 利 水 电 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) V o 1 3 6 N o 1 2 0 1 5年 2月 J o u r n a l o f N o r t h C h i n a U n i v e r s i t y o f Wa t e r R e s o u r c e s a n d E l e c t r i c P o w e r( N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n ) F e b 2 0 1 5 DOI ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 25 6 3 4 2 0 1 5 0 1 0 0 6 三峡 三期工程大坝 混凝 土生产质量控 制 王 博 ，郜 军艳 ，聂相 田 ( 1 河海大学， 江苏 南京 2 1 0 0 9 8 ； 2 华北水利水 电大学， 河南 郑州 4 5 0 0 4 5 ) 摘要 ： 大坝混凝土质量 问题许多是在 混凝 土生产环节引起 的 混凝 土生产包括原材料 准备及拌 和两个方 面 ， 任 何 一 方面降低质量要求都将导致混凝 土的强度等级及其他力学指标降低 ， 容易造 成工程质 量缺陷 ， 甚至引 发 工程事故 然而三峡三期工程质量优 良， 且创 造 了混凝土 大坝无 裂缝 的奇迹 从混 凝土原 材料质量 控制 和 混凝土拌和生产质量控制两方 面总结了三峡三期工程大坝混凝土生产质 量控制 的方法 、 措施及技术 创新 在混凝土原材料质量控制方 面 ， 阐述 了水泥和粉煤灰 、 外加剂 、 砂 石骨料的质量 控制 在混凝土 拌和生产 质 量控制方面 ， 论 述了混凝土配合 比优化设计 ， 称量 设备 的定期检 测 ， 冷风机 冲霜 ， 二次砸 石测 温 ， 混 凝土 拌 和工艺 ， 混凝土 的出机 口温度、 坍落度 、 含气量控制 ， 骨料温度检测手段 的改进 ， 混凝土生 产过程检测 系统 ， 混凝土生产与输运车辆控制系统等 关键词 ： 无 裂缝 大坝 ； 混凝土 生产 ； 质量控制 ； 原材料 ； 配合 比 中图分类号 ： T V 5 2 3 文献标识码 ： A 文章 编号 ： 1 0 0 2 5 6 3 4 ( 2 0 1 5 ) 0 1 0 0 2 5 0 8 三峡 三期 工 程建 设 以一 流 的工 程 质 量 为 目标 ， 逐步建立了一套完善的质量保证体系， 实行了全员、 全过程、 全方位、 分层次 的质量管理 ， 工程质量优 良， 创 造 了混凝 土 大坝 无 裂 缝 的施 工奇 迹 在 三 峡工 程 一 、二期大坝混凝土施工实践的基础上 ， 施工企业对 混 凝 土生 产全 过程 中 的每 一 个 环 节进 行 精 细 研 究 ， 持续改进 ， 总结和创造 了一套特有的大坝混凝土生 产 质 量控制 方 法和措 施 ， 经过 全 面应用 ， 取 得 了令人 满 意 的效果 笔者结合工程实际 ， 从混凝土原材料质量控制 及 混凝 土拌 和 生产质 量控 制两 方 面对 三峡 三期工 程 大 坝混凝 土 生产 质 量控 制方 法 、 措 施 及 技 术 创 新 进 行 总结 1 混凝土原材料质量控制 水 泥和 粉煤灰 、 外 加剂 、 砂 石骨 料等 各种 原材 料 的质 量直 接决 定着 大坝 混 凝 土 的施 工 质量 下 面 分 别从 这 3个方 面进 行介 绍 1 1水 泥 、 粉煤 灰质 量控 制 三 峡大 坝混凝 土采 用 初期 强度 高 、 初 凝期 长 、 发 热量低、 含碱量低 、 塑性性能好 的特制大坝水泥 三峡 三期 工程 大 坝混 凝 土 中掺 用 I级 粉 煤灰 ， 以更 好地 降低 混凝 土用 水 量 及 提 高 混凝 土 的 和易 性 ， 从 而解 决 了 四级 配 混 凝 土 用 水 量 过 高 带 来 的不 利 影 响 ， 改善 了胶 带输 送 机转 接及 下 料 时 容 易 出 现 的堵 料现 象 水 泥 、 粉煤 灰质 量控 制 的主要 措施 如下 1 1 1 优选 供 应厂 商 招标 前 组 织 专家 对 水 泥 、 粉 煤灰 厂 家 进 行实 地 考察 ， 从原 材料 品质 、 成 品 质 量 状况 、 设 备 生产 供 应 能力、 生产规模 、 试验条件、 管理水平等方面进行全 面分 析 ， 在 