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    三里坪碾压混凝土碾压工艺试验及参数确定.doc

    时间：2021-07-21 11:40:55 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人 蒲公英阅读网手机站

    相关热词搜索：碾压 混凝土 三里

    　湖北三里坪水电站碾压混凝土碾压工艺试验及参数确定 1、简述 为了保证三里坪大坝施工的顺利进行，确保大坝施工质量，为大坝碾压施工提供科学合理、可靠的施工技术参数；为了在大坝正式施工前，检验施工各个环节的可行性、可靠性，按照规范及相关设计要求，进行了 3 次碾压混凝土现场工艺试验，根据试验结果确定出了满足大坝碾压砼施工技术要求的施工配合比、施工工艺及相关技术参数 2、主题词 碾压混凝土

    　 试验

    　 配合比

    　施工工艺

    　技术参数 3、英文翻译 In order to guarantee the successful construction of the dam three mile ping, to ensure dam construction quality, for dam rolling construction to provide the scientific and reasonable and reliable construction technology parameters; For in the dam formal before construction, construction inspection of every element of the feasibility and reliability, according to standard and related design requirements, three times the roller compacted concrete process test, according to the test results to determine the dam rolling out to meet the requirements of the concrete construction technology mixture ratio of construction, the construction technology and related technical parameters

    　4、工程概况 三里坪水利水电工程位于鄂西北房县，地处南河中游，是以防洪、发电为主，兼顾灌溉等其他效益的综合利用水利水电枢纽工程。本工程为Ⅱ等大（2）型工程，相应拦河坝、泄洪洞、溢流表孔、水垫塘等建筑物为 2 级建筑物，发电引水建筑物、电站厂房、开关站等建筑物为 3 级建筑物。

    　枢纽工程由碾压混凝土双曲拱坝、中孔泄洪，、右岸发电引水系统、左岸地面厂房、导流洞等建筑物组成。双曲拱坝最大坝高 141.0 米，砼总方量 39 万 m3 ，其中碾压砼 33 万 m3 ，变态砼 1 万 m 3 ，常态砼 5 万 m 3 。

    　5、碾压工艺试验 5.1 试验主要依据 本次试验主要依据：《湖北房县三里坪水利水电工程混凝土试验技术要求》。《水

    　工碾压混凝土施工规范》 。《水工混凝土试验规程》 。《水工混凝土施工规范》。《三里坪水利水电站枢纽工程碾压砼配合比设计和性能研究试验报告》。

    　《三里坪水利水电站枢纽工程砼配合比设计试验报告》。

    　5.2 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。检验碾压混凝土压实后的密实度。通过现场碾压试验，研究碾压砼施工工艺方法，演练碾压砼施工人员和施工设备，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、变态砼加浆量及加浆方式等）。

    　5.3 试验人员及设备 专职试验人员 11 人，辅助试验人员 20 人；试验用料及设备见表 1～表 3。

    　碾压砼工艺试验机械设备一览表

    　 表 1 序号 机 械 名 称 机 械 型 号 技 术 参 数 数 量 1 砼拌和站 DW240 生产砼 240m3 /h 1 座 2 自卸汽车 / 15t 东风自卸汽车 4 辆 3 装载机 ZL40 2m3 /斗 1 台 4 自行式振动碾 XD-120 / 1 台 5 高频振捣棒 φ100 / 4 支 6 普通振捣棒 φ50 / 2 支 7 砼冲毛机 GCH1358 / 1 套 8 制浆机 / / 1 台 9 全站仪 TCR-702 / 1 台 10 冲洗轮胎设备 / 高压水枪 2 支

    　 碾压砼工艺试验检测仪器设备一览表

    　表 2 2

    　序号 仪 器 名 称 仪 器 型 号 技 术 参 数 数 量 1 核子密度仪 FJ 型 测 35 ㎝ 50Hz±2Hz 1 台 2 VC 值测定仪 VBR-Ⅱ型 50Hz±3Hz 2 台 3 砼凝结时间测定仪 HG-1000S 型 1000N 1 台 4 砼振动台 ZH.DG-80 型 50Hz±2Hz 1 台 5 混凝土含气量测定仪 HC-7L 7L 1 台 6 万能试验机 WE-1000B 型 1000kN 1 台 7 超逊径筛 / / 1 套 8 针片状规准仪 / / 1 套 9 水泥胶砂搅拌机 JJ-5 型 最大公转 125±10r/min 1 台

