浅谈面板堆石坝面板混凝土的质量控制.pdf

浅 谈 面 板 堆 石 ：orl,面 板 混 凝 土 的 质 量 控 制 张世杰1，纪军2，高柏林1 (1甘肃电投九甸峡水电开发有限责任公司，甘肃临洮730500； 2中国水利水电建设工程咨询西北公司，陕西西安710000) 摘要：九甸峡水利枢纽混凝土面板堆符坝地处高寒峡谷地区、覆盖层较深、地震设防烈度高、风速较大，自然条 件肘面板的施工极为不利。通过把面板混凝土质量控制分解为内在质量控制和外在质营控制两个方面，针对工程特 点和难点细化了控制日标，对施下关键工序提出了控制要求。面板浇筑完成后进行检查，没有发现结构性裂缝，库 水位最高蓄至22010m (距正常蓄水位10m )，面板未发现裂缝，运行良好。 关键词：混凝土面板堆石坝；面板混凝土；内在质量控制；外在质量控制；九甸峡水利枢纽工程 Q uali tyContr olont heSl abC ons truct ionofJi udi anxi aConcreteFaceRockf U lD am ZhangShijie，JiJun2, G ao B olin (1G ansuEl ect ri cPowerInvest m e ntJi udi a nxi aHydropowerDevel opm entCo，Ltd，LintaoG ansu730500； 2HydroC hi naC onsul t i ng X i be iCorporat i on，X i anShaanxi710000) A bst r act ：Ji udi a nxi aC FRDdaml ocat esonhi sh-coldval leyar eaw i t hdeepoverburdenondams ite，hi i ghsei sm i ci nt ensi t y and hi 【she rw i ndspeedThe nat uralcondi t i on ont hedamsi t eiS ext rem el y unfa vorabl ef orsl abconstr uctionTheslab concr et e quali t y cont r olw a sdi vi dedi nt o i nt em alandext ernal qual i t y cont rol s The cont r ol obj ect i ves f ordif fi cul t const ruct i onsw er edet ai l edandt hecont r ol requi rem e nt s f or keyconst ruct i ngproces s w er e pr oposedN o str uct ur alcrackis foundi nt heslabaft erpouri ngandnocrac kfoundaft erim poundingw at er t ot healt i t udeof220i 0m K eyW ords：concrete facedroekfi l ldam ；s labconcr et e；i nt em al qual i t ycontr ol ；ext er nalqual i t ycont rol ；Ji udi anxi a W ater Proj ect 中图分类号：TV 6414(242)；TV 523 文献标识码：B文章编号：05599342( 2010) 1l瑚7l -03 1工程概况 九甸峡水利枢纽混凝土面板堆石坝最大坝高 133m 。坝顶长232m ，面板最大斜长2288m 。 分二期施工一期面板最大斜长1626m ，覆盖 层深56m 。地震烈度按8度设防。极端最低气 温一296oC，最大风速15m s。混凝土面板是大坝的主 体丁程之一，为条形薄板状结构纵向长度很大，面 板的抗冻、抗裂问题突出。因此，对面板混凝土工程 质量实施有效控制是保障大坝工程质量的关键所在。 九甸峡面板堆石坝面板混凝土应具备以下特点： 较高的抗渗性能，以满足长期高水头作用下的防 渗要求；足够的抗冻能力保证混凝士在低温、 多风、昼夜温差大的外界条件下的耐久性；一定 的强度和抗裂性能。并能够承受局部的不均匀变形。 九甸峡水利枢纽混凝土面板堆石坝地处高寒峡谷地 区，覆盖层较深，地震设防烈度高，风速较大，自 然条件对面板的施工和运行极为不利。所以。面板 混凝土的主要内在质蟹控制指标为抗压强度、抗渗 强度和抗冻强度，面板厚度及平整度等为外在质量 控制指标。 2面板混凝土的内在质量控制 试验研究丁作表明原材料的性能与配合比、施 工方法与工艺和养护措施等是影响混凝土抗压强度、 抗渗强度和抗冻强度等的主要因素。 