判 断 电厂是 否具备 I级粉煤 灰条 件 时 ， 还 要看机组大小、 燃煤与机组的匹配性、 锅炉的高度与 容积、 炉温、 电收尘 的级数及运行状况等 ， 从而掌握 第 一手 资料 ， 保证 招标 所 选厂 家 的合理 性 1 1 2选 择 多个 中标 人 三 峡 工程 水 泥 温 控标 准较 严 ， 供 应 过 程 中不 免 收稿 日期 ： 2 0 1 41 22 6 基金项 目： 中 国葛洲坝集 团三峡建设 工程有 限公司科研资助项 目( 2 0 1 3 K J O 1 ) 作者简介 ： 王博 ( 1 9 8 7 一 ) ， 男 ， 河南 南阳人 ， 博 士研究 生 ， 主要从事水利水 电工程建设与管理方面的研究 郜军艳 ( 1 9 8 8 一 ) ， 女 ， 河南新乡人 ， 硕 士 ， 主要从事工程项 目管理 方面的研究 聂相田( 1 9 6 2 一) ， 男， 山西原平人 ， 教授， 博导 ， 博士， 主要从事工程项目管理方面的研究 2 6 华 北 水 利 水 电 大 学 学 报( 自 然 科 学 版 ) 2 0 1 5年 2月 出现个 别 厂某批 次 水 泥 敏感 性 指 标 不 达标 的现 象 ， 此时需暂停该厂供应并启动后备厂顶替供应 此外 ， 若 仅有 1家水泥 供 应 商 ， 在 工 程建 设 突 现 局 部 高 峰 急需原材料时 ， 其生产物流组织将承受巨大压力 ， 甚 至有中断供应的风险 粉煤灰供应商实际月生产能 力有 时达 不到 承诺 的供应 能力 ， 若 以供 应 商 承诺 的 供应 能力 来安排 生 产 计 划 ， 可 能会 造 成 供 应 紧 张 的 严重局面 因此， 水泥至少选 2家供应商 ， 粉煤灰 至少选 3家供应商为 中标单位 ， 以保 障水泥及粉煤 灰 的正常 供应 例 如三峡 三期 工程水 泥 由葛洲 坝 厂 、 华新 厂 和石 门厂 3家供应 ， 粉 煤灰 由 山东 邹县 电厂 、 湖北襄樊 电厂和武汉阳逻 电厂供应 1 1 3 强 化厂 家质 量意识 粉煤 灰 是 火 力发 电的 副产 品 ， 其 产 生 的经 济 效 益往 往不 被大 型 电厂 重 视 ， 而 粉 煤 灰质 量 对 水 工 混 凝 土 的意义重 大 ， 故厂 家要 强化产 品质 量意 识 ， 将 粉 煤灰看作是本厂的正式产 品， 从 战略上重视粉煤灰 的质量 在三峡 期工程施工中， 业主设备物资部门 组 织科研 、 设 计单 位 的专 家 多次 到 中标 厂 家 与有 关 人 员座 谈 ， 反复 详细 说 明粉 煤灰 在 三峡 工 程 混 凝 土 中 的重 要作 用 ， 使 厂 家 认 识 到发 电 的全 过 程 就 是粉 煤 灰生 产 的全过 程 ， 控制粉 煤 灰质量 责任 重大 1 1 4 严 格 的质 量检 测 业 主 委托或 组 建质检 部 门对进 入施 工现 场前 的 水泥 、 粉煤 灰进 行严 格 的质量 检测 组织 专家 不定 期 赴 厂家检 查质 量控 制 系统 的 运行 情 况 ， 帮 助 解 决 质 量控 制 中的难 题 定 期 组 织 现 场 试 验 中心 及 各 供 应 厂 家实验 室参 加 的水泥 、 粉煤 灰检 测对 比活动 ， 统一 试 验方法 ， 提 高检测 水 平 ， 减 少质 量争议 例如 ， 业 主 委 托 国 家 水 泥 质 量 检 测 监 督 中 心 ( 以下 简 称 “ 中 心 ” ) 对 水泥 质量进 行驻 厂检 测 1 ) “ 中心 ” 驻 厂 检测 监 督 人 员 对 工 厂 出磨 和 出 厂 水泥 的敏 感 性 指 标 M g O， K 0， N a ： 0 以及 S O 进 行 检 测 ， 对 出厂 水泥 的每个 编 号样 品进行 检测 ， 对 出 磨 水 泥按 每 日每 台磨 的 平 均样 进 行 检 测 当发 现 检 测 结果 波 动较 大 ， “ 中心 ” 驻 厂人 员 会 同驻厂 监 理 一 起 向厂方 提 出 ， 监督 厂方 查找 原 因 ， 及 时采取 措施 进 行调 整改 进 ， 保 证 出 厂水 泥 质 量 符 合 国 家标 准 和 三 峡工 程质 量 标 准 的要 求 2 0 0 5年 1 1 0月 期 间 ， 检 测中热水泥总样 品数量 ： 葛洲坝厂 2 9 1个 ， 华新 厂 3 6 3个 ， 石 门厂 4 0 4个 经 检测统 计 ， 3个 厂 家 出厂 的 中热水 泥 的敏感 性指 标及 s 0 全部符 合 