碾压混凝土坝施工质量控制

1、碾压混凝土坝施工质量控制摘 要 本文着重从技术上阐述碾压混凝土坝施工质量控制，通过把握施工过程中的几个重要环节，从而实现施工质量的有效控制。关键词 配合比 原材料 拌和系统 施工过程 质量控制1概述我国碾压混凝土筑坝技术从1980年起步，历经发展过程主要以龚咀、沙溪口、水口（101m）、宝珠寺 （132m）、江垭（131m）、棉花滩（113m）、索风营（115.8m）、光照大坝（195.5m）、龙滩大坝（将突破200m 级）等碾压混凝土重力坝为代表，以贵州普定（75m）、河北温泉堡（48m）、福建溪柄（63.4m）、四川沙牌 （132m）、甘肃龙首（80m）、新疆石门子（109m）等、湖北招彳

2、来河（107m）、陕西蔺河口（100m）等碾压混 凝土拱坝为代表，而且世界上已建和在建的碾压混凝土拱坝绝大部分集中在中国，充分体现了我国在这一 领域的发展速度、研究和应用水平。通过重力坝和拱坝两种坝型的实践，发展至今，工程规模越来越大， 筑坝高度越来越高，在设计、施工、科研、材料、监理等方面积累了一定的经验，将我国碾压混凝土筑坝 技术推进到了世界领先水平。随着碾压混凝土筑坝技术的应用和普及，对其施工工艺水平、施工机械及施工质量控制体系也提出了 相应的要求。经过多年的探索和实践，逐步形成了比较成熟的体系。本文着重介绍碾压混凝土坝施工质量 控制体系，与同行商榷。2混凝土配合比质量控制碾压混凝土配合

3、比设计主要包括：内部混凝土（三级配）外部混凝土（二级配）；改性（变态） 混凝土的设计。针对碾压混凝土干硬性、低发热量和碾压施工的特点，主要考虑水泥、粉煤灰选取和用量 以及水、砂石骨料及外加剂掺用比例，达到碾压混凝土配合比设计的基本要求：胶凝材料浆体包裹细骨料 颗粒并尽可能地填满细骨料间的空隙；砂浆包裹粗骨料颗粒并尽可能地填满粗骨料间的空隙，形成均匀密 实的混凝土。2.1配合比设计中的几个指标水胶比：碾压混凝土水胶比一般控制在0.450.55。粉煤灰掺量：粉煤灰掺量（占胶凝材料的比例）一般控制在45%60%。用水量：单位体积用水量一般控制在75Kg/m395Kg/m3。加浆量：改性混凝土加浆量（

4、浆液质量占碾压混凝土质量的百分比）一般在5%8%。砂率：砂率一般控制在30%36%。骨料：骨料最大粒径一般取为80mm，国内多数碾压混凝土坝大、中、小三级骨料所占的比例为3:4:3 或 4:3:3。外加剂：为了减小水胶比、延缓初凝时间以及满足抗冻和抗渗要求，须在碾压混凝土中掺加减水剂、 缓凝剂及引气剂等外加剂，为了补偿碾压混凝土后期收缩，一些工程还掺入适量膨胀剂（MgO）。夕卜加剂的 掺量根据设计指标及施工要求适量掺入，MgO的掺量应控制在胶凝材料的6%以内。3原材料质量控制3.1检测项目和频率水泥：水泥的现场检测项目和检测频率按表3.1-1进行。表3.1-1水泥的检测项目和频率名称检测项目取

5、样地点检测频率检测目的快谏检定标号拌合厂水泥库必要时进行验证水泥活性水泥细度、安定性、标准稠度需水量、 凝结时间、标号水泥库每 200t400t 一次检定出厂水泥质量注：每批不足200t，也应检测一次。粉煤灰：粉煤灰的现场检测项目和检测频率按表3.1-2进行。表3.1-2粉煤灰的检测项目和频率名称检测项目取样地点检测频率检测目的粉煤密度、细度、需水量比、烧失量仓库每200t400t 一次评定质量稳定性灰强度比必要时进行检定活性注：每批不足200t，也应检测一次。骨料：骨料的现场检测项目和检测频率按表3.1-3进行。表3.1-3骨料的检测项目和频率名称检测项目取样地点检测频率检测目的细骨料细度模

