1、三峡三期RCC围堰施工工艺参数研究 张振宇孙昌忠( 葛洲坝股份有限公司试验中心; 葛洲坝集团三峡指挥部) 摘要: 三峡工程三期碾压混凝土围堰工程拌和工艺、 碾压工艺、 结合面处理工艺、 薄层铺筑工艺以及加浆改性混凝土施工工艺参数的选择程序及试验研究都有其独到之处, 提出了合理的施工参数, 并应用于实际施工。关键词: 三峡; 三期碾压混凝土围堰; 施工工艺; 试验研究1 概述三期碾压混凝土围堰为I级临时建筑物, 围堰平行于大坝布置, 围堰轴线位于大坝轴线上游114m, 全长约580m。三期碾压混凝土围堰为重力式坝型, 围堰顶高程140m, 顶宽8m, 最大底宽107m, 最大堰高115m。整个围2、堰混凝土浇筑工期紧、 强度高、 工序复杂、 质量要求高, 围堰没有采取传统”金包银”形式, 只在上游50cm设计为与混凝土同标号的改性混凝土。因此必须对围堰主要的施工工艺参数进行试验研究。2 拌和工艺参数试验研究混凝土拌和工艺包括骨料下料顺序和拌和时间两方面内容。合理的拌和工艺既能加快混凝土生产速度, 又能使拌制的混凝土均匀性好。不同的拌和机种类其拌和工艺方面有很大的区别, 一般而言, 采用强制式拌和机来拌制混凝土, 其拌和时间远低于采用自落式的拌和机, 一般为6090s, 而自落式拌和机的拌和时间一般为150180s, 另外不同骨料下料顺序对拌和物均匀性的影响也低于自落式的拌和机。三峡三期碾3、压混凝土围堰工程两台主要供应碾压混凝土的拌和系统均采用自落式拌和机, 浇筑采取薄层、 连续上升的方式, 混凝土生产强度高, 因此选择合理的拌和工艺至关重要。2.1 骨料下料顺序骨料下料顺序的总的思路为: 先骨料与胶凝材料拌和均匀, 然后下水剂, 为防止材料特别是胶凝材料遇水结团堵塞下料管道, 安排一种骨料最后下料, 利用其自重将粘附在下料管道中的材料带入搅拌罐中。结合三峡一、 二期工程拌和工艺实施经验, 试验中我们采用两种投料顺序: (1)中、 小石水泥+粉煤灰外加剂+水+砂大石(2)大、 中、 小石水泥+粉煤灰外加剂+水、 砂 2.2 拌和时间实践表明, 混凝土拌和均匀所需时间受混凝土配合比4、 搅拌设备类型、 投料顺序及拌和楼的影响。根据经验, 碾压混凝土的拌和时间一般为150180s。为寻求更短拌和时间的可能性, 加快混凝土拌和速度, 对拌和时间为120s的混凝土拌和物均匀性也进行了试验。试验中拌和时间采用120s、 150s和180s, 对罐前、 罐后拌和物的VC值、 含气量、 砂浆含量和抗压强度进行检测, 试验结果见表1。表1碾压混凝土投料顺序试验成果表投料顺序拌和时间( s) 取样部位试验编号VC( s) 含气量( %) 砂浆含量( %) 抗压强度( MPa) 7d偏差率(%)28d 偏差率(%)第一顺序120罐前罐后T120-1 9.7T120-2 9.40.92.625、9.233.09.110.311.715.016.59.1150罐前罐后T150-1 6.8T150-2 6.52.83.238.936.811.69.815.519.616.814.3180罐前罐后T180-1 8.9T180-2 8.52.42.833.838.69.410.913.816.517.66.2第二顺序150罐前罐后L150-1 6.9L150-2 6.63.72.835.036.710.811.12.720.021.36.1180罐前罐后L180-1 8.2L180-2 8.01.51.937.441.69.79.61.016.317.14.7从表1试验结果分析, 生产碾压混6、凝土采用第二种拌和程序为宜( 大、 中、 小石水泥+粉煤灰外加剂+水、 砂) , 拌和时间为150s。2碾压工艺参数试验碾压工艺参数主要指根据碾压机具的性能和碾压混凝土拌和物特性而选择的合理的碾压遍数。VC是碾压混凝土拌和物的一个重要特征值, 在一定上反映了混凝土的可碾压密实性。混凝土碾压遍数主要受VC值和碾压机具的影响, 根据工程经验一般采用无振2遍+有振68遍。在三峡三期碾压混凝土浇筑中, 进行了不同VC值、 不同碾压遍数与碾压混凝土压实容重关系试验。不同VC值、 不同碾压遍数与容重的关系曲线见图1。综合分析图1曲线, 考虑现场VC值控制在510s较为合适, 碾压遍数能够先按无振2遍+有振7、68遍进行碾压, 根据碾压后表面泛浆情况及容重检测情况决定是否再增加碾压遍数。3 结合面处理工艺研究图1不同VC值、 碾压遍数与容重关系曲线碾压混凝土材料经振动碾压后, 表面光滑、 干硬, 在其上连续填筑混凝土时, 层间的结合质量一直是人们关注的焦点。