三峡工 程质 量 标准 的要 求 2 ) “ 中心 ” 驻厂 人员 协 同驻 场监 理 ， 每 月对 3个 厂家 的 出厂水 泥分 别抽 取 14个 出 厂编 号 的样 品 ( 平 均样 或瞬 间样 ) ， 寄送 “ 中心 ” 总部进 行 全 套性 能 和成 分 检验 2 0 0 5年 1 1 0月 期 间 ， 抽 检 中 热 水 泥 样 品数量 ： 葛洲 坝 厂 1 7个 ， 华新 厂 1 6个 ， 石 门厂 2 5 个 ， 检验 结果 全部 符合 国家标 准 G B 2 0 0 -2 0 0 3和三 峡 工程 质量标 准 的要求 3 ) 业 主 委 托 的 驻 厂 监 理 每 日对 生 产 工 艺 过 程 中各 质 量控 制 点 进 行 巡 视 检 查 ， 掌 握 原 材 料 、 半 成 品、 成 品的质 量 当发现 生产 工艺 中存 在可 能影 响水 泥 质量 的 问题 时 ， 及 时 与厂 方有关 人 员商讨 ， 提 出意 见 和建 议 ， 保 证生 产 中存 在 的 问题 及 时得 到解决 同 时 ， 驻厂 监理 还 向厂 方 提 出提 高 中热 水 泥 质 量 和稳 定质量的有效工艺措施 如要求厂方稳定熟料成分 ， 增 加熟 料和水 泥 的 库存 量 ， 提 高水 化 热 和 强 度测 试 结果的准确性等 使厂方及时加强水泥工艺控制 ， 并 找 出强 度 测 试 结 果 偏 高 和 水 化 热 测 试 结 果 偏 低 的原 因 1 1 5建 立质量 保 障系统 供 应 商必须 建立 完善 的水 泥或 粉煤 灰质 量保 障 系统 ， 建 立能够 切 实 完成 水 泥 或 粉 煤灰 质 量 检 测 任 务 的实验 室 水泥 和 粉煤 灰 必 须 经 实 验室 质 检 合 格 后方 可 出厂 对许 多 电厂来说 ， 从 未有 过如此 大 规模 地 生产 和销售 I 级 粉煤 灰 ， 也 未 做 过 全 面 的质 量 控 制 ， 有些 厂 家甚 至不 知如何 起步 因此 要 给予技 术 支 持 和指 导 ， 安 排厂 家 的试 验人 员 到长 江 科 学 院 三峡 工 程粉 煤灰 质量 检 测 站 或业 主 试 验 中心接 受 培 训 ， 业 主设 备 物资部 不定 期派 人到 厂家检 查 质量控 制情 况 并 帮助解 决生 产 和质量 检测 中遇 到 的问题 1 1 6 粉煤 灰调 度 时注意 粉煤 灰之 问 、 粉 煤灰 与 水 泥 之间 的适应 性 在混 凝 土 生产 过 程 中 ， 一个 拌 和 系 统甚 至 一 座 拌和楼很难避免同时使用 2 3个电厂的粉煤灰 由 于供 灰 电厂分 布地 域不 同 ， 煤 质有 区别 ， 虽 然按 同一 标 准控制 质量 ， 但 粉 煤灰 的性 状 不 可 能完 全 达 到 一 致 为此 ， 每一种粉煤灰和水泥搭配都要做混凝土配 合 比试 验 在 调配 粉煤 灰时 ， 综合 考虑 上述 各种 因素 和 混凝 土配 合 比试 验 结 果 ， 将 相 容 性 好 的水 泥 和粉 煤 灰调 配在 同一 拌和 系统 中粉 煤灰 和拌 和系统 的对 应 关 系一经 确定 ， 就 不再变 更 ， 以免拌 和楼 频繁 调 整 混 凝土 配合 比 1 1 7 制 定严 格 的技术 指标 三峡工程所用的水泥和粉煤灰的技术指标均严 于国内外同类工程 水泥方面， 相关 国家标准要求熟 料碱含量( 质量分数 ， 下同) 0 8 ， 而三峡工程要 求 熟料 碱含 量 不 得 超 过 0 5 ， 另 外 还 要 求 水 泥碱 含量不得超过0 6 为补偿 混凝土的收缩 ， 特别规 第 3 6卷第 1期 王博 ， 等 ： 三峡三期工程大 坝t 昆 凝 土生产 质量控制 2 7 定 了 M g 0含量 的下 限 为 3 5 粉 煤灰 采用 I 级 灰 ， 掺 量 一 般 为 2 0 4 0 ， 尽 可 能 采 用 I级 优 质 灰 三峡 三期 工程 混 凝 土掺 用 粉 煤 灰 技术 要 求 见 表 1 表 1 三峡 三期 工程 混凝 土掺 用粉煤灰技术要求 1 2外加 剂质 量控 制 外加剂现 已成为混凝土 中除水泥 、 砂石骨料 、 掺 和料 和水 以外 的第 5种 必 备 材 料组 分 目前 水 工 混 凝 土常用的外加剂有 ： 引气剂、 缓凝剂 、 泵送剂 、 普通 减水剂、 高效减水剂 、 缓凝减水剂 、 缓凝高效减水剂 、 引气 减水 剂等 掺入 外 加剂 能够 提高混 凝 