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正文內(nèi)容

高溫環(huán)境下碾壓混凝土壩施工技術(shù)分析畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2025-07-21 02:52 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 L352-2006)“碾壓混凝土拌和物表觀密度測定”進(jìn)行?,F(xiàn)場表觀密度測定,是用表面型核子水分密度計(jì),在已碾壓完畢20min的碾壓混凝土層面,實(shí)測結(jié)果作為現(xiàn)場壓實(shí)表觀密度。按《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》(SL352—2006)“現(xiàn)場碾壓混凝土表觀密度測定”進(jìn)行。[6]碾壓混凝土相對(duì)壓實(shí)度按下式計(jì)算:式中 K——相對(duì)壓實(shí)度,%; Dc——現(xiàn)場壓實(shí)表現(xiàn)密度,kg/m179。 Dm——配合比設(shè)計(jì)理論表觀密度,kg/m179。 碾壓混凝土芯樣的表觀密度和抗壓強(qiáng)度碾壓混凝土從拌和到碾壓完畢最長時(shí)間不宜超過2h。每個(gè)澆筑升層碾壓后的表面為層面,再澆筑碾壓混凝土就是含層面碾壓混凝土。大量試驗(yàn)和現(xiàn)場觀測表明,含層面碾壓混凝土的性能均低于本體,不管層面環(huán)境條件如何和間隔時(shí)間長短,時(shí)間愈長,性能愈差。直接鋪筑允許時(shí)間,墊層鋪筑允許時(shí)間和冷縫。如何確定這些時(shí)間,規(guī)范比較籠統(tǒng),只提到綜合考慮各種因素,經(jīng)試驗(yàn)確定。一、層面結(jié)構(gòu)和漿體膠結(jié)(一)層面斷口分析從不同層面間隔時(shí)間澆筑的碾壓混凝土層面拉斷和剪斷破壞狀態(tài)分析,間隔時(shí)間短的層面,破壞面凹凸不平,粗骨料間的空隙被砂漿填充,而間隔時(shí)間長的層面,破壞面沿層面斷開,表面光滑,層面處粗骨料無嚙合。由此說明,碾壓后層面浮出部分砂漿,其塑性與層面特性、嵌固和膠結(jié)作用密切相關(guān)。因此,研究的著眼點(diǎn)集中到碾壓混凝土中水泥膠砂的凝結(jié)和硬化上。(二)層面漿體的膠結(jié)振動(dòng)碾施振于碾壓層,隨著碾壓遍數(shù)增加遂步液化,水泥漿上浮,形成層面,漿層厚度約35mm。漿層凝結(jié)前在其上鋪筑碾壓混凝土,再次被碾壓時(shí),由于液化作用上層碾壓混凝土中的骨料下沉,與層面接觸,有較好的膠結(jié)、嵌固和嚙合作用。所以本體和層面有較好的連續(xù)性;當(dāng)漿層凝結(jié)后在其上鋪筑碾壓混凝土,再次被碾壓時(shí),在垂直振動(dòng)力作用下,不可能使骨料沉入到漿層中發(fā)生膠結(jié)、嵌固和嚙合作用,本體與層面連續(xù)性較差。因此,層面漿體凝結(jié)狀態(tài)將直接影響層面膠結(jié)性能。(三)貫入阻力法測定碾壓混凝土膠砂的凝結(jié)與硬化大量試驗(yàn)表明,混凝土的凝結(jié)表現(xiàn)在加水后水泥凝膠體由凝聚結(jié)構(gòu)向結(jié)晶網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)有一個(gè)突變。這一理化現(xiàn)象被多種物理量測定表現(xiàn)出來。用測針測定膠砂貫入阻力也存在一個(gè)突變點(diǎn)。因此采用貫入阻力法來測定碾壓混凝土凝結(jié)過程。碾壓混凝土凝結(jié)過程測定是套用普通混凝土凝結(jié)時(shí)間測定的貫入阻力法。(100mm2面積),碾壓混凝土初凝和終凝時(shí)間測針采用統(tǒng)一測針直徑5mm(20mm2面積)。 JFT21型1000N高精度貫入阻力儀由于測定碾壓混凝土貫入阻力的測針直徑變小(面積相差5倍),再將普通混凝土貫入阻力儀(分辨率為5N)用于測定碾壓混凝土貫入阻力,顯然儀器精度是不夠的。為此,研制了高精度貫入阻力儀。測力部分采用電子測力傳感器,力值顯示采用LCD數(shù)碼顯示,測力精度為177。1%。結(jié)束形成層面,再澆筑上層碾壓混凝土,不論間隔時(shí)間多少,都構(gòu)成含層面碾壓混凝土,其力學(xué)和抗?jié)B性能都將降低。(一)與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系由于立方體試件端面約束,試件破壞呈錐形。試件中部留下一個(gè)未完全破壞的錐形體,而層面就在此錐形體內(nèi),所以層面對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響不明顯。與碾壓混凝土本體相比,抗壓強(qiáng)度降低不超過5%~8%,可不予以注意。