21 选定混凝土配合比 面板混凝土设计要求是抗压强度等级C 30、抗 收稿日期：2010-09埘 作者简介：张世杰(1972一)，男，甘肃会宁人，高级I：程师 主要从事水利水电T程设计及建设管理T作 W m er Pow erV0136No11圃 渗等级W I O 、抗冻等级F250。 甘肃电投九甸峡水电开发有限责任公司委托中 国水利水电科学研究院，结合工程特点进行了详细 研究。在初步选定的基准混凝七配比基础上掺入聚 丙烯腈纤维、钢纤维、减缩剂进行性能对比试验。 试验结果表明：混凝土中掺入聚丙烯腈纤维和减缩 剂对混凝土的抗压强度、劈拉强度、轴拉强度、抗 弯强度和极限拉伸值影响不大；掺入钢纤维，可使 混凝土抗压强度、劈拉强度、轴拉强度、抗弯强度 和极限拉伸值略有增加增加幅度为311。从 施T、经济等条件综合比选。选定掺用聚丙烯腈纤 维的配合比。然后进行了长达一个月的现场试验， 根据试验结果完善了配合比。 211水灰比 九甸峡水利枢纽砂石料采用人工生产的砂石料。 由于砂中石粉含量大，吸水量高。使混凝土用水量 偏高。导致混凝土中胶凝材料用量较高。掺人聚丙 烯腈纤维会增加混凝土的粘稠度。降低混凝土的坍 落度( 坍落度经时损失也有所增加)，混凝土中用水 量需增加。相同水灰比的混凝土，单方用水量越大， 早期自由收缩越大。配合比设计时应尽量降低用水 量。为了降低用水量，则必须掺加高效减水剂。 综合分析混凝土的强度、抗渗、抗冻耐久性的 等级，同时考虑使用的水泥品种与标号、砂白骨料 的质量、外加剂的品种及掺量等影响因素。最终确 定水灰比为040，胶凝材料用量为365kgm 3。 212坍落度 由于面板混凝土采用溜槽输送混凝土坍落度的选 定是否恰当是关键。试验确定坍落度为69cm 。施工应 用表明，混凝土的坍落度控制在57cm比较合适。 213砂率 在固定水灰比和选定的坍落度范围内，选择35 个砂率进行混凝土试拌，试验确定最佳砂率为36。 214集料级配比例 面板混凝土为二级配。为了防止混凝土在溜槽 中产生集料离析减小模板在滑动过程中的阻力和 避免面板混凝土表面产生蜂窝、麻面和裂纹，采用 小石与中石的掺配试验。利用最大密度法测算出每 个配合比的紧密堆积密度，以紧密堆积密度最大的 石子组合(小石：中石=50：50)作为最优比例。 2。15掺合料比例 为降低混凝土的水泥水化热温升，减少混凝土 单方水泥用量增加混凝土的和易性，掺合料选用 粉煤灰。考虑到粉煤灰对混凝土早期强度影响较大 以及砂石中石粉含量较高等冈素，通过试验选用 20的粉煤灰做掺合料。 困甲眦rPo眦rV d36N o11 216外加剂掺量 在面板混凝土中掺用减水剂和引气剂，可以降 低混凝土的水灰比提高混凝土强度及抗冻等耐久 性。考虑砂石中石粉含量较高、掺聚丙烯腈纤维等， 经试验选定LRFH高效减水剂、掺量为40，K DSF 引气剂、掺量为0026。 217掺加聚丙烯腈纤维 非连续纤维在混凝土中主要起阻裂作用，能有 效减小混凝土因温度及干缩等作用引起的裂缝。经 试验选定掺聚丙烯腈纤维掺量为09ksm 3。 22原材料的质量检测与控制 面板混凝土原材料主要包括水泥、砂石骨料、 掺合料及混凝土外加剂等。其中水泥采用永登水泥 厂生产的普通硅酸盐水泥砂石骨料选用本工程砂 石骨料加工厂生产的料场天然砂砾石集料，掺合料 选用两固电厂的I级粉煤灰。根据混凝土的技术要 求和试验结果。外加剂选用兰州宏能电力技术有限 公司生产的LRFH 复合溶液减水剂和K D SF引气剂， 同时掺加海川股份公司生产的聚丙烯腈纤维。 221 原材料质量控制标准 水泥采用永登水泥厂生产的P0425普通硅酸盐 水泥，技术要求除符合GB l 75-1999硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥标准外，还要保证出厂28d强度 不低于水泥标准抗压强度的118倍。 根据D LT50161999混凝土面板堆石坝设计 规范和T程监理部的要求，细骨料吸水率不大于 30、含泥培小于30、细度模数在2330范围 内：粗骨料吸水率不大于加、含泥鼍不大于10。 其他技术指标应符合GB T14685200l 建筑用卵 石、碎石的有关规定。 工艺外加剂产品质量应符合G B8076- 87混凝 土外加剂应用规程和GBJl l988混凝土外加剂 应用技术规范的有关规定。 222原材料的检测程序 工地试验室首先联合物资部门对原材料进行进场 验收，审杏出厂合格证和质量检验报告；然后对原材 料，按照批次、品种和数苣等进行抽样检测结果报 监理工程师审批。坚决不允许使用不合格产品。 23严把施工过程质量关 在施工过程中，严格按照设计与施工规程、规 范的要求组织实施，围绕混凝土生产和浇筑两个重 点环节进行质量控制。 