土质 量 、 调 整 混凝 土凝 结 时间 、 减少 水泥 用量 、 提 高混凝 土各 项 物 理 力 学 性 能 、 增 强 混 凝 土 对 环 境 的 适 应 能 力 等 相 对 于其 他 原 材 料 而 言 ， 外 加 剂 掺 量 虽 然 较 少 ， 但 对混 凝 土质 量 影 响很 大 ， 因此 ， 需 对 外加 剂 质 量进行严格控制 1 2 1优选 外加 剂 品种 外加剂应根据工程设计和施工技术要求优选 ， 并 根据 原材 料进 行 严 格 的 适应 性 试 验 论 证 确 定 三 峡 三期 工程 在选 用外 加剂 时 ， 在对 近 3 O个外 加剂 生 产 厂家 的 3 0多个 品种 初选试 验 的基 础上 ， 结合 三 期 工程 的原 材 料特性 ， 对 初 选 产 品进 行 了全 面 的混 凝 土适 应 性 试 验 ， 最 终 优选 出 了 J G 3 、 X 4 0 4缓 凝 高 效 减水 剂及 J M I I 泵 送剂 等 1 2 2 严 控# t- J J n N 掺量 外 加 剂 掺 量 必 须 遵 照 有 关 规 定 和 试 验 结 果 确 定 ， 切不 可随 意添加 ， 添加过 量外 加剂 可 能引起 工 程 质量 事故 一 个大 中型 工程 掺 用 同类 外 加 剂 的 品 种 宜 为 1 2种 ， 并 由专 门生产 厂家 供应 一 般情 况 下 ， 在工 程施 工 中不 随便更 换外 加 剂 品种 1 2 3 做 好外 加剂 的贮 存 液体 外 加 剂 放 置 于 阴 凉 干 燥 处 ， 防 止 日晒 、 污 染 、 受冻 或蒸 发 ， 如有 沉 淀 等 现 象 ， 经 性 能 检 验 合 格 后方 可使 用 粉状 外加 剂在储 存 过程 中注意 防潮 ， 若 有受潮结块等现象 ， 经性能检验合格后 ， 烘干碾碎并 通过 0 6 3 m m筛 后方 可使 用 拌 和 厂 外加 剂 调 配 点 堆存适量的外加剂 ， 以满足混凝土生产强度需要为 准 外 加剂 按不 同品种及 不 同供 货单位 分 别存 放 ， 标 识清楚 当对外加剂质量有怀疑时 ， 必须进行试验鉴 定 ， 严禁使用变质 的外加剂 1 2 4加强 外加 剂 的检验 检验供货单位提供的技术文件 ： 产品合格证 、 产 品说明书 ( 标 明产 品主要成分 ) 、 出厂检验报告、 质 量保证资料及掺外加剂混凝土性能检测报告等 外 加剂到场后立即取代表性样品进行检验 ， 进货 与工 程试配一致时方可入库使用 1 3砂 石骨 料质 量控 制 三峡三期工 程大坝混凝土浇 筑总量 约 2 8 0万 1T I ， 工 程规模 巨大且 持续 时 间长 ， 为 了给 高 强 度 的混 凝 土施 工提 供优 质 的砂 石 骨 料 ， 对 砂 石 骨 料 采取 了如 下 质量 控制 措施 1 3 1 反 复核 实人 工 骨料料 源 三 峡三期 工程 大 坝混凝 土施 工需 要 的砂石 骨料 数量 巨大 ， 骨料 料 源选 择将 直 接 影 响 工 程 质量 和 工 程造 价 ， 为此需 要对 料 源进行 长期 的勘 测 、 试验研 究 及 比选分 析 ， 寻找 技 术 、 经 济 指 标 优 越 的砂 石 料 源 试 验 研究 过程 中 ， 要确 保 粗 粒 径 骨 料 强 度及 其 他 物 理力 学指标 满 足混 凝 土 设 计 要 求 ， 严 格 控 制 软弱 颗 粒 以及 针 片 状 颗 粒 的含 量 及 无 定 型 二 氧 化 硅 比率 等 在 优选 料源 时要 综合 考虑 开采 的难 宜程 度 、 施 工 总体布置、 场内外交通运输条件、 工程实施条件及技 术 经济 指标 等 如下 岸溪 人工 砂石 料场 ， 位 于三峡 右 岸 坝址 下游 1 2 k m处 ， 料 场储 量可满 足 三峡二 、 三 期 工程混凝土对人工砂石骨料 的需求 ； 岩石整体性能 好 、 磨蚀指数大且抗压强度高 ； 斑状花岗岩成砂性能 好 ， 产 砂 率 达 8 0 8 5 ； 人 工 砂 云母 含 量 及 细 度 模 数 ， 混凝 土热 学性 能 、 力 学性 能及 冻融 耐久 性试 验 结 果均 满足 三期 工程 的要 求 1 3 2料场 岩石 开挖 质量 控 制 由于采 石料 场普 遍覆 盖一 层 7 2 0 n l 厚 度不 一 的风化 壳 ， 为避免 有 用料 源与 覆盖 土混 杂 ， 料场应 自 上 而下 分层 开采 ， 以弱 风 化 