6、数拌和厂、筛分厂每天一次筛分厂控制生产、调整配 合比级配筛分厂必要时进行含水率拌合厂每2h 一次或必要时调整混凝土用水量含泥量、容重拌和厂、筛分厂必要时进行粗 骨 料大石、中 石、小石超、逊径拌和厂、筛分厂每班一次筛分厂控制生产、调整配 合比小石含水率拌和厂每班一次或必要时调整混凝土用水量小石黏土、淤泥、细屑含量拌和厂、筛分厂必要时进行外加剂：外加剂的现场检测项目为溶液浓度，检测地点为拌和厂，检测频率为每班一次，主要目的 是调整外加剂掺量。3.2质量标准水泥：水泥的技术标准见表3.2-1。粉煤灰：粉煤灰的技术标准见表3.2-2。外加剂：外加剂的技术标准见表3.2-3,表中仅列出了缓凝高效减水剂

7、和引气剂的技术标准，其它外 加剂的技术标准(如膨胀剂)请参照有关规范执行。骨料：骨料的技术标准见表3.2-4和表3.2-5。表3.2-1水泥技术标准检测项目细度凝结时间h:min安定 性烧失 量MgO 含量SO3含 量抗折强度MPa抗压强度MPa初凝终凝3d28d3d28dP.O32.5W10N0:45W 10:00合格W5.0W5.0W3.5N2.5N5.5N11.0N32.5P.O42.5W10N0:45W 10:00合格W5.0W5.0W3.5N3.5N6.5N16.0N42.5注：引用标准为GB175-1999表3.2-2粉煤灰技术标准标准 等级细度()烧失量()需水量比()SO3含量

8、(%)含水率()强度比()I级灰W12W5W95W3W1N120II级灰W20W8W105W3W1-m级灰W45W15W115W3W1-注：引用标准为 DL/T5055-1996 及 GB1596-79表3.2-3外加剂技术标准标准 外加剂减水率(%)泌水率(%)含气量(%)抗压强度比(%)凝结时间(min)3d7d28d初凝终凝缓凝高效减水剂N15W1003.0N125N125N120+120+240+120+240引气剂N6W704.55.5N90N90N85-90+120-90+120注：引用标准为DL/T5100-1999表3.2-4细骨料技术标准序号项目标准序号项目标准1天然砂含泥量

9、(d0.08mm)(%)57坚固性(%)102人工砂中的石粉含量(dW0.16mm)%10228硫化物及硫酸盐含量.按重量计(折算成SO )%2.54细度模数(人工砂)2.22.910轻物质含量(%)1.05细度模数(天然砂)2.03.011云母含量(%)26 I含水率（%）W6 I 12 I有机质含量I浅于标准色注：引用标准为 DL/T5112-2000 和 SDJ207-82表3.2-5粗骨料技术标准序号项目标准序号项目标准1超、逊径（原孔筛）%超径5 :逊径107硫酸盐及硫化物含量按重量折算成SOV%）0.52超、逊径（超、逊径筛）%超径:0；逊径283有机质含量浅于标准色3含泥量（D

10、.、D ） %2.5542040含泥量(DD ) %0.510吸水率（%）2.5580150粘土团块不允许11针片状颗粒含量（%）156坚固性（）5-注：引用标准为 DL/T5112-2000 和 SDJ207-82水：凡适于饮用的水，均可用以拌制和养护各种混凝土。水中物质含量应符合SDJ207-82的要求。4现场碾压试验在碾压混凝土开始施工前，通常要进行现场碾压试验以验证设计配合比的工作度、碾压机具的工作性 能；确定现场碾压参数及拌和系统的投料顺序和拌和时间等。必要时，对设计配合比进行调整。4.1投料顺序自落式和强制式拌和机均可用于拌和碾压混凝土，用自落式拌和机拌和碾压混凝土时应注意：碾压混

11、 凝土的投料顺序不同于常态混凝土，没有一个固定的顺序，碾压混凝土的投料顺序需通过现场试验确定。4.2拌和时间拌和时间主要取决于拌和机械，一般碾压混凝土的拌和时间长于常态混凝土，具体的拌和时间要通过 现场试验确定。使用自落式拌和机拌和碾压混凝土时，拌和时间一般为150180s ；使用强制式拌和机时， 拌和时间一般为30s60s。4.3工作度碾压混凝土的工作度即可碾性，主要取决于Vc值和骨料分离情况。一般Vc值在510s，碾压料比较均 匀（骨料集中现象不明显）时，碾压混凝土容易压实，且泛浆效果较好，即工作度较好；反之，工作度较 差，这时需调整设计配合比使之达到较好的工作度。4.4碾压遍数在较好的工

