山口岩拱坝碾压混凝土现场试验设计.pdf

水利技术监督 2 0 1 3 年第 5 期 山 口岩拱 坝碾压 混凝 土 现 场试验 设 计 杨 志华 ( 江西省水利规划设计院，江西南昌 3 3 0 0 2 9 ) 【 摘要】 本文阐述了山口岩拱坝碾压混凝土现场试验的目的、主要研究内容、试验参数、施工工艺流程及质 量控制等。通过现场试验，验证科研和室内试验成果、系统运行能力、施工工艺及工序环节等，为 山口岩拱坝碾压混凝土施工提供合理的施工工艺和技术参数。 【 关键词】 山口岩；碾压混凝土；现场试验 D O I 编码 】 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 8 1 3 0 5 2 0 1 3 0 5 0 2 4 【 中图分类号】 T V 5 2 2 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 8 1 3 0 5( 2 0 1 3 )0 5 0 0 8 0 0 3 1 工程概况 山口岩水利枢纽工程位于赣江支流袁水上游， 坝址以上控制集雨面 积为 2 3 0 k m 2 ，水库总库容为 1 0 5 1 0 m，是一座以防洪、供水为主 ， 兼顾发电、 灌溉等综合效益的大 ( I I )型水库，主要建筑物有 大坝、溢流堰、放空洞、引水隧洞及发电厂房等 。 大坝 为碾 压 混凝 土抛 物线 双 曲拱坝 ，最大 坝 高 9 9 1 m ，坝顶高程为 2 4 7 6 m ，坝顶宽度 5 0 m ，坝底 最大宽度 3 0 0 m ，坝顶弧长 2 6 8 2 3 m 坝体为全断 面碾压混凝土。 2 现场试验 目的 山口岩水利枢纽工程大坝为全断面碾压混凝 土双 曲拱坝，经实验室室内试验初定的系统措施和 施工工艺 、施工参数等需要通过施工现场验证，以 达到有充分的技术准备 。碾压混凝土现场试验 的目 的是：通过现场试验考察和验证碾压混凝土生产系 统运行能力、碾压混凝土配合比适应抗骨料分离能 力和可碾性、现场试验工序环节影响和施工措施、 施工质量控制与施工技术水平等，确定大坝碾压混 凝土铺筑厚度、碾压遍数、V C 值等施工参数指标。 3 现场试验研究的主要内容 按照山口岩碾压混凝土拱坝施工规划进行现 场试验， 验证科研和室内试验成果、 系统运行能力、 8 0 施工工艺及工序环节等 。以积累经验，指导 山口岩 碾压混凝土拱坝的施工。根据这一试验 目标 ，提出 本次现场试验的主要试验研究项 目如下。 ( 1 )山口岩碾压混凝土拱坝筑坝原材料 ( 水 泥、 粉煤灰、 外加剂、 砂石骨料)的品质复核验证。 ( 2 )山口岩碾压混凝土拱坝室 内试验推荐混 凝土配合 比验证复核和适应性试验调整 。 ( 3 )砂石骨料系统和混凝土拌和系统综合运 转试验，包括砂石成品质量试验 ，两系统生产能力 及配套试验。 ( 4 )混凝土拌和楼运转试验 ( 碾压混凝土拌 和投料程序，拌和时间，仪器精度，拌和质量和生 产能力等) 。 ( 5 )混凝土拌和楼机 口碾压混凝土质量控制 监测，V C值及碾压混凝土性能抽样试验。 ( 6 )碾压混凝土主要施工参数 的选择试验 。 ( 7 )碾压混凝土层面结合影响因素及控制方 法试验。 ( 8 )碾压混凝土容重现场快速检测试验及测 试仪器的校正。 ( 9 )碾压混凝土试件室内、现场强度对比试 验 ( 不同龄期) 。 ( 1 0 )钻孔取混凝土芯样及混凝土芯样加工成 作者简介：杨志华 ( 1 9 7 8 年一 ) ，男，工程师。 水利技术监督 2 0 1 3 年第 5 期 型做各种物理力学性能试验 ( 2 8 d以后 ) 。 ( 1 1 )现场碾压混凝土层间和 自身抗渗及压水 试验 ( 2 8 d以后 ) 。 ( 1 2 ) 碾压混凝土施工工艺和机具协调配套试验。 ( 1 3 )碾压混凝土现场质量控制项 目、手段和 评定标准等试验研究。 4 现场试验主要参数 4 1现场试验块尺寸及分区 山 口岩 水利枢纽工程碾压 混凝土现场试验 的 试验块尺寸为 3 0 m 。 X 1 5 m 。 。根据试验项 目需要将选 定试验块平面分为 A 、 B 两块 ， A 块尺寸 3 0 m 4 5 m 2 ， 主要进行三级配 R C C试验 ， B块尺寸 3 0 m 2 1 0 5 m 2 ， 主要进行二级配 R C C试验，具体尺寸见 图 l 。同时 将整个试验块分为 3层，第 1、I I 层铺料厚度控制 3 4 3 6 c m ，碾压厚度控制 3 0 c m ，第层铺料厚度控 制 2 9 - - 3 1 c m ， 碾压厚度控制 2 5 c m 。 具体分布见图 2 。 4 2碾压层厚度及平仓厚度 使用 B w 一 2 0 2 A D型振动碾碾压，拟用 3 4 3 6 c m 的铺层厚度，压实厚为 3 0 c m 。根据 国内外浇筑碾压 混凝土坝 的实践经验 ，薄层平仓 ( 1 5 - - 2 5 c m )有利 于 改善骨料可能出现 的分离状况 ，故要求把 3 4 c m 碾压层分为二次平仓。 4 3碾压遍数 根据国内外浇筑碾压混凝土坝的实践经验，使 用 B W - 2 0 2 A D型振动碾时，碾压遍数为：先无振 2 遍， 有振 8 遍， 最后无振 2 遍。 经核子密度仪测试， 当碾压混凝土的容重未达到设计要求时，应增加碾 压遍数，直至容重达到设计容重为止 。 4 4碾压层间隔时间及碾压时间 碾压层 间隔时 间是指一层碾压完毕起到第二 碾压层覆盖碾压为止的时间。此数值应小于混凝土 初凝时间，常温情况下该数值应控制在 6 h以内。 本次现场试验，拟用间隔时间为 4 、6 、8 、l 0 、1 2 、 2 4 h ，铺水泥砂浆和不铺水泥砂浆情况进行试验 ， 选择出最优 间隔时间。 碾压 时间系指混凝 土拌和物从拌和机 出料 口 卸出来到振动碾碾压完毕为止所经过的施工历时。 依据国内外 己建碾压混凝土坝的实践经验 ，碾压时 间应控制在 2 h以内。 5 碾压混凝土施工工艺流程 山口岩拱坝碾压混凝土现场试验碾压混凝土 浇筑工艺流程 图 3所示 。混凝土铺填方式采用端退 法 ( 以进料仓面的远端退铺填到仓面 的进料路 口) 。 6 现场试验施工质量控制 6 1砂石料质量控制 组建专职质量监控小组对砂石料生产系统每 天生产 的砂石料进行各种检测 ，要求砂的细度模数 基本稳定，其变化范围控制在 2 4 2 8之间，石 粉含量 ( 0 1 6 ra m颗粒)应控制在 1 8 以内，三 级配碾压混凝土骨料的最大粒径控制在 8 0 ra m ， 二级 配碾压混凝土骨料的最大粒径控制在 4 0 ra m ， 砂料表 面含水率要满足规范规定小于 1 的要求 ， 碎石逊径 含量应满足规范规定。 6 2 V C 值和含气量检测 碾压混凝土属坍落度为零 的干硬性混凝土，须 用稠度仪检测其工作度 ( V C值) 。为使拌和楼生产 的碾压混凝土具有一定的可碾性 。