带 下 部 作 为无 用 层 与 有 用 层 的分界 线 ， 先 剥 离覆 盖土 ， 然后 开采 毛料 岩石质量控制 的措施 ： 毛料采用分梯段 开采 ， 每梯段爆破 2 3万 m ， 合理选择爆破方法控 制 毛料 的块 径 ， 将 大块 率 降低 至 2 以下 ； 爆 块 开 采 前监 理人 员严 格 审 查 爆 破设 计 方 案 ， 严格 鉴 定 爆 破岩 石等 级 和地质 情 况 ； 剥 离 料 区 与 毛 料设 立 明 显 的开挖 分 区标 志 ， 界 限模 糊 的部 位 全 部 作 为剥 离 料 ； 在采挖毛料部位 ， 特别是覆盖剥离与毛料分界 部位 ， 监理及质检人员跟踪旁站检查 ； 采石场作业 2 8 华 北 水 利 水 电 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) 2 0 1 5年 2月 采用挂 牌作 业制 度 ， 挖 、 装 、 运设 备全 部挂 牌 ， 以 区分 毛料 和覆 盖土 1 3 3 先 进 的砂 石料 生产 设备 三峡三期工程砂石骨料生产系统选配了国际一 流 的先进 破碎及 制 砂 设 备 ， 保证 了砂 石 料 质 量 达 到 优 良水 平 如在 下 岸 溪 砂 石加 工 系统 中 ， 超 细 碎 车间选 配 了 B 9 0 0 0 、 B 9 1 0 0立轴 式 冲击 破 碎 机 ， 细 碎车 间选 配 了 H P 5 0 0 S T F圆锥破碎 机 ， 粗碎 车 间选 配了 5 0 - 6 5 MK - I I 旋回破碎机等 下岸溪砂石加工系 统骨 料生 产流程 及设 备 配置如 图 1所示 P X Z 9 0 0 1 3 0 ， 2台 5 0 ， 6 5 MK- I I 2台 I -I P- 5 0 0 S T - C， 2台 一 圆锥破碎机， H P - 5 0 0 S T - F ， 3 台 立轴式冲击破碎机， B 9 0 0 0 ， 2 台 立轴式冲击破碎机， B 9 1 0 0 ， 3 z - 一- 棒磨机， MB Z 2 1 3 6 ， 6 台 图 1 下岸溪砂石加工 系统 骨料 生产流程及设 备配置 1 3 4 B a r m a e 破 碎机 与棒 磨机联 合制 砂新 工艺 B a r m a c是破 碎机 中的新 贵 族 ， 利用 高 速 转子 将 物 料抛 入破 碎 腔 内 ， 与 另 一 部分 直 接 溢 入 破碎 腔 的 物体 撞 击 ， 达 到 破 碎 的 目的 B a r m a c破 碎 机性 能 稳 定 ， 砂的细度模数、 粒形均满 足规范要求 ， 与棒磨机 联合制砂可较好地调整筛分车间的石屑 ， 更好地控 制成品砂 的质量 B a r m a c与棒磨机 联合制砂 流 程示 意 图如 图 2所示 ， ， ， 一胶带机 ； a 一 棒磨机 b 一 螺旋洗砂机 ； c 一振动筛 ； d -B a c 9 0 0 0制砂机 图 2 B a r ma c与棒磨机联合制砂流程示意 图 1 3 5 粗 骨料超 、 逊径 控制 毛料 加工 过程 中 ， 骨 料超 、 逊径 比率 过大 是 降低 混凝土质量的重要 因素 ， 因此必须严控人工碎石的 超 径 和逊 径 粗 骨 料 超 、 逊 径 控 制 的 主 要 措 施 有 ： 生产过 程 中每 隔 3 h检 测 粗 骨 料 的级 配 及 超 、 逊 径 ， 以便及时调整预筛分和筛分筛 网的孔径及 圆振 筛 角度 ， 使之 达 到最 佳 运 行 状 态 以及 增 大 振 幅 ； 设置 缓降 器 ， 在 各卸 料斗设 置 柔性材 料 ， 减少 碎石 在 跌落 过程 中 的破损 ； 周 期性 地更 换筛 网 ， 每 生产 5 0 t 更换 一次 ， 确保 筛 网不疲 劳工 作和 损坏 1 3 6 人工 砂细 度模 数控制 人 工砂 的细 度模 数 调 整 到不 大 于 2 8 在 装 车平 台堆 场检测 砂 的 细 度模 数 ， 若 发 现 细 度 模 数 偏 差超 过规 范要求 ， 及 时反 馈到生 产 车间 ， 调整 设备 组 合 若 细度 模 数偏 大 ， 调 整棒磨 机进 料粒 径 、 进料 量 、 装棒 量或 调整 筛分楼 的开机组 数 ， 调整 生产 量 1 3 7 人 工砂 含水率 控 制 为了使进入拌和楼的人工砂含水率降低到规定 范 围 内 ( 6 ) 且 稳 定 ， 采 取 了 如 下 质 量 控 制 措 施 ： 机械脱水 