三里坪大坝混凝土碾压试验及参数确定.pdf

第 4 3卷 第 6期 2 0 1 2 年 3月 人 民 长 江 Ya ng t z e Ri v e r Vo 1 4 3 No 6 Ma l ， 2 01 2 文章编号 ： 1 0 0 1 4 1 7 9 ( 2 0 1 2 ) 0 6 0 0 6 6 0 3 三里坪大坝混凝土碾压试验及参数确定 罗 玉 宝 ( 中国水 电建设集 团 十五工程局科研设计院 ， 陕西 西安 7 1 0 0 0 0 ) 摘要 ： 为了确定 三里坪 大坝混凝土碾压施工 的技术参数 ， 在大坝正式施 工前 ， 检验 了各个环节的可行性和可靠 性 。按 照相 关规 范及 设 计要 求 ， 进 行 了 3次 碾 压 混 凝 土 现 场 工 艺 试验 。介 绍 了试 验 的 主要 依 据 、 试 验 目的 、 试 验人 员及设备 、 试验场地 处理和布置 、 碾压混凝土工艺试验 配合 比和混凝 土拌 和站投料 方式。根 据现场试 验 结果 ， 对原订 的各项施 工参数进行 了调整 ， 包括 配合 比的调 整，V C值 和 工艺参数 的控 制等 ， 以保 证大坝碾 压 混 凝 土 的 施 工 质 量 。 关键词 ： 碾 压试验 ；施工工艺 ； 技术参数 ；三里坪大坝 中图法分类号 ： T V 4 3 1 文献标志码 ：A 1 碾压工艺试验 1 1 试验 目的 验证配合 比的合理性、 可靠性及可碾性 ， 测定碾压 混凝土是否满足设计要求 的密度 ， 物理力学性能 ， 耐久 性 等各项 指标 ， 检 验 碾 压? 昆 凝 土 压 实 后 的密 实 度 。通 过 现场 碾压 试验 ， 研究 碾压 混凝 土施工 工艺方 法 ， 演练 碾 压混凝 土施 工人 员 和 施工 设 备 的适应 性 ， 并对 施 工 人 员进 行现 场技 术 培训 。通过 现 场 碾 压试 验 ， 确定 施 工技术参数 ( 包括碾压方式 、 碾压遍数 、 振动碾行进速 度 、 振 幅 、 频率 、 入 仓 、 卸 料 、 平仓 、 铺料 厚 度 、 施 工层 面 允 许 间隔 时间 、 层 面处 理 、 变 态混 凝土 加浆量 及加 浆方 式 等 ) 。 1 2 试 验场地处理和布置 在 施 工 区下 游 围堰 先 用 推 土机 整 平 表 面 ， 然 后用 振动碾 无 振 碾 压 2遍 ， 有 振 碾 压 61 0遍 ， 使 基 础 密 实 。随后 在碾压 密实 平整 的场地 上先 铺一 层 1 5 c m厚 的碾压 混凝 土 ， 无 振碾 压 2遍 ， 有 振 碾 压 8遍 ， 作 为基 础垫层 。再 在基 础垫 层上 用墨线 布置 7 m 2 0 m 的试 验 区 ， 分层 进行 二 、 三级配碾 压试 验 。在试 验场 地顺 长 度方 向两侧 ( 模 拟大坝 上 、 下 游 ) 立 模 板 ， 采 用 1 5 0 c m 3 0 e n l 组合钢模板 ， 在垫层混凝土边缘设锚筋拉锚 固定； 随碾压层上升， 两端入仓道路用碎石升高。 1 3 试验原材料及检测 结果 砂 石骨料 来 自三 里 坪工 程 筛 分 场 ， 水 泥 采 用 “ 三 峡” 牌中热水 泥， 碾压混凝土及变态混凝土浆液 中的 粉煤灰采用襄樊电厂 级灰 ， 检测均合格 。外加 剂采 用 山西 黄河新 型化 工有 限公 司 的恒久牌 系 列外加 剂 和 武汉 天衣化 工有 限责任 公 司的 WH D F混凝 土密 实剂 。 1 4工艺试验 配合 比 碾 压混 凝 土工艺试 验 采 用 葛洲 坝 检 测 中心 ( 以 下 简称葛局) 提供的 三里坪水利水电站枢纽工程 混凝 土配合 比设计试验报告 及 中国水 电十五局测试 中心 ( 以下简称十五局) 提供 的 三里坪水利水 电站枢纽工 程碾压混凝土配合比设计和性能研 究试验报告 中建 议的施工配合比， 详见表 1 。 1 5混凝土拌和站 昆 凝 土拌 和系统 采用 广州 多维工 程机 械有 限公 司 生产 的 D W2 4 0型连续 式 双卧轴 混凝 土拌 和站 ， 称量 系 统 由计 量部 门检 定合 格 ， 经过 试 生 产 ， 系统 工 作 正 常 ， 自动显示系统称量偏差满足 碾 压 昆凝 土施工规 范 称量误差要求。因该拌和站出厂拌和参数 已设为固定 设定 值 ， 因此本 次试验 未对 拌和 系统投 料顺 序 、 拌 和时 间进行试验， 只对拌和物性能进行检测。 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 1 1 1 作者简介 ： 罗玉宝， 男 ， 工程师 ， 主要从 事水利水电工程施 工工作。Em a i l ： 5 3 2 7 6 3 0 4 q q o o m 第 6期 罗玉 宝： 三里坪 大坝混凝土碾压试验及 参数确定 6 7 注 ： 配制 强度 均 为 了 2 3 4 M P a 。 