周 燦,劉修躍
(湖北騰升工程管理有限責任公司,430070,武漢)
湖北省房縣三里坪電站擋水建筑物為碾壓混凝土對數(shù)螺旋形雙曲拱壩,采用的是外包防滲層內(nèi)部碾壓的結(jié)構(gòu)形式,最大壩高133 m(不含8 m深的填塘碾壓混凝土),壩頂軸線長度280.73 m,壩頂寬度5.5 m,拱壩中心線處壩底寬度22.7 m,厚高比0.17。大壩在EL 360.0 m設(shè)兩個中孔,孔口尺寸5 m×8 m,在壩頂設(shè)三個溢流表孔,孔口尺寸12 m×8 m。
建設(shè)監(jiān)理部門在大壩主體工程開工前,根據(jù)工程特點和技術(shù)要求編制監(jiān)理實施細則。在細則的指導下,從原材料的質(zhì)量控制入手,到開倉前的測量放樣和備倉,直至混凝土拌和、運輸、入倉、平倉、碾壓、養(yǎng)護、溫控等各個環(huán)節(jié),均要按照工序的特點分別有針對性地采取旁站、巡視、見證、跟蹤檢測等不同形式的質(zhì)量控制。
三里坪電站的原材料均為施工單位自行采購或生產(chǎn),自行采購的原材料包括水泥和粉煤灰等膠凝材料、高效緩凝減水劑和引氣劑等外加劑、紫銅片和橡膠帶等止水材料以及鋼材;在施工現(xiàn)場生產(chǎn)的原材料主要有砂石骨料。
凡是進入工地的材料,均要有質(zhì)量檢驗報告和出廠合格證,在查驗合格證明材料之后,再由工地試驗室按相關(guān)規(guī)范規(guī)定的檢測頻數(shù)進行取樣,監(jiān)理進行平行檢測和見證取樣,自行生產(chǎn)的砂石骨料同樣按照檢測項目和頻次進行檢測,合格之后才能允許使用。
鑒于對數(shù)螺旋形大壩具有變曲率的特點,測量監(jiān)理工程師按照設(shè)計圖紙?zhí)峁┑膮?shù)方程,編制C語言放樣程序指導放樣、竣工驗收的測量,監(jiān)理對測量的質(zhì)量控制主要采取聯(lián)合測量和抽查的方式進行。
本工程采用的拌和機為DW 240型雙臥軸連續(xù)式強制攪拌機,由于工藝上的原因,拌和時間小于規(guī)范規(guī)定的時間,為此,除了常規(guī)檢查稱量系統(tǒng)、稱量誤差、含氣量、外加劑濃度及出機口VC值外,關(guān)鍵還要對拌和物的均勻性進行檢查,主要采用目測或手捏判斷生熟程度。目測時以拌和物顏色均勻、砂石表面附漿均勻、無水泥粉煤灰團塊為合格;剛出機的拌和物用手輕握時能成團,松開后手心無過多灰漿黏附,石子表面有灰漿光亮感為合格。
在此要特別強調(diào)的是,外加劑和引氣劑的添加不同于膠凝材料和砂石骨料的直接稱重添加方式,而是溶于水后稱量溶液重量。為此,要制定溶液濃度曲線表便于檢查,同時,在配合比中要注意扣除相應(yīng)的水重量,以免造成水灰比偏差。
汽車和負壓溜槽是本工程采取的主要運輸方式,EL 330 m以下采用汽車入倉。汽車入倉應(yīng)注意的問題主要包括:一是入倉道路要設(shè)置濾水性好的沖洗段,入倉前將車輛沖洗干凈,杜絕將泥土及污水帶入倉內(nèi);二是倉面行駛的車輛避免急剎車、急轉(zhuǎn)彎等有損混凝土層面質(zhì)量的操作,特別是采用后退法卸料時應(yīng)尤為注意。
倉面質(zhì)量控制主要包括VC值、卸料與平倉、碾壓、層間接合、變態(tài)混凝土以及誘導縫安裝和止水等施工,本文對碾壓混凝土部分的施工控制進行闡述。
(1)倉面VC值的控制
碾壓混凝土是否具有可碾性,除了用VC值測定儀檢測VC值外,還可根據(jù)碾壓形態(tài)進行判斷。當碾壓3~4遍后,表面平整有光澤,呈現(xiàn)一定彈性,且明顯有灰漿泛出,則說明可碾性好。
VC值并不是一成不變的,需要根據(jù)施工工藝條件、氣溫條件隨時調(diào)整,調(diào)整時應(yīng)本著水膠比不變的原則增減用水量。
(2)卸料和平倉的質(zhì)量控制
監(jiān)理在審批方案時應(yīng)分析施工單位的上料強度計算,擇優(yōu)選擇鋪筑方法,因為鋪料方法是決定層間結(jié)合的一個重要因素。當倉面面積較大而入倉強度無法滿足層間間隔時間要求時,應(yīng)選擇斜層法。反之,入倉強度高、資源投入足時應(yīng)選擇平層同倉法。