与 自然脱水相结合 ， 在筛分楼 洗 砂机出 口下部安装直线振动筛脱水 ， 可使人工砂 含 水率降低 1 0 左右 ， 人工砂 下料 、 堆存和取料分 开 进行 ， 堆存脱水 35 d后可使含水率降低至 6 以 第 3 6卷第 1期 王博 ， 等 ： 三峡三期工程大 坝混凝 土生产质量控制 2 9 内 ； 在成 品砂 仓底 部浇 筑混 凝土 地板 ， 增 加盲 沟排 水设施并定期清理 ， 在仓顶部搭设防雨棚 ； 分仓运 行 ， 堆土机喂料 ， 延长砂的脱水 时间； 在成 品砂石 料皮带地弄搭设截水槽或截水板 ， 避免地弄廊道顶 板 漏水 进入 输送 带 1 3 8人工 砂石 粉含 量控 制 人 工 砂 石粉 含 量 及 掺人 石 粉 的均匀 性 ， 会 对 混 凝 土性 能产 生影 响 ， 为 此 业 主 试 验 中心 开 展 了人 工 砂 不 同石粉 含量 对 混凝 土性 能 的影 响 试 验 试 验 结 果表 明 ： 人 工砂 石粉 含 量 为 1 2 5 1 6 5 时 ， 在 固定水胶比和坍落度条件下 ， 常态混凝土用水量基 本不变 ， 含气量随石粉含量增加而降低 ， 抗压强度略 有提高 ， 而劈裂强度及抗冻性基本一致 ； 但人工砂石 粉 含量 超过 1 5 时 ， 混凝 土 2 8 d极 限拉 伸值 有所 降 低 ， 2 8 d干缩随人工砂石粉含量增加而增加 ， 说 明 人工 砂石 粉含 量超 过一 定 量后对 混凝 土性 能 有一定 的 不 利 影 响 三 峡 二 期 工 程 平 均 石 粉 含 量 约 为 1 2 8 ( 标 准要求 石 粉含 量按 1 0 1 7 控 制 ) ， 根 据 试验 成果 及专 家 意 见 ， 提 出三 期 人 工砂 石 粉 含 量 按 1 0 1 3 控制 ， 并 确保石 粉含 量 的均 匀性 2 混凝土拌 和生产质量控制 在 混凝 土 生 产 工 艺方 面 ， 若 称 量 精准 度 达 不 到 规定要求、 搅拌混凝土时多加水、 搅拌不均匀、 拌和 时 间不够 等都 将严 重 降低 混 凝 土 的 质量 为 保 证 混 凝土 拌 和物 出机 口温 度 、 坍 落 度 、 含 气 量 、 强 度 等 指 标满 足质 量要 求 ， 混 凝 土生 产 过 程 中采 取 如 下 质量 控制 措施 2 1 混凝 土配 合 比优化 设计 三峡 工 程 混凝 土种 类 繁 多 ， 针对 不 同 的使 用特 性 ， 在配合 比参数的选择上侧重点不同， 且配合 比设 计 是 一个 持续 改进 的过 程 三 峡 二 期 工 程 初期 大体 积 内部 混 凝 土 采 用 高 粉 煤 灰 掺 量 ( 3 5 4 0 ) 和 缓 凝 高效减 水 剂 ( Z B 一 1 A， 0 6 ) ， 降 低 了水 泥 水 化 热 温 峰 2 3 7 ， 延 缓 水化 热 温 峰 出现 时 间 1 0 h 对 大 体 积外部 混凝 土 ， 采 用 缓 凝 高 效 减水 剂 和 引气 剂 ( D H 9 ) 复合并 掺 入适量 粉 煤 灰 ( 3 0 3 5 ) ， 使 外 部 混凝 土抗 冻 融能力 大 于 2 5 0次 ， 2 8 d抗 渗 性 大 于 S 1 0 对抗 冲耐磨混凝 土 ， 采用 引气剂 +高效 减水 剂 + 少量粉煤灰( 2 0 ) 的配合 比， 改善 了混凝土拌 和物 和易性 和耐 久 性 在 泄 洪 坝 段 施 工 阶 段 ， 通 过 选 用 具 有微 膨胀 性质 的 中热 5 2 5 硅 酸 盐水 泥 ， 掺用 需 水量 比小的 I级粉煤灰及调整混凝土砂率 ( 三级 配 混凝 土减 少 2 ， 四级 配混凝 土 减少 1 ) 等 ， 配合 比 优化后 ， 混凝土单位用水量减少 了 59 k g m ， 胶 凝材 料用 量 降低 了 l 62 0 k g m ， 为 混 凝 土 温 控提 供 了 良好 的条 件 三峡 三期 工程 在 总结二 期工 程 的基础 上对 混凝 土配合 比做了进 一步优化 2 0 0 3年 7月， 经配合 比 设计试验提出了第 1期施工配合 比， 一方面对塔带 机浇筑 的四级 配 特 大 石 ( 1 5 0 8 0 mm) 比例 做 了统 一 规定 ( 2 0 2 5 ) ； 另一方 面， 对配合 比参数做 了适 当调 整 ， 将 相邻 部 位 或 相 近 标 号 的 混凝 土 配合 比进行 了合 并 ， 例 如基础 与水 上 、 水 下 外部混 