2 现场 工作流程 2 1 作 业 流 程 在试验场地上布置 2 m 2 II 1 方格网， 用全站仪测 定基 础 高 程 。 1 5 t自卸 车 运 输 碾 压 混 凝 土 至试 验 场 地 ， 后退法卸料 ， 平仓机进 占法平仓 ， 局部和边角部位 辅以人工平仓 ， 平仓时使混凝土有适当的拌合 ， 消除由 于 自卸车卸料产生的混凝土离析现象 。平仓后表面平 整度 控 制在 3 c m 以内 ， 铺 料厚 度初 选 3 5 c m， 平仓 后 在方 格 网点 上测 定铺 料厚 度 。根 据碾 压机 械 的性 能选 择了( 11 5 )k m h的行进速度。碾压区域分别设置 了 6遍 、 8遍 、 l 0遍 区 ， 观 察 碾 压 效果 。碾 压 过程 碾 迹 清楚 ， 振动碾行走顺直。靠近模 板 0 5 m范 围内的变 态混 凝土 区， 掺 加净浆 ， 用 01 0 0变频振 捣器振 捣密 实。分别采用沟槽加浆 、 0 1 0 0变频振捣器成孔加浆两 种加 浆方 式 进行 比较试 验 ， 观 察 振 捣 效 果 。碾 压 完 毕 后用全站仪在方格网点测量碾后高程 ， 以确定沉降高 度 。最后用核子密度仪测定压实 密度 ， 每层测定 l 5 2 0个测 点 。 2 2拌和物检 测 因碾 压试 验 历时 较长 ， 各个 参 数 变化较 大 ， 检测 结 果 为 试 验 成 功 时 的 各 参 数 ， 施 ： 【环 境 温 度 2 0 C 2 7 ， 混凝 土 出机 温 度 2 0 5 c lC 2 1 ，V C值 46 s ， 平 均 5 4 s ， 含 气 量 4 2 ； 从 现 场 碾 压 效 果 来 看 ， V C 值 控制 在 4 6 s 时碾 压效 果最 佳 。检测 结果 见 表 2 。 2 3 铺 料厚度及压 实厚度检测 铺 料 厚 度 最 大 3 8 6 c m， 最 小 2 6 5 c m， 平 均 值 3 4 5 c m， 平 均沉 降量 4 5 c m； 现 场施 工 时 铺 料 厚度 控 制在( 3 5- I- 2 )c m， 可满足压实层厚 3 0 c m的要求 。 表 2 拌和物检测结 果 注 ： 除含气量的检测次数为 3次外 ， 其余均为 1 5次。 2 4行进速度及压 实密度检 测 压实密度检测采用表面核子密度仪 ， 每层测定孔 间排 距 2 m， 二 级 配 测 定 3 0个 点 ， 平 均 密 度 值 2 5 5 4 k g m ， 三 级 配测定 2 2个 点 ， 平均 密度 值 2 5 3 4 k g m ， 压 实度 均满 足规 范规 定 的大 坝 内部 碾 压混凝 土 压实度 大 于 9 7 、 大 部外 部碾 压混凝 土 大 于 9 8 的要求 。 2 5 变 态混凝土施工检测 对沟槽加浆 、 O 1 0 0变频振捣器成孔加浆两种方式 进行 对 比。沟槽 加浆 后 ， 浆 液 不易 渗入 底部 ， 振捣 后表 面浮浆较 多 ， 进度缓慢。用 ol o o变频振捣器成孔加 浆后振捣效果良好 ， 表面泛浆适 中， 施工简便 ， 进度快。 按照每延米造孑 L 数量计算单孔加浆量 ， 加浆采用 定量 容器 ， 现 场试 验加 浆量 在 3 时 ， 振 捣 后 表 面 浮浆 较 多 ， 加 浆量 在 2 时 振 捣 效 果 良好 ， 根 据 不 同天 气 、 不同温度和不 同 V C值 ， 施工过程中加浆量控制在 2 一 4 范 围 内 。 2 6施工 配合 比确 定 首 先按 照工 艺 试 验 计 划 完 成 了 C 2 0 W8 F 1 0 0二 级配 和 C 。 。 2 0 W6 F 5 0三级 配 碾 压 混凝 土 试 验 ， 考 虑 到 砂石骨料 、 施工机械及拌和站系统等综合因素 ， 对施工 配合 比进 行 了调 整 。按 照 调整后 施 工配 合 比继续 进行 工艺试验， 碾压混凝土拌和物实测 V C平均值为 6 2 s ， 波动 范 围 48 S ， 外 观混 凝土 粘 聚性较 差 ， 碾 压后 表 层 泛浆情 况 不好 ， 混 凝 土 可碾 性 差 。为 了 改 善碾 压 混 凝 土 的 和易性 、 可 碾性 、 及 耐久 性 ， 按 照业 主 、 监理 单位 要 求 ， 在 配 合 比 中 掺 加 武 汉 天 衣 化 工 有 限 公 司 生 产 的 WHD F增 密剂 。掺 加增 密剂 后 的工 艺 试 验 表 明 ， 混 凝 土的可碾性虽有所改善 ， 但仍达不到碾压混凝土要求 。 第二阶段按照业主、 监理单位及施工项 目经理部 要求 ， 改用 十五 局 配合 比重 新 进 行 碾 压试 验 。结 果 发 现混凝土和易性差 ， 碾压后混凝土未泛浆的原因， 主要 是 由于 砂料 细度 模数 偏大 ， 石 粉含 量偏 低 ， 且 混凝 土 的 水灰 比过大 ， 胶材用量偏低所导致。后续试验时降低 砂率 ， 采用超量掺加粉煤灰代替砂料 ， 增加粉粒含量 ， 从而改善混凝土的合易性 ， 保证可碾性 。