1、朱昌河大坝碾压混凝土现场碾压试验技术要求 1 总则1.1 工程概况朱昌河水库大坝为碾压混凝土重力坝，设计坝顶高程 1461.4m，河床开挖高程1360.5m，最大坝高为 100.9m；坝轴线长 264.9m；共分 10 个坝段，坝体混凝土总量约 62.5 万 m3(其中 RCC 约为 51.5 万 m3)。根据坝体结构要求，除基础垫层、坝顶部位、溢流面、导墙及闸墩等部位为常态混凝土外，其余均为碾压混凝土。坝体防渗结构的二级配碾压混凝土和变态混凝土，混凝土设计强度等级为 C20；内部混凝土设计强度等级为 C15。为便于承包人进行试验安排，特提出本试验技术要求。承包人应根据本本试验技术要求编制完整
2、详细的现场试验大纲报监理人审批。1.2 本技术要求系根据水工混凝土施工规范DL/T 5144-2001、 水工碾压混凝土施工规范DL/T 5112-2009、 水工混凝土试验规程SL352-2006、 水工碾压混凝土试验规程SL48-94、 水工碾压混凝土试验规程DL/T5433-2009 的有关条款规定，结合现场碾压混凝土试验的具体要求编写而成。因此，在混凝土试验中，除应遵守本技术要求外，凡技术要求未提及或不够详尽之处，仍应遵守上述文件的相关规定执行。1.3 在试验过程中，如需采用新技术、新工艺和新材料时，必须预先向监理人申报原因、对策措施等有关事宜，经监理人批准后方可实施。2 试验目的第一
3、次现场碾压试验在常温季节进行，其目的为：验证室内选定配合比的可碾性和合理性；选择和确定合适的施工参数，包括拌和、运输、摊铺、碾压，变态混凝土的加浆量和加浆方式等；研究不同层面的处理方式和不同间歇时间对层面粘结度的影响；雨天施工标准及措施；实测碾压混凝土各项物理力学指标，评定其强度、抗渗、抗冻、抗剪断强度等特性，验证和确定常温季节碾压混凝土的质量控制标准及措施。第二次现场碾压试验是在第一次现场试验基础上于高温季节进行，试验目的为：针对高气温条件，研究改善碾压混凝土层间结合的措施，包括碾压混凝土配合比的优化；VC 值控制；缓凝高效减水剂的选用，延长混凝土初凝时间的措施；温控措施(如预冻措施、运输线
4、的防晒、仓面喷雾及其它)等，实测碾压混凝土各项物理力学指标，评定其强度、抗渗、抗冻、抗剪断强度等特性，验证和确定高温季节碾压混凝土的质量控制标准及措施。3 试验规模及计划3.1 试验规模第一次现场碾压试验在坝区附近进行，试验块面积约 34m25m(长宽)、至少35 个浇筑层(层厚 30cm)，碾压混凝土工程量约为 1020m3。现场试验时先浇筑 C15找平混凝土，然后再浇筑 C18020W8F50、C 18015W4F50 碾压混凝土，碾压混凝土铺筑分八个条带，根据 BW202AD 轮宽 2.2m，条带之间的搭接 0.2m，为便于碾压，确定每个条带宽 4m，25m 边的边缘 0.5m 宽的 C
5、18020W8F50 和 C18015W8F50 碾压混凝土为变态混凝土，34m 边的边缘端模拟上（下）游面浇筑变态混凝土，本次试验共浇筑碾压混凝土五层，高度约为 150cm，具体规划见下图 1 (试验块面积和工程量可根据现场实际情况适当调整)。第二次现场碾压试验在第一次现场碾压试验区附近进行，试验块面积约34m25m(长宽，1014 个浇筑层(层厚 30cm), 其平面位置规划示意图和图 1 一样,见图 1(试验块面积和工程量可根据现场实际情况适当调整)。图 1 现场碾压试验平面位置规划示意图4m1m 4m 4m4m 4m1m4m4m4m25m34m3.2 计划安排第一次现场碾压试验，需待混