凝 土合 并 R 2 8 2 5 0与 R 9 0 3 0 0合 并 R 2 8 3 5 0 s R 9 0 4 0 0合 并 ， 简 化 了配合 比种 类 ， 减 少 了拌 和楼 生产及 现 场 的 干扰 ， 同时对提 高大坝整体均匀性有利 2 0 0 3年 9 月 ， 根据 混凝 土 生产 抽样结 果 及试 验成 果 ， 对 施工 配 合 比进 行 了调整 ， 减少 了砂 率 和用水 量 例如 将大 坝 四级配 混凝 土砂 率调 整 为 2 6 2 7 ， 三级 配 混 凝 土 砂率 调 整 为 3 0 3 1 ； 通 过 选 用 I级 粉 煤 灰 、 优质高效减水剂和引气剂联合技术 ， 综合减水率高 达 3 0 以 上 ， 使 四 级 配 混 凝 土 用 水 量 由 原 来 的 1 1 1 k g m 降至 8 5 k g m 此 后 ， 为减 少仓 面浮 浆 ， 减 轻泌 水 ， 又对个 别 配合 比进 行 了优 化 调整 ， 并 陆续增 加使用 低热 水泥 及 聚羧 酸 类 减水 剂 2 0 0 5年 1 2月 ， 三期 大坝 工程采 用 了统 一 的 施 工 配合 比 ， 以便 于混 凝 土生 产调 配 和施工 管理 2 2称量设 备 定期检 测 混 凝 土原 材 料 称 量 的准 确 性 ， 将 直接 对 混 凝 土 配合比及拌和物和易性产生影 响， 所 以称量设备的 定期 校 验是保 证 混凝 土质 量 的重 要 措施 三 峡 工程 规 定原 材 料 称 量 允 许 偏 差 ： 水 泥 、 粉 煤 灰 为 4 - 1 ， 粗 、 细骨 料为 4 - 2 ， 水 、 外加 剂 为 1 三 峡三期 工 程混 凝 土生产 中 ， 规 定 每 一 工作 班 正 式 称 量 前必 须 对计 量设 备进 行零 点 校 核 ， 计 量 器 的校 验 周期 最 长 不超 过 7 d ， 从 而有 效地 减小 了系统误 差 2 3冷风 机 冲霜 当冷 风 机 运 行 一段 时 间 后 ， 其蒸 发 器 表 面 因大 量灰 尘粘 附而 结上 厚 厚 的霜 层 ， 极 大 降低 了冷 风 机 的热 交换 效果 ， 导致 出机 口混凝 土拌 和物超 温 三期 工程 1 5 0 m高程拌和系统一、 二次风冷每次交接班 时 冲霜 4 5 m i n ( 水 洗 3 0 m i n ， 沥水 1 5 mi n ) ， 两 次 风 冷系 统冷 风机 的 冲霜时 间前 后错 开至 少 0 5 h ， 有 效 地缓 解 了出机 口的超温 现象 2 4二次 砸石 测温 在 夏季 混 凝 土 生产 中 ， 由 于温 控混 凝 土 需 求量 大 ， 常 常会 出现骨 料冷 却不 彻底 、 冷却 时 间不 足 的问 题 ， 导致 大 骨 料 “ 皮 焦 里 生 ” ， 表 现 为混 凝 土 拌 和 物 出楼后 温度 快速 回升 ， 不 利 于混凝 土温 控 施 工现 场 3 0 华 北 水 利 水 电 大 学 学 报( 自 然 科 学 版 ) 2 0 1 5年 2月 采用 每班 二次 砸石 测温 检查及 加强 骨料 人仓 预冷 时 间 检查 的措施 ， 确保 骨料 冷透 2 5混 凝 土拌和 工艺控 制 拌 和 系统 正 式投 产 前 要进 行 混 凝 土试 拌 ， 以确 定 最佳 拌和 时 间和最 优 的投 料顺 序 拌 和前 检 查 砂 的含水 率 ， 当砂 的含 水 率 大 于 6 或脱 水 时 间 小 于 7 2 h时， 停止拌制 掺和料( 如粉煤灰等 ) 掺合均匀 控 制水 泥进 罐温 度在 6 0 以 内 骨料 二次筛 分 时不 再淋水 ， 以避免预冷骨料时冻仓 定期检验拌和物的 均匀性 、 拌和时间、 拌和机及叶片的磨损情况等 2 6混凝 土 出机 口温度 、 坍落度 、 含气 量控 制 严控 出机 口温度 ： 混凝土生产中采用了二次风 冷 骨 料 、 加 片 冰 及 加 冷 水 拌 和 混 凝 土 的 施 工 工 艺 ； 夏 季 混凝 土 生 产 时 ， 两 次 风 冷 骨 料终 温及 料 仓料 位每 1 h检测 1 次 ， 混凝 土 出机 口温度 每 0 5 h 检 测 1 次 ， 若超 过允 许偏 差及 时调 整 ， 超 过 2 c I = 以上 则 作废 料处 理 ； 为避 免拌 和楼 小石 冻仓 ， 在 略提高 小 石 风温 的基 础 上 ， 按 风 冷 4 0 mi n 、 停 2 0 mi n的方 法 控 制 ， 同时对 小 石终温 加密 检测 ， 温度 回升至 4 c c以 上 则 开冷风 坍落 度控 制 ： 骨 料在 生产 、 运输 以及 搅拌 过程 中 可能 会不 同程度 地 改 变 骨 料 的级 配 ， 而 骨 料 级 配 的 变化 会直 接影 响混 凝 土 的 坍 落度 ， 故 在 骨 料 下 料 口 检测 骨料 级配 ， 以便 及 时调整 ； 严格 控制 砂 的细度模 数在 2 6 0 2的范 围 内 ； 混 凝 土 出机 后决 不允 许 加水 ， 若坍落度过小可按每 1 m。 