按照调整后 施工配合 比进行试 验， 碾压混凝土拌和物实测 V C平 6 8 人 民 长 江 均值为 5 5 S ， 波动范围 4 7 S ， 外观混凝土粘聚性、 和 易性 良好 ， 碾压后层面泛浆充分 ， 振动碾行走 自如， 无 陷碾现象 ， 混凝土可碾性 良好 ， 施工配合 比完全满足各 项施 工技 术要 求 。 3 工艺试验评价及结论 3 1 配合 比调整 通过试验可得出结论 ， 若施工过程 中出现砂料过 粗 ， 细度模数较大 ， 石粉含量偏低 ， 造成混凝土可碾性 差 ， 可采用超量掺加粉煤灰措施以提高混凝土可碾性。 当砂 料生产 进 入 正 常 、 石 粉 含 量 在 1 8 、 细 度 模 数 符 合规范要求时 ， 在保证砂率不变的情况下 ， 可以取消超 量 掺 加 的粉煤灰 。 3 2 V C值控 制 V C值控制是碾压混凝土控制关键环节 。根据试 验结果 ， 在正常施工状态下 V C值控制在 4 6 S 效果 最好 。施 工 中应 随气候 变化对 V C值进行 动态 控制 。 3 3工艺参数控制 工 艺试验 验 证 了配 合 比及 D W2 4 0型 连续 式 拌 和 站 拌制 碾压混 凝 土 的可 靠性 。确 定 了各 项施 工技 术参 数 ， 演练了施工工艺和流程。根据振动碾行进速度 实 测 ， 以平 均 1 3 k m h的碾 压效果 最好 。平 行碾 压方 向 搭接 长度 以双轮 到 位 为 准 ， 搭 接 长 度 11 5 m， 垂 直 碾压方向搭接 1 0 2 0 a m。其 中， 振 动碾压 8遍 后表 面基本全部泛浆， 碾压效果 良好 ， 因此确定碾压遍数为 8遍 ， 铺 料厚 度应 控制 在 3 5- I- 3 a m； 变 态混凝 土加 浆 采 用 0 1 0 0变频振捣器成孔 ， 加浆量控制在 2 4 ( 体 积比) ， 以最终塌落度达到 1 2 c m时为准 ， 加浆 1 0 1 5 m i n后进行振捣 ， 振捣棒振捣要均匀 ， 掌握好距模板 距离 ， 防止模板面不出浆或气泡集中 ， 振捣过程要防止 漏振或过振现象。经过在施 工中现场密度检测 ， 二级 配按 2 5 1 0 k g m 控 制 ， 三级 配按 2 5 3 0 k g m 控 制 。 3 4施工冷缝面处理 施工冷缝形成后要及时进行 冲毛处理 ， 冲毛时间 控 制在碾 压完 毕 的 2 4 h以后 为宜 ； 冲毛 压力 以 3 0 M P a 为宜， 枪 口距离混凝土面 1 03 0 a m， 以冲掉表层乳 皮 ， 砂颗粒裸露为标准 ， 垫层砂浆厚度 1 52 c m， 砂 浆等级高出混凝土等级 5 M P a ； 砂浆应随铺 随盖 ， 不应 暴 露太久 。 ( 编辑： 李 慧) Co n c r e t e r o l l i n g t e s t a n d p a r a m e t e r d e t e r m i n a t i o n o f Sa nl i p i ng Hy dr o p o we r S t a t i o n L U0 Yu ba o ( S i n o h y d r o C o r p o r a t i o n En g i n e e r i n g Bu r e a u 1 5 C o ，L t d ，X i h n 7 1 0 0 0 0，C h i n a ) Abs t r a c t ： I n o r d e r t o p r o v i d e t e c h ni c a l p a r a me t e r s f o r c o nc r e t e r o l l i n g c o ns t r uc t i o n o f S a n l i p i n g Da m ，t h e r e l i a bi l i t y a n d f e a s i b i l i t y o f e a c h s t e p a r e c he c ke d b e f o r e t h e c o n s t r u c t i o n3 t i me s o f f i e l d t es t s f o r RCC c o ns t r uc t i o n t e c h no l o g y a r e c a r r i e d o u t a c c o r d i n g t o t he s t a nd a r d a nd c o r r e s p o n di ng d e s i g n r e q ui r e me n t s The ma i n ba s i s ，g o a l s，p e r s o nn e l a nd e q ui p me nt ，t r e a t men t a n d a r r a ng e me nt o f t he t e s t fie l d，mi x i n g pr