6、凝土生产系统安装完成，且搅拌楼投入运行后开始，为尽可能模拟大坝常温季节施工，计划于 11 月进行。第二次现场碾压试验，要求利用混凝土生产的强制式搅拌楼和计划用于大坝的摊铺及碾压设备，模拟大坝高温季节施工，计划于 7 月进行。在第一次和第二次现场碾压试验完成后，按本文的有关要求分阶段进行钻孔取芯并分别进行各项试验。4 设计与施工要求 4.1 坝体碾压混凝土技术指标坝体碾压混凝土技术指标见表 4.1-1表 4.1-1 碾压混凝土技术指标表序号强度 等级级配设计龄期抗渗标号抗冻标号容重(g/cm3)极限拉伸值水胶比 备 注1 C20 碾压 二 180d W8 F50 2.4 8.210-5 0.5
7、大坝防渗层及上 游变态混凝土2 C15 碾压 三 180d W4 F50 2.4 7.610-5 0.5 大坝主体注：混凝土设计强度等级是指按标准方法制作养护的边长为 150mm 的立方体试件，在 28d 龄期用标准试验方法测得的具有 95%保证率的抗压强度标准值；90d 强度指标是指按标准方法制作养护的边长为 150mm 的立方体试件，在90d 龄期用标准试验方法测得的具有 80%保证率的抗压强度标准值。4.2 混凝土原材料及配合比(1) 水泥：贵州黔桂三合水泥有限责任公司生产的拓达牌 42.5R 普通硅酸盐水泥。其 7d 发热量不大于 293Ka/Kg。(2) 粉煤灰：采用贵州黔桂发电有限
8、责任公司生产的级粉煤灰。(3) 外加剂：采用缓凝高效减水剂和高温缓凝减水剂及引气剂等，需通过室内试验优选外加剂品种及数量。(4）氧化镁：采用辽宁海城生产的轻烧气化镁，在强约束区内碾压混凝土氧化镁掺量不超过胶凝材料的 3.5%。氧化镁应符合水规科（1994）0035 号文要求。(5）水：采用经过沉淀后的朱昌河河水。(6) 砂石骨料：采用中大坪地灰岩料场的人工砂石骨料，骨料生产质量技术要求见表 4.2-1、4.2-2。表 4.2-1 砂石加工系统粗骨料生产质量技术要求项 目 指 标 备 注小石、中石 小于 1含泥量()大石 小于 0.5各粒径级均不应含有粘土团块小石、中石 小于 1含水量()大石
9、小于 0.5坚固性指标() 小于 5软弱颗粒指标() 小于 3超、逊径含量() 超径 小于 5 以原孔筛检验逊径 小于 10针片状颗粒含量()小于 15表 4.2-2 砂石加工系统细骨料(砂)生产质量技术要求项 目 指 标 备 注细度模数 2.42.8常态混凝土用砂 1216石粉含量()碾压混凝土用砂 1620系指小于 0.16mm 的颗粒含水量() 小于 6(4) 碾压混凝土配合比：按承包人完成并经监理人批准的室内试验成果进行现场碾压试验。4.3 混凝土施工方式及措施4.3.1 混凝土生产系统混凝土生产系统设于左岸下游，用于现场碾压试验的混凝土应用强制式搅拌楼生产。4.3.2 碾压混凝土施工
10、方式及要求(1) 要求驾驶室内挂牌标明混凝土的级配、标号。为防止混凝土拌和物在接料过程中骨料过于集中，要求汽车在拌和楼接料时，必须坚持多点下料。 混凝土运输汽车入仓之前，必须冲洗轮胎和汽车底部粘着的泥土、污物，冲洗时汽车需在冲洗点走动 12 次，同时要求脱水道路（碎石填铺道路）长度不得小于 30m。试验块入仓道路宽 5m，采用 50cm 40cm30cm(长宽高)C10 混凝土预制块沿模板线干砌，自稳固定。汽车驶入碾压砼仓面后，应平稳慢行，避免在仓内急刹车，急转弯等有损已施工砼质量的操作。在试验过程中，自卸汽车对每种级配混凝土的负荷程度、行驶速度作详细记录，保证骨料在运输过程不出现分离现象的情