    　碾压砼试验材料用量表

    　表 3 序号 材料名称 规

    　格 数 量 1 组合钢模板及钢架管 30×150 ㎝ 120 ㎡ 2 进场路及两端入仓路碎石 / 63m3

    　4 高效缓凝减水剂 山西黄河新型化工有限公司

    　0.8t 8 引气剂 山西黄河新型化工有限公司

    　120kg 9 二级配碾压砼 C 90 20W6F100

    　 90m3

    　10 三级配碾压砼 C 90 20W4F50 315m3

    　11 垫层常态砼 C 20

    　26m3

    　12 砂浆含垫层面铺砂浆 M25 40m3

    　13 二级配变态砼净浆 0.50 ２.0m3

    　14 三级配变态砼和表面净浆 0.55 ６.0m3

    　5.4 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 6～10 遍，使基础密实。随后在碾压密实平整的场地上先铺一层 15cm 厚的碾压砼，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（7×20）m 的试验区，分层进行二级配和三级配碾压试验。在试验场地顺长度方向两侧（模拟大坝上、下游）立模板，模板采用(150×30)cm组合钢模板，在垫层砼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。

    　5.5 试验用碾压砼原材料及检测结果 本次试验碾压砼用的砂石骨料采用中国水电站十五局三里坪工程筛分场生产的砂石骨料，结果检测合格。水泥采用葛洲坝股份有限公司生产的“三峡”牌中热水泥，结果检测合格。碾压砼及变态砼浆液中的粉煤灰采用襄樊电厂Ⅱ级灰，结果检测合格。外加剂采用山西黄河新型化工有限公司生产的恒久牌系列外加剂，和武汉天衣化工有限责任公司生产的 WHDF 砼密实剂。

    　5.6 碾压混凝土工艺试验配合比 本次碾压混凝土工艺试验采用葛洲坝检测中心提供的《三里坪水利水电站枢纽工程砼配合比设计试验报告》及中国水电十五局测试中心提供的《三里坪水利10 水泥胶砂振动台 ZS-15 型 60 转/分

    　70W 1 台 11 水泥电动抗折机 DKZ-5000 型 5000N 1 台 12 水泥净浆搅拌机 NJ-160A 型 最大转速 285±10r/min 1 台 13 负压筛 SF-150 型 -4000～-6000pa 1 台 14 电热干燥箱 101A 型 (50～300)0 C 1 台 15 高温炉 KS 系列 12000 C 1 台 16 其他辅助工具(钢钎、相机、把据、温度计等)

    　水电站枢纽工程碾压混凝土砼配合比设计和性能研究试验报告》中的建议的施工配合比。详见表 4.

    　 碾压混凝土建议施工用配合比

    　表 表 4 4

    　葛局碾压混凝土 测试中心碾压混凝土 级配 二级配 三级配 二级配 三级配 设计强度（MPa）

    　C 90 20W8F100 C 90 20W4F50 C 90 20W8F100 C 90 20W4F50 配制强度（MPa）

    　23.4 23.4 23.4 23.4 水胶比 0.50 0.55 0.45 0.50 砂率（%）

    　39 34 38 35 粉煤灰掺量(%) 55 60 45 50 每方混凝土原材料用量（kg/m3 ）

    　水 105 95 100 92 水泥 94 69 110 92 粉煤灰 116 104 90 92 砂 831 746 798 743 碎石（mm）

    　5-20 666 446 651 483 20-40 666 594 651 415 40-80 / 446 / 483 减水剂(%) 0.6 0.6 0.70 1.0 引气剂(/万)

    　14.0 15.0 20．0 10.0 加浆量（%）

    　/ / / / 5.7 混凝土拌和站投料方式 混凝土拌和系统采用广州多维工程机械有限公司生产的 DW240 型连续式双卧轴砼拌和站，称量系统经过计量部门检定合格，经过试生产，系统工作正常，自动显示系统称量偏差满足《碾压砼施工规范》称量误差要求。因该拌和站出厂拌和参数已设定好，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。

    　6、碾压工艺试验现场工作流程

    　6.1 作业流程 在试验场地上布置 2m×2m方格网，用全站仪测定基础高程；15t 自卸车运输碾压砼至试验场地，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，平仓时使砼有适当的掺合，消除由于自卸车卸料产生的砼离析现象；平仓后表面平整度控制在±3cm 以内，铺料厚度初选 35cm，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（1～1.5）km/h的行进速度；碾压区域分别设置了 6 遍、8 遍、10 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 0.5m 范围内的变态混凝土区，掺加净浆，用φ100 变频振捣器振捣密实；加浆方式分别采用沟槽加浆、φ100 变频振捣器成孔加浆二种方式进行比较试验，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 15~20 个测点。