12、作度下，碾压遍数主要决定于碾压机具的振幅、振动频率和行走速度。目前，大多数工程 均选用BW-202D （大碾）和BW-75S （小碾）系列碾压机具，碾压遍数由现场试验确定。根据工程经验， 碾压遍数一般为2+8+2 （大碾）和2+28+2 （小碾）。5拌和系统质量控制5.1称量衡器拌和生产过程的质量控制首先要求衡量的准确。由于碾压混凝土对水的敏感，水的衡量应当比常态混 凝土要求更严。对衡器和各种材料检查次数及允许偏差见表5.1-1。表5.1-1配料称量偏差检验标准材料名称水水泥、粉煤灰粗、细骨料外加剂称量偏差1%1%2%1%检验次数1次/月5.2 拌和时间足够的拌和时间是混凝土质量的基本保证。每

13、班应抽检拌和时间不得少于4次。5.3拌和物均匀性必要时应对拌和均匀性进行检查。在拌和机卸料的首尾两部分各取一个试样，每个试样不少于30Kg， 拌和物均匀性检测结果应符合：用洗分析法测定粗骨料含量时，两个样品的差值应小于10% :用砂浆 容重分析法测定砂浆容重时，两个样品的差值应不大于30Kg/m3。5.4机口参数检测机口取样碾压混凝土检测项目和频率见表5.4-1。表5.4-1碾压混凝土的检测项目和标准（出机口）检测项目检测频率检测目的控制标准VC值每2h 一次检查可碾性，控制工作度变化允许偏差为3s含气量每班（12）次调整外加剂掺量允许偏差为1%温度每2h4h 一次温控要求不大于设计要求值抗压

14、强度每（300500） m3 一次。不足300m3,至少每班取样一次检验碾压混凝土质量及施工质量满足设计要求注：气候条件变化较大（大风、雨天、高温）时应适当增加VC值检测次数5.5需要严格控制的指标单位体积用水量或VC值对振动压实质量有极为显著的影响，因此，要严格控制单位体积用水量或值。6施工过程质量控制6.1混凝土入仓混凝土入仓方式一般分为汽车和真空溜槽、塔吊及缆机入仓。汽车入仓时：汽车轮胎必须冲洗干净并脱水后方能入仓；当入仓道路污染严重时要及时冲洗或更 换脱水层；在仓面施工过程中，入仓口随仓面的升高需垫高几次（一个升程），要注意控制这一过程时间， 使之在混凝土初凝前完成；入仓口附近的碾压混

15、凝土常被汽车入仓扰动，难以碾压密实，因此，此处应 采用改性混凝土施工方法注浆振捣密实；控制汽车在仓内的运行速度（一般控制在10km/h左右）并禁止 在仓内急转弯和急刹车，以免扰动已碾压密实的混凝土。真空溜槽、塔吊及缆机入仓时：真空溜槽、塔吊及缆机的出口至受料点的垂直距离一般不超过1.5m；经常检查溜槽的密封皮带，如有破损，立即更换；根据溜槽出口骨料的离析情况调整VC值以减轻骨 料分离（一般VC值小，粘聚力增大，可减轻骨料分离）；每仓施工完毕，及时冲洗溜槽，以免残留物堵 塞溜槽。6.2仓面施工的质量控制仓面质量控制的主要内容有：卸料、平仓、碾压各项作业的控制；碾压时拌和物干湿程度（VC值） 的控

16、制；碾压密实度的控制。6.2.1卸料、平仓、碾压作业控制减轻骨料分离卸料和平仓过程中要特别注意骨料分离现象，可采取如下措施加以减轻或消除：选用尾部上翘的自 卸卡车运输和卸料；推土机平仓方向与卸料方向垂直；推土机从料堆一侧开始平仓，分3-4次将料堆 平完；仓面配备适量小工，及时分散集中骨料。铺料厚度控制铺料厚度及平整度，直接影响到碾压的密实度和层间结合。因此，实际铺料厚度应严格控制： 摊铺厚度按现场试验值（一般为33cm）执行，偏差控制在土 3cm以内；摊铺面要平整，高低差控制 在3 cm以内。减少碾压层面的扰动破坏和污染在平仓过程中，尽量避免推土机在刚碾压完毕的层面上原地转动；仓内各种机械应防