11、况下，选择出最优参数。拟用于大坝碾压混凝土的运输方式，主要采用自卸汽车运输入仓及配合负压溜槽转运相结合的浇筑方式。为尽可能模拟坝体混凝土运输方式并结合现场条件，第一次现场试验采用自卸汽车直接入仓，第二次现场试验采用负压溜槽转运，仓面汽车卸料。(2) 按通仓薄层碾压(碾压层厚 30cm)方式施工，所采用的摊铺、碾压设备，应尽量与计划用于大坝碾压混凝土仓面的施工设备相同。(3) 防渗区变态混凝土应随着碾压混凝土浇筑层的上升逐层施工，变态混凝土铺层厚度应与平仓厚度相同。加浆方式拟采用以下 2 种(需经现场碾压试验确定其中 1 种)。1) 分层平铺或底层平铺法分层平铺法：铺筑层厚为 34cm 左右，分
12、两层摊铺，在底层和中层加浆，即在处理好的层面上水平铺高一层水泥掺合料浆，其体积为变态混凝土中规定浆液掺量的一半，摊铺第一层碾压混凝土后，在层面上铺设另外一半的水泥掺合料浆；底层平铺法：即在碾压并处理好的层面上，一次性将上层所需的变态混凝土浆液摊铺在其上，然后摊铺上层碾压混凝土。要求采用专用加浆设备，均匀加浆，并采用大功率的振捣器将碾压混凝土和浆液的混合物振捣均匀密实。层面连续上升时，要求浇筑上层变态混凝土时振捣器应深入下层变态混凝土内 510cm。振捣器拨出时，混凝土表面不得留有孔洞。2) 抽槽法摊铺碾压混凝土至一个碾压层厚，采用专用抽槽及注浆设备，均匀地在碾压混凝土中抽槽(槽的间距和深度由试
13、验确定)，然后将浆液注入槽中，注入的浆液应分布均匀，计量准确。要求采用大功率的振捣器将碾压混凝土和浆液的混合物振捣均匀密实。振捣器拨出时，混凝土表面不得留有孔洞。(4) 施工缝、冻缝及上游防渗区层面处理1) 对连续上升的部位，当层面超过层间允许间歇时间时，要求进行在层面上铺砂浆、水泥掺合料或小级配混凝土，再铺筑上一层碾压混凝土的对比试验，确定不同施工季节的层间允许间歇时间、适宜的层面处理方式和层面处理材料及配合比。2) 对施工缝及冻缝(当层面间歇时间超过加铺垫层的时间)，层面应采用高压水冲毛等方法清除表面的浮浆及松动骨料，处理合格后，均匀铺一层 1.52cm 厚的砂浆或铺 3cm 厚的小级配常
14、态混凝土，其强度应比碾压混凝土等级高一级，在其上摊铺碾压混凝土后，须在砂浆或小级配常态混凝土初凝前碾压完毕。通过对比试验，选择施工缝和冻缝的处理方式(含高压水冲毛时间及压力)和层面处理材料及配合比。3) 对上游防渗区内(二级配范围内)每个碾压层面，要求进行铺砂浆或水泥掺合料的对比试验，通过试验，层面处理材料及配合比。5 试验内容及要求5.1 第一次现场碾压试验5.1.1 检验室内试验推荐的各分区碾压混凝土配合比在常温季节的可碾性和合理性，并按本节 5.1.2 和 5.1.4 条要求分别进行施工工艺性试验及各项物理力学性能试验。通过本次试验，确定在常温季节各分区混凝土施工配合比。5.1.2 施工