無論是汽車還是負壓溜槽入倉,均要嚴格將卸料的自由落差控制在1.5m范圍內(nèi),避免骨料分離,同樣在平倉過程中,若出現(xiàn)骨料集中,要均勻分散至未碾壓的混凝土表面,嚴禁覆蓋。
平倉時除了控制鋪料厚度外,還應(yīng)控制與壩軸線平行方向的平倉,避免形成滲漏通道。
(3)碾壓工藝的質(zhì)量控制
碾壓工藝主要控制壓實遍數(shù)、行駛速度、碾壓方向和條帶搭接等。
該工程使用的是2臺12 t振動碾,能夠適應(yīng)較小倉面的操作且具有合適的壓實效率。通過試驗確定的壓實遍數(shù)為2+8遍,即2遍靜碾、8遍振動碾。為避免因條帶漏碾或搭接不好形成滲漏通道,應(yīng)垂直于水流方向碾壓,為防止邊坡部位漏碾,應(yīng)以雙輪碾壓的遍數(shù)為準。
(4)層間結(jié)合的質(zhì)量控制
層面質(zhì)量是壩體層間抗剪、抗?jié)B的核心所在,而保持層與層之間形成整體的關(guān)鍵就是混凝土入倉后要盡快完成平倉和碾壓,從拌和到碾壓完畢的最長允許時間,按規(guī)范要求應(yīng)控制在2小時以內(nèi)。為確保層間接合質(zhì)量和滿足施工要求,確定不同月份碾壓混凝土層面間隔時間及處理方式見表1。
對于Ⅰ型冷縫,在鋪砂漿時,應(yīng)注意按條帶鋪設(shè)且面積不能一次性鋪得太大,要與上料強度相適應(yīng),避免砂漿硬化造成層面的二次清理。
表1 碾壓混凝土層面間隔時間及處理方式
(5)變態(tài)混凝土施工的質(zhì)量控制
因成孔加漿具有振搗效果良好、表面泛漿適中、施工簡便等優(yōu)點,故在本工程中采用了打孔加漿的方式,加漿量為施工部位碾壓混凝土體積的4%~6%,施工過程中可制作一個容器折算成每米漿量來控制加漿量。
無論是先振后碾還是先碾后振,均要對接合部位進行騎縫碾壓,避免漏振漏碾。
(6)溫控及養(yǎng)護的質(zhì)量控制
碾壓混凝土的溫控、養(yǎng)護及特殊氣象條件下施工應(yīng)作為一個專項技術(shù)方案來研究,這對于壩體裂縫的預防尤為重要。
三里坪碾壓混凝土雙曲拱壩施工過程中采用的主要檢測手段有核子密度儀測壓實度、維勃稠度儀測VC值以及鉆孔取芯和壓水檢查等。
2009年9月16日至10月3日進行了大壩鉆孔取芯和壓水檢查,本次在大壩壩體共布置8個檢查孔,其中鉆取芯孔4個,壓水試驗孔6個。
在4個取芯孔內(nèi)鉆取整長芯樣10 m以上的5根,總長52.78 m,占鉆取芯樣總長度的23.4%,其中Φ150mm單根完整最長混凝土芯樣11.30 m,Φ200 mm單根完整最長混凝土芯樣10.36 m。
層面折斷和縫面折斷斷口共87個,占斷口總數(shù)的34.8%;施工機械及人工等原因產(chǎn)生折斷斷口共163個,占斷口總數(shù)的65.2%,大壩鉆孔取芯采取率為100.0%,獲得率為99.8%。
對大壩混凝土鉆孔取出的芯樣進行外觀檢查,碾壓混凝土整體質(zhì)量好,混凝土芯樣表面光滑、致密,結(jié)構(gòu)密實,骨料分布較均勻,膠結(jié)情況好。但局部可見小氣孔,極個別部位存在骨料集中、漿液離析和骨料周邊包裹不密實等現(xiàn)象。
共進行了114段次壓水試驗,試驗結(jié)果表明,透水率最大值0.519 Lu,最小值0 Lu,平均值0.26 Lu,屬于不密實性分類標準的Ⅰ類共109段次,占壓水試驗總段次的95.6%,其余共5段次,占壓水試驗總段次的4.4%。
大壩鉆孔取芯后,監(jiān)理對芯樣進行了平行檢測,抗壓強度最大值28.7 MPa,最小值17.8 MPa,平均值23.4 MPa,劈裂強度最大值2.38 MPa,最小值1.26 MPa,平均值 1.78 MPa。
本文僅針對施工工序簡要闡述了監(jiān)理過程中應(yīng)注意和控制的各個要點。但是,從質(zhì)量控制的角度而言,按照設(shè)計圖紙及有關(guān)技術(shù)要求,將施工按工序進行分解并實施全過程動態(tài)控制,是確保質(zhì)量的根本。
[1]戈雪良,方坤河,曾力.中國碾壓混凝土拱壩材料特性研究[J].中國水利,2007(21).
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