机 口取样 的 值控制在 2 s , - 4 s范围内；考虑到气候条件 ( 如气 温、 日照、温度、蒸发 、风 向风速等 )以及碾压混 凝土运输，停留等因素的影响， 值有所增加，入 仓 值控制在 4 s 7 s范围内，且 以入仓 值为 主要控制指标 。 在仓面上， 每铺筑一层碾压混凝土 ， 应施测 值 5 - - 1 0次，在相应时间内应在机 口取 样施测 值。 碾压混凝土含气量的大小，将直接影响混凝土 的密实度，允许偏差为 1 左右， 每台班须检N-次 以上，( 可与机口取样同时进行) 。 6 3平仓 ( 铺料)厚度控制 对平仓 ( 铺料)厚度可在模板上标出平仓 ( 铺 料)高度线来控制，平仓机作业后的个别坑洼，则 8 l 水利技术监督 2 0 1 3 年第 5 期 以人工铲料补平 。 6 4压沉量和碾压遍数检测 为检测碾压混凝 土的压实效果，在碾压过程 中，每碾压层应进行压沉量的检测，( 测点按仓面 大小布置 ) ，应不少于 5个测点，可采用水准测量 方法。碾压机械操作人员应做好碾压遍数记录。 6 5容重及含水量检测 在碾压混凝土浇筑过程中，使用核子密度仪检 测碾压混凝土表面与不 同深度 的混 凝土容重和含 水量 ，它可以直接控制碾压混凝土的压实效果。 一 H BW -202AD H l I 平板振掐器 l T一T一 ： 车 =二 一 一 L 一 一 1 r 磊 一 f 乍 第二 ： 次镯l 料 一一一一一 一 一一一 一一一一一一 一一一一一一 一一一一一 0 7 现场试验结论 图 3 碾压混凝土浇筑工艺流程 ( 1 )本次现场试验采用的混凝土拌和系统所 生产的碾压混凝土是可行 的。砂 、水 ( 外加剂) 、 水泥 ( 粉煤灰) 、骨料等混凝土原材料投料顺序正 确 ，拌和时间按 1 2 0 s控制拌制出来的碾压混凝土 均匀性良好 。 ( 2 )通过现场碾压试验可知，当混凝土摊铺 厚度小于 3 5 c m ，压实后厚度为 3 0 c m时；碾压混 凝土出机 口 值在 2 8 s ，入仓时混凝土 V C值控 制在 4 9 s 内，使用 B W - 2 0 2 A D 振动碾按 1 0 1 5 k m h速度控制进行振动碾压，碾压遍数按 “ 先 无振 2 遍，有振 8 遍，最后无振 2 遍”控制时，经 核子密度仪检测碾压混凝土的容重达到设计要求， 压实度均大于 9 8 ( 设计值) ， 碾压混凝土抗压、 抗 拉、抗渗等性能指标均能满足设计要求 。 ( 3 )通过对碾压混凝土现场取芯 的芯样折断 原因分析，当混凝土摊铺层厚度超过 4 h时应在碾 压混凝土层面处铺筑 1 5 2 O c m厚水泥砂浆 ，以 8 2 利于层面间 良好结合 。 ( 4 )在施工过程中将碾压混凝土的 V C值控制 在 2 - - 8 s之间， 并依据现场环境变化进行动态调整。 8 结 语 ( 1 )通过碾压混凝土现场试验，为 山 口岩拱 坝碾压混凝土 的施工提供 了合理 的施 工工艺和技 术参数 。 ( 2 )本工程通过碾压混凝土现场试验确定的 施工工艺和技术参数对 类似工程 具有 一定参考 借 鉴作用。 参考文献 1 能源部、水利部碾压混凝土筑坝推广领导小组 碾压混凝土筑 坝一设计与施工 M 北京： 电子工业出版社， 1 9 9 0 2 张仲卿 碾压混凝土拱坝 M 北京： 中国水利水电出版社， 2 0 0 2 3 水工碾压混凝土施工规范( D L T 5 1 1 2 2 0 0 0 ) 北京 ： 中国电力出 版社， 2 0 0 1