o po r t i o n a n d f e e d i n g wa y o f t h e c o n c r e t e mi x i ng s t a t i o n a r e i n t r o d uc e d Ac c o r d i n g t o t h e r e s u l t s o f t h e fi e l d t e s t ，t h e c o n s t r u c t i o n p a r a me t e r s a r e a d j u s t e d a n d c o n t r o l l e d，i n c l u d i n g t h e mi x i n g p r o p o r t i o n，VC v a l u e a n d t e c h n i c a l pa r a me t e r s ，S O a s t o e n s u r e t he c o n s t r uc t i o n q ua l i t y o f RCC Ke y wor d s：( o l l i ng t e s t ；c on s t r uc t i o n t e c h no l o g y；t e c hn i ca l p a r a me t e r s；Sa nl i p i ng Da m ( 上接第 6 0页 J S t ud y o n hi g h s l o pe s t a bi l i t y o f W a wa g o u ma t e r i a l fie l d f o r S a n l i pi n g Hy d r o po we r S t a t i o n XU J i a n h u a，TAN Yu nk u n，HUANG Ka i ，GAN Gu i h o n g ( F a n g x i a n C o u n t y H y d r o p o w e r De v e l o p me n t C o ，L t d，Hu b e i E n e r g y G r o u p，F a n g x i a n 4 4 2 1 0 0，C h i n a ) Abs t r a c t ：The s a n ds t o ne a g g r e g a t e de ma n d o f Sa nl i p i n g Hy d r o po we r St a t i o n i s hu g e，S O t h e s t u d y o f o v e r a l l s t a bi l i t y o f h i g h s l o p e o f W a wa g o u ma t e r i a l fie l d i s c o n d uc t e dAc c o r d i n g t o t h e a n a l y s i s o f FEM c a l c u l a t i o n o f 4 e x c a v a t i o n s c he me s ，t h e v a r i a t i o n o f d e f o r ma t i o n a nd s t r e s s o f t y pi c a l p r o fil e un d e r e x c a v a t i o n u nl o a d i ng i s f o c us e dTh e r e s ul t s s h o w t h a t t h e a mp l i t ud e o f d i s pl a c e me n t a nd t e n s i l e s t r e s s o f s l o p e a r e n o t l a r g e wi t h t he a d op t i o n o f t h e o p t i mi z e d s c he me Af t e r t he t r e a t me n t o f l o c a l g e o l o g i c a l d e f e c t s a n d d r a i na g e，t he o v e r a l l s t a b i l i t y o f s l o p e a f t e r e x c a v a t i o n c a n b e g u a r a n t e e d Ke y wor ds： s t a b i l i t y o f h i g h s l o pe；un l o a d i n g d e f o r ma t i o n；F EM a na l y s i s；ma t e r i a l f i e l d；S a nl i pi n g Hy d r o p o we r St a t i o n