231混凝土生产 混凝土搅拌前现场测定砂石的含水量，并由工 地试验室根砂石的含水量和配合比以及气温情况。 ：要：竺三：竺：兰三竺：竺竺：竺三：竺Ei i ；誓ij 囵 调整水砂石的用邑。混凝土拌和楼采用计算机控制 的电子计重称。严格控制混合料配合比，保证搅拌 时间。确保混合料的均匀，在混凝土出机U 和浇筑 现场分别进行混凝土坍落度和含气量试验检测。 232混凝土浇筑 浇筑现场按照板边、边角和板中的顺序进行均 匀布料止水片周围辅以人丁布料，布料过程中不 能抛掷或耧耙，避免大骨料集中。振捣器在模板前 沿振捣插入下层混凝士的深度为50m m ；止水片 附近采用小振捣器仔细振捣。提高混凝土密实度， 减少混凝土的干缩变形。 24深入现场。旁站监督。跟踪检查 面板混凝土的施工是面板丁程的关键工序组 织质检及技术人员深入现场。从开工之日起直到所 有_【序完工为止。实行伞天候跟踪旁站I 监督，并实 行严格的交接班制度详细记录施工过程发生的问 题并提出处理措施。对每一个工序的施t 工艺、测 试数据进行检杏和复测，看其是否满足相应的施工 规程规范的要求。在施工方法和质量控制上。现场 技术人员与监理、设计人员经常进行交流沟通，以 达成共识力争创造优质丁程。 3面板混凝土的外在质量控制 混凝土外在质苗控制主要是针对相应的施工环 节，并且在内在质量控制良好的基础上组织进行。 31编制面板混凝土质量控制计划 编制详细可行的质量控制计划，明确工程设计 中的关键部位和薄弱环节，分析质量控制的要点和 技术要求以及注意事项等，并对可能出现的意外情 况进行预测，制定相应的处理措施，做到有备无患。 32对面板体形的控制 面板体形主要由模板控制，模板包括侧模和无 轨滑模两种。侧模为木模板，兼作滑模支撑，是按 受力结构设计的。高度顺应面板厚度而渐变，分块 长度为2m ，便于在斜坡面上安装和拆卸；侧模固 定于钢筋网上两块模板接头处用螺栓拧紧保证 接头平顺无台阶施下中派专人跟踪检杳。发现问 题及时纠正；侧模安装后进行测鼍检查。偏筹必须 在规范要求的范同内。无轨滑模要有足够的强度、 刚度、自系和配重，适应面板条块宽度和滑模平整 度要求，并能为浇筑振捣和收光抹面提供工作平台。 33对面板平整度的控制 严格控制滑模提升速度。滑模提升速度由混凝 土人仓速度、人仓坍落度和混凝土坍落度历时损失 速度决定。在坍落度控制稳定的情况下，每次滑升 距离不大于300m m 每次滑升间隔时间不超过30 m i n，以出模混凝土无光泽、用手轻按有指印、手上 不粘混凝土为标准。若出模过早，混凝土会出现波 纹状表面；若出模过晚。混凝土对滑模的粘结力较 大。影响收光1=作。 混凝土f l模后。立即进行修整和压面。待混凝 土初凝结束前，完成二次压面。对接缝两侧各50 em 内的混凝土表面及时整平，用2m 长直尺检查， 确保平整度符合设计要求。 34养护和拆模 当面板混凝土完成二次压面混凝土开始凝结 (用手指按压无痕迹) 时，覆盖无纺土工布养护，均 匀洒水，保持潮湿状态。混凝土洒水养护持续至少 45d或至水库蓄水混凝土被水淹没。 35施工期的防护 在混凝土浇筑前，现场必须做好以下准备：混 凝土施T前，备好每台班混凝土施丁宽度和必要长 度的塑料薄膜、无纺土工布以保证突然下雨或炎 热天气下有足够的遮盖工具；混凝士施工过程中， 随时与气象部门保持联系。掌握天气的变化情况， 避开雨天施T，如遇突降大雨。立即停止施工，对 已浇筑部位用塑料薄膜遮盖并及时对混凝土施工 缝进行处理；在施工过程中，如果遇到气温太高， 尽量调整施1：时段，保证混凝土质量。 36施工缝的处理 施工缝属丁混凝土面板的薄弱环节，其产生主要 有两种情形：面板分期浇筑而在连接部位产生的施 工缝；面板浇筑过程中的意外情况造成的施工缝。 应用人工凿毛的方法依次凿去混凝土表面乳皮 和砂浆，使石子外露。在钢筋下部按水平方向、上 部按面板法线方向处理。用压力水将混凝土表面冲 洗干净。浇筑开始前使混凝士结合面保持湿润状态 23h。结合面用常规配合的一级配混凝土做结合 浆。每道丁序开工前。都对此部位的处理情况进行 严格检查，达不到要求的责令返工。 4结语 面板混凝土质镀分为内在和外在质虽控制两方 面。对施工关键工序提出了控制要求。通过有效的 质量控制，九甸峡大坝面板混凝土各项质毽指标均 达到了优良一期面板于2007年lO 月14日浇筑完 成二期面板2008年5月20日浇筑完成。浇筑完 成后进行检查。没有发现结构性裂缝；库水位最高 蓄至22010m ( 距正常蓄水位10 m )，面板未发现 裂缝；运行良好。监理工作对质量控制起着关键性 作用。针对工程特点和难点细化控制目标。就一定 能有效控制工程质萤。 ( 责任编辑周晓蔚) 驴毗rPow erV0136N o11圃