15、工艺及工法试验(1) 混凝土拌和、运输、铺料及碾压：1) 拌和：通过试验，确定碾压混凝土拌和时的投料顺序、拌和时间；2) 运输：因试验块混凝土浇筑时采用自卸汽车运输，需对自卸汽车分次卸料方式及防骨料分离措施进行试验研究，自卸汽车在入仓前的轮胎冲洗、脱水也包括在试验范围内；3) 铺料及平仓：采用推土面或平仓机铺料，进行铺料厚度，条带宽度，平层铺料，钭层铺料的坡度及坡脚防骨料分离处理措施试验；4) 碾压：根据工程实际采用的振动碾，按碾压层厚 30cm 进行不同碾压参数(包括振动碾的行走速度、碾压遍数、振频及振幅等)与压实容重及压实密度的关系等的试验。(2) 碾压混凝土连续升层的层间允许间歇时间试验
16、针对分区层面初凝时间的试验成果，在初凝时间内分别选取 23 种层间允许间歇时间进行碾压试验，并根据本节 5.1.4 条要求，对层面结合情况进行相关的物理力学性能试验(包括层面抗剪试验等)。通过试验，确定常温季节碾压混凝土连续升层的层间间歇允许时间。(3) 对水平施工缝或冻缝及层间间隔时间超过允许间歇时间的层面，需按拟定的不同处理措施进行以下试验：1) 对水平施工缝：冲毛或刷毛的工艺、时间及冲水压力等试验；分别采用铺砂浆、小级配混凝土及水泥掺合料浆的措施，进行对比试验，选定层面处理材料、确定层面处理工艺(包括对选定机具的检验)；对选定的一种工况进行上述工艺性试验。2) 对层间浇筑时间超过允许间歇
17、时间(未达到冲毛时间)的层面，按水平施工中的第项内容进行工艺性试验。3) 上游防渗区内每个碾压层面，进行铺砂浆及水泥掺合料浆措施的对比试验，选定层面处理材料、确定层面处理施工工艺。(4) 变态混凝土加浆配合比及施工工艺1) 检验室内推荐变态混凝土掺水泥掺合料浆的配合比和掺量的合理性、可振性等；2) 对制浆及运输工艺进行试验；3)根据大坝变态混凝土拟采取的两种(平铺法、抽槽法)工艺进行试验(包括所采用的加浆机具等)。(5) 成缝：根据设计要求，对横缝成缝方式，按切缝与填(嵌)缝材料及相应的施工方法进行试验。(6) 施工过程中不同降雨强度对施工质量影响的试验：以降雨强度分别为0.15mm/6min
18、、0.30mm/6min、0.60mm/6min 的降雨强度的进行洒水模拟，并进行铺料及碾压工艺试验，观测其影响程度及采取须处理措施的效果。5.1.3 混凝土表面保护坝区 11 月次年 3 月的平均气温为 11.812.7，且气温骤降频繁，碾压混凝土早期强度低，应进行防寒及保温措施试验，以选择保温效果好，施工简易、经济的方案。5.1.4 施工质量控制检验(1) 原材料品质检验；(2) 搅拌机机口取样试件的试验搅拌机机口取样试件的试验内容及要求见表 5.1-1表 5.1-1 试验内容及要求表龄 期需要的试验特性新搅混凝土 28 90 180工 作 度 温 度 含 气 量 容 重 泌 水 初凝(时
19、、分)混凝土凝固时间 终凝(时、分)抗压强度 抗拉强度 极限拉伸 弹性模量 抗 渗 抗 冻 (3) 仓面环境(气温、风速、湿度)的测试；(4) 仓面碾压混凝土指标测试，主要包括工作度(VC 值)、入仓温度、浇筑温度、初凝时间、压实容重的测定等；(5) 针对混凝土表面保护措施，测试表面保温材料的等效放热系数；(6) 现场声测及回弹测试：对各分区测试在 28d、90d 龄期的声速值及回弹值；(7) 钻孔取芯试验：对各分区测试芯样在 90d、180d 龄期的抗压强度、抗拉强度、弹性模量、极限拉伸；90d、180d 龄期的抗冻、抗渗以及 90d 和 180d 龄期的层间接触面抗剪断强度、抗拉强度；(8) 钻孔压水试验：对各分区在 90d、180d 龄期，测试本体和层面的渗水特性；(9)对碾压混凝土进行膨胀爆破，以直观了解碾压混凝土层间、层面的结合情