混凝土加 2 L增塑 剂调 试 ， 达不 到和 易性要 求则 按废 料处 理 三期 工程 混凝 土 出机 口含 气 量 控制 在 4 5 5 5 ， 若 含 气 量 达 不 到 要 求 ， 则 及 时调 整 引气 剂剂 量 2 7 骨 料温 度检测 手段 的 改进 三峡 三期 工程拌 和 系统 在两 次 风冷 的骨 料仓 内 装备 了多点式温度检测 仪 ， 用于 自动检测 进 出冷 风 的 温度 ； 在 调节料仓下部廊 道出 口安装 远红外 自动 测温 装 置 ， 可 以 自动 探测 一次 风 冷 的骨料 温 度 ； 用 手 持远 红外测 温仪检测二 次风冷骨料终 温及机 口温度 ， 手持 远红外测温仪要及 时更换 电池 ， 不 定期用 水银 温度计 校核 骨料温度 检测 手段 的 改进 ， 不仅 提 高 了检 测效 率 ， 而且保证 了温控调节 的准确性 和及时性 2 8 混凝 土生产 过 程检测 系统 混凝 土 的生 产 、 运输 、 浇筑 系统涉 及 大量 的施工 设备 ， 关键 设备 的工 况 直 接 影 响 混凝 土 的施 工 质 量 和生 产效 率 为及 时准 确 地 将关 键 设 备 的状 态 信 息 反 馈给 工作人 员 ， 三 峡工 程 施 工 单 位 开发 了混 凝 土 生 产过程 检测 系统 并 获 得 成 功应 用 检测 系统 工 作 原理 ： 各检测机控制现场各个传感器实时采集各种 数 据 ， 并在 各 自的控 制机上 予 以处理 ； 各检 测机 通过 网络 交换数 据 ， 网络 管 理 机将 数 据 分 类 加 载 到 相应 的检 测数 据库 ， 监控 工 作 站 利 用数 据 生 成 各 种 现 场 动态 画面 ， 管理 工作 站 和调 度 工作 站利 用 检 测 机 数 据 或调用 数据 库 中 的数 据 完成 生 产 优 化 和 管理 该 检测 系统 的应 用 为工程技 术人 员分 析混 凝 土生产 质 量 事故原 因提供 了第 一 手 资 料 ， 也 为设 备 维 修 提 供 了重要 的基 础数据 混凝 土 生产 过 程检 测 系统 如 图 3所示 拌和楼传感器组 ： 供料线传感器组 ： 塔带机传感器组 拌和 系统 网络打印机网络管理机 监控工作站 调度工作站 管理工作站 考勤机 图 3混凝土生产过程检测 系统 2 9 混 凝土 生产 与输 运车辆 控 制 系统 在 多 品种 混 凝土 同时 运输 的情形 下 ， 需 要 对 其 正 确 标识并 正 确装 车 传 统 的标 识 方法 是 在 车 辆 的 前 部显 著位 置插 不 同颜 色小 旗 、 贴 不 同符 号 纸 片 或 系草束 等 ， 然 而 这些方 法易 于 出错 ， 再 加上 车辆 不按 序排队， 致使拉错料及卸错料 的发生 ， 带料人员稍不 注意就会严重影响大坝混凝土的质量 为此 ， 三峡三 期工程采用了混凝土生产与运输车辆控制系统 ，成 第 3 6卷 第 1 期 王博 ， 等 ： 三峡三期工程大坝混凝土生产质量控制 3 1 功 应用 在左 、 右 岸拌 和系 统 混 凝 土生 产 与 输运 车 辆 控 制如 图 4所 示 ， 该 系 统 由车 辆识别 、 生产 调 度 中心 、 混 凝 土 配 合 比管理 、 电控 系 统及 拌 和 楼 组 成 其 工 作 原 理 为 ： 当 装 有 条形 识 别码 的 车 辆 按 交 通 红 绿 灯 指 示 进 人 识 别 区 后 ， 识别 棚 的光 电识 别 装 置 将 条形 码 信 息 传 送 至 主 控 制机 ， 经识 别 后 主控 制 机 一 方 面控 制 拌 和 楼 按 条 码 信息 生产 混凝 土 ， 一方 面开启 栏 杆放 行车 辆 ； 车 辆 进 入指 定车 道后 ， 主 控 制 机 自动控 制 调 度 中心 的控 制 台 ， 关 闭识 别棚 栏 杆 及 相 应