施工实践表明, 碾压混凝土层间结合质量, 不可能如常态混凝土那样, 在振动作用下, 上层混凝土的骨料陷于下层, 下层的砂浆渗于上层, 从而在层间形成犬牙交错的状态。大量不同条件下填筑的碾压混凝土层间抗剪强度试验表明, f值一般是比较稳定的, 但c值随施工条件的不同而变化较大。三峡三期RCC围堰工程规定当层间间歇时间达到612 h为I型冷缝, 超过8、12 h为II型冷缝。对于I型和II型冷缝, 施工中一般采用铺砂浆和洒水泥净浆的办法进行处理。在三峡三期碾压混凝土施工中, 分别进行了I型冷缝及II型冷缝层面处理试验。冷缝处理方式分为: 冲毛铺砂浆, 冲毛不铺砂浆, 未冲毛铺砂浆, 未冲毛不铺砂浆四种。检测结合面情况的方式为钻孔检查和压水检查。试验结果见表2。表2不同冷缝处理方式检测成果表芯样层面获得率( %) 压水试验透水率( Lu) 冲毛铺砂浆/66.7/0.14不铺砂浆/33.3/14.78不冲毛铺砂浆10033.32.450.128不铺砂浆33.333.32.911.96从表2统计成果能够看出, 四种处理方式对于I、 II型冷缝的处理9、效果是不同的。对于I型冷缝, 从芯样获得率的情况看, 未冲毛铺砂浆最好, 而未冲毛不铺砂浆效果最差; 从压水试验透水率的角度分析, 未冲毛铺砂浆效果好。对于II型冷缝, 从芯样获得率的情况看, 冲毛铺砂浆芯样获得率最好; 从压水试验透水率情况的角度分析, 冲毛铺砂浆与未冲毛铺砂浆的效果最好。因此I型冷缝合适的处理方式为铺砂浆方案, II型冷缝合适的处理方式为冲毛铺砂浆方案。5 薄层铺筑试验研究为加快雨季施工速度, 进行了薄层碾压试验, 以了解骨料的压碎情况及碾压成形的混凝土强度。试验结果见表3。表3仓面VC值及不同碾压遍数与容重、 骨料级配检测结果表级配及铺筑厚度仓面VC值( s) 碾压遍数(10、 遍) 容重( kg/m3) 骨料级配碾压前碾压后8.515.22+423042339263935三级配25cm厚14.520.42+4+22353237428363612.619.12+6+2236224103239292636385.07.02+423482346404812三级配20cm厚7.27.52+4+223822371464597.88.02+6+2238623963236326.47.02+4235523105248三级配20cm厚5.35.52+4+223582364534749515.25.22+6+2238023165248从表3结果看, 三级配混凝土随着碾压遍数增加, 11、容重不断增加, 在碾压遍数为无振2遍+有振8遍时容重最大; 而二级配混凝土在碾压遍数为无振2遍+有振6遍时容重最大。从骨料筛分试验结果看, 三级配混凝土在碾压层厚控制在25cm时, 骨料破碎不明显, 碾压层厚控制在20cm时, 大石有一定的破碎, 但对混凝土容重没有影响; 二级配混凝土在碾压层厚控制在20cm时, 骨料基本没有破碎。因此在实际施工中, 为加快雨季施工进度, 三级配混凝土能够采用25cm进行薄层碾压, 二级配混凝土碾压层厚能够采用20cm。6 加浆改性混凝土施工工艺研究改性混凝土施工工艺主要涉及两个方面: 一是注浆方式, 二是注浆量。注浆方式当前较常采用的有三种: 插孔注浆, 表12、面洒浆以及挖槽注浆。注浆量主要经过注浆后混凝土性能来决定, 必须经过现场试验确定。三峡三期碾压混凝土围堰采用全断面碾压混凝土设计, 其防渗主要依靠上游50 cm的改性混凝土, 因此改性混凝土的施工质量好坏直接影响到整个围堰的防渗效果。为测试改性混凝土的水泥粉煤灰浆掺入量和掺浆后的混凝土性能, 进行了加浆改性混凝土加浆方式和掺入量试验。注浆后混凝土性能试验结果见表4。表4注浆后混凝土性能检测成果表注浆量 ( 1/m3) 注浆方式注浆后混凝土性能检测坍落度( mm) 抗压强度( MPa ) 1d2d3d28d45挖槽261.44.14.913.145表面洒浆161.33.75.312.145插孔111.34.55.113.230挖槽201.54.35.013.0从表4结果及现场注浆情况看, 挖槽注浆效果要好一些, 结合芯样情况及现场注浆情况看, 采用挖槽注浆时每m3混凝土45l加浆量富余较多, 以30l/m3左右较为合适。7 结语碾压混凝土以其连续快速的施工特点正越来越多的得到应用, 虽然在有些施工工艺方面比常态混凝土复杂, 但只要对各施工工艺进行认真细致的研究, 是能够保证碾压混凝土工程的施工质量的。收稿日期: -05-05作者简介: 张振宇, 葛洲坝股份有限公司试验中心, 高级工程师。