    　6.2 拌和物检测

    　 拌和物检测项目有出机温度、施工环境温度、VC 值、含气量等，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，施工环境温度（20~27）℃，砼出机温度（20.5~21）℃，VC 值（4~6）S，平均 5.4S，含气量4.2%；从现场碾压效果来看，VC 值控制在 4-6S 碾压效果最佳.检测结果见表 5。

    　拌和物检测结果

    　 表 表 5 检测项目 检测次数 最大值 最小值 平均值 备注 环境温度(℃) 15 27.0 20.0 23.3

    　砼出机温度(℃) 15 21.0 20.5 20.7

    　VC 值(S) 15 6.2 4.8 5.4

    　含气量(%) 3 4.2 4.1 4.2

    　6.3 铺料厚度及压实厚度检测 铺料厚度最大 38.6cm，最小 26.5cm，平均值 34.5cm，平均沉降量 4.5cm；现场施工时铺料厚度控制在 35±2cm，可满足压实层厚 30cm。

    　6.4 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 2m，二级配测定 30个点，平均密度值 2554kg/m 3 ，三级配测定 22 个点，平均密度值 2534 kg/m 3 ，压实度均满足规范内部碾压砼压实度大于 97%、外部碾压砼大于 98%的要求。

    　6.5 变态砼施工检测 6.5.1 在对沟槽加浆、φ100 变频振捣器成孔加浆二种方式经试验对比后发现，沟槽加浆后浆液不易渗入底部，经振捣后表面浮浆较多，进度缓慢；用φ100 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。

    　6.5.2 加浆量按照每延米造孔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，施工过程中可根据不同天气、不同温度和不同 VC 值，加浆量控制在（2~4）%范围内。

    　6.6 施工配合比确定 首先在试验场地按照工艺试 验计划完成了 C 90 20W8F100 二级配和C 90 20W6F50 三级配碾压砼试验，因现场的骨料和试验时的原料差异较大，加上各方面影响因素较大，导致试验过程历时间较长，最终结合混凝土拌合物的可碾性应为最优的原则，考虑到砂石骨料、施工机械及拌和站系统等综合因素，对施工配合比调整进行了调整。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 VC 值平均 6.2S，波动范围（4~8）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，后按照业主、监理单位要求，为了进改善碾压混凝土的和易性、可碾性、及耐久性能，在配合比中掺加武汉天衣化工有限公司生产的 WHDF 增密剂。随后进行了掺加增密剂后的配合比工艺试验，现场试验表明混凝土可碾性虽有所改善，但仍达不到碾压混凝土要求，混凝土配合比仍需进一步试验研究。

    　第二阶段按照业主、监理单位及施工项目经理部要求，改用十五局测试中心配合比重新进行碾压试验。分析用葛局配合比现场试验，混凝土和易性差，碾压后混凝土未泛浆的原因，主要为砂料细度模数偏大，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。在后续进行试验时采取了：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，保证混凝土的可碾性。在 3 月 26 日下午对调整后的配合比进行了现场试验，用适量粉煤灰来代替砂料，增加砂料中的粉粒含量，按照调整后施工配合比进行工艺试验，碾压混凝土拌和物实测 VC 值平均 5.5S，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碾压砼各项施工技术要求，可按此配合比进行大坝混凝土施工。

    　7、工艺试验评价及结论 7.1 配合比调整

    　 通过本次碾压实验，若施工过程中出现砂料过粗，细度模数较大，石粉含量

    　偏低，造成砼可碾性差，可采用超量掺加粉煤灰以提高砼可碾性。当砂料生产进入正常、石粉含量在 18%、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。

    　7.2 VC 值控制

    　VC 值控制是碾压砼控制关键环节。根据试验结果，在正常施工状态下 VC 值控制在（4～6S）碾压效果最好，施工中应随气候的变化 VC 值应进行动态控制 7.3 工艺参数控制 工艺试验验证了配合比及 DW240 型连续式拌和站拌制碾压砼的可靠性。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，在平均 1.3km/h时碾压各项效果最好，行进时整碾错位，平行碾压方向搭接长度以双轮到位为准，搭接长度（1～1.5）m，垂直碾压方向搭接（10~20）㎝。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 35±3 ㎝；变态砼加浆最终采用了φ100 变频振捣器成孔方式,加浆量控制在 2%~4%（体积比），以最终塌落度达到 1-2cm时为淮，加浆（10~15）min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...

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