17、止漏油，发 现油污予以彻底清除，漏油不止的机械立即更换；层面冲洗和刷毛要适时进行（一般在终凝后）若时间 太早容易造成层面破坏，不利于层间很好地结合。6.2.2干湿度（VC值）和密实度控制干湿度（VC值）：严禁VC超标的碾压料入仓；因在仓内搁置时间较长而发干发白（失水）的碾 压料应采用喷雾方式补水，改善其VC值；对入仓的碾压料及时摊铺碾压。密实度：具有较好VC值的碾压料有利于碾压密实；按照现场试验确定的碾压遍数进行碾压；控制好振动碾的行走速度（11.5km/h）；及时检测密实度，对未达到标准的进行补碾，补碾后仍未达 到标准的应挖除仓外，补料重新碾压直至达到标准。6.2.3铺筑现场检测碾压混凝土铺

18、筑时，应按表6.2-1的规定进行检测，并作好记录。表6.2-1碾压混凝土铺筑现场检测项目和标准检测项目检测频率控制标准VC值每2h 一次现场VC值允许偏差5s压实容重100m2200m2至少应有一个测点， 每一铺筑层应有3个以上测点。相对密实度不得小于97%（内部混凝土）和98%（外部 混凝土）抗压强度相当于机口取样数量的5%10%骨料分离情况全过程控制不允许出现骨料集中现象两个碾压层间隔时间全过程控制由试验确定不同气候条件下的层间允许间隔时间，并 按其判定混凝土加水拌和至碾 压完毕时间全过程控制小于2h入仓温度24h不高于设计标准6.2.4特殊季节的施工雨季施工由于含水量对碾压混凝土的施工性

19、质及硬化后的性能产生很大影响，所以降雨对碾压混凝土施工的影 响比对常态混凝土大得多。为此，施工中应采取措施：适当调高碾压混凝土 VC值；以最快的速度摊 铺碾压已入仓的碾压料；对未碾压的料堆和已碾压完毕的层面用防水布遮盖；及时排除仓面积水； 当降雨量超过3mm/h时，停止碾压混凝土施工。高气温施工在次高温或高气温条件下（日平均气温高于25 r时）碾压混凝土施工碰到的问题，首先是混凝土的初 凝时间缩短，VC值随碾压混凝土搁置时间的延长而迅速增大（失水），致使碾压混凝土难以碾压密实。其 次是坝体温度增高、体积变形增大，导致坝体出现裂缝的可能性增大。因此，要采取一些措施方能施工： 采用高效缓凝剂，延长

20、初凝时间；增加拌和用水量，降低VC值；尽量堆高骨料料堆（6m以上）， 在料仓及皮带运输机上加遮阳蓬和喷雾；预冷骨料；在碾压混凝土运输车上加遮阳蓬；尽快摊铺碾 压已入仓的碾压料，缩短层间间隔时间；仓面喷雾和埋设冷却水管（聚氯乙烯管）混凝土终凝后向冷却 水管通水，连续通水时间一个月左右；碾压施工完毕后及时洒水养护；当气温太高，施工难以进行时， 可停止施工。低气温施工低气温条件下（日平均气温低于3C，或最低气温低于-3r时）进行碾压混凝土施工，最重要的是不能 让混凝土冻结。可采取在拌和物中添加抗冻剂、预热骨料、热水拌和、仓面保温等措施进行施工。当气温 有可能导致混凝土冻结时，应停止施工并作好坝体的越冬保护。6.2.5碾压混凝土质量评定碾压混凝土生产质量评定碾压混凝土试件应在搅拌机机口取样成型，其生产质量控制应以15cm标准立方体试件、标准养护28d 的抗压强度为准，其控制标准见表6.2-2。抗压强度的均方差和变异系数应由一批（至少30组）连续机口 取样的试验值求得。耐久性质量评定混凝土抗冻、抗渗检验的合格率不应低于80%。碾压混凝土质量评定应以设计龄期的