(二)與軸拉強(qiáng)度關(guān)系層面外露時(shí)間對(duì)含層面碾壓混凝土軸拉強(qiáng)度有顯著性影響,外露時(shí)間愈長,軸拉強(qiáng)度降低愈多。歷時(shí)8h,含層面碾壓混凝土軸拉強(qiáng)度比本體降低15%,歷時(shí)24h,降低45%。 軸拉強(qiáng)度與歷時(shí)關(guān)系試驗(yàn)結(jié)果(三)與抗剪強(qiáng)度關(guān)系碾壓混凝土抗剪強(qiáng)度可通過庫倫方程計(jì)算式中 τ—剪應(yīng)力,MPa;c’—粘聚力,MPa;f’—摩擦系數(shù);σ—法向應(yīng)力,MPa。試驗(yàn)表明,對(duì)于給定的碾壓混凝土,其層面上的粘聚力變化幅度要比抗滑摩阻力大許多。如果施工中采取合理的質(zhì)量控制措施,層面間隔時(shí)間和狀況對(duì)層面抗滑摩阻力的影響已處于次要地位。粘聚力既受材料配合比影響,也受施工過程的影響,如層面間隔時(shí)間、層面處理方法等。綜上所述,采用粘聚力反映層面狀況對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響更為直接。在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下,層面外露時(shí)間對(duì)粘聚力有顯著性影響。 層面粘聚力與歷時(shí)關(guān)系試驗(yàn)結(jié)果333 碾壓混凝土施工準(zhǔn)備分析 碾壓混凝土的拌合大型碾壓混凝土壩工程的碾壓混凝土用量大,小型拌和機(jī)械往往不能夠滿足施工要求。通常把進(jìn)料,儲(chǔ)料、配料、拌和、出料及其輔助設(shè)備組成定型的、自動(dòng)化的、裝配式的混凝土工廠,即所謂混凝土拌和樓。拌和樓的構(gòu)造通常由上而下垂直排列,集中進(jìn)行進(jìn)料、配料、拌和以及出料全部工藝過程。相應(yīng)地分設(shè)進(jìn)料層、配料層、儲(chǔ)料導(dǎo)、拌和導(dǎo)和出料層,如圖31所示。其中配料層裝有微機(jī)控制的主操縱臺(tái)。連續(xù)拌和,并連續(xù)出料。拌出的碾壓混凝土拌和料一般由膠帶機(jī)運(yùn)輸?shù)綕仓F(xiàn)場。連續(xù)式攪拌機(jī)也分為自落式和強(qiáng)制式兩種。圖31 混凝土拌合樓國內(nèi)沙牌碾壓混凝上壩采用200m3/h屜全自動(dòng)連續(xù)強(qiáng)制式攪拌樓,實(shí)際生產(chǎn)能力約為160m/h。泰國科隆塔丹碾壓混凝土重力壩工程使用兩臺(tái)德國生產(chǎn)的BHS型強(qiáng)制式連續(xù)攪拌機(jī),其小時(shí)生產(chǎn)能力大于750m3;每天凈工作時(shí)間為2011,日生產(chǎn)能力大于15000m3,月生產(chǎn)能力大于35x104m3。 碾壓混凝土的倉面準(zhǔn)備倉面覆蓋就是在高氣溫環(huán)境條件下,在碾壓混凝土平倉以后至碾壓以前,或碾壓以后至下層混凝土拌和物卸料以前這一段間隔時(shí)間內(nèi),對(duì)倉面及時(shí)進(jìn)行覆蓋。采用覆蓋的方法,既可隔熱又可保濕。倉面覆蓋可人為控制碾壓混凝土倉面的熱交換和濕度交換特性,防止或減少外界高氣溫的倒灌和混凝土倉面濕度的遷移,避免了日曬和蒸發(fā)的影響,減緩混凝土溫度回升速率和混凝土水分蒸發(fā)速率,起到了保溫保濕的作用。經(jīng)試驗(yàn)研究并在水電工地使用證明,采用聚乙烯氣墊薄膜和PT型聚苯乙烯泡沫塑料板條復(fù)合制作而成的隔熱保溫被,具有不吸水、不透風(fēng)、質(zhì)輕、耐用,成本低廉等優(yōu)點(diǎn)[7]。工地現(xiàn)場實(shí)測的結(jié)果表明:C時(shí),℃,℃。當(dāng)外界無風(fēng)時(shí),%外界風(fēng)速1m/s時(shí)為17%外界風(fēng)速14m/s時(shí)則為9%。熱交換系數(shù)小,說明覆蓋后的保溫性能好,與外界進(jìn)行的熱交換少。在起大風(fēng)條件下,覆蓋后的效果更為顯著。在高氣溫環(huán)境條件下對(duì)倉面進(jìn)行覆蓋,還可以延緩碾壓混凝土的初凝時(shí)間,減少VC值的增加。 碾壓混凝土的運(yùn)輸國內(nèi)外常用的碾壓混凝土運(yùn)輸方式有以下幾種[8]:(1)自卸汽車運(yùn)輸;(2)纜機(jī)與門機(jī)運(yùn)輸;(3)水平膠帶機(jī)運(yùn)輸;(4)負(fù)壓溜槽運(yùn)輸;(5)胎帶機(jī)、塔帶機(jī)與頂帶機(jī)運(yùn)輸;(6)斜坡道運(yùn)輸。 碾壓混凝土的入倉國內(nèi)外碾壓混凝土壩施工,常用的碾壓混凝土運(yùn)輸方式有以下幾種:(1)自卸汽車運(yùn)輸入倉自卸汽車運(yùn)輸入倉是碾壓混凝土施工中最常用的運(yùn)輸入倉方式,這種方式具有轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)少、運(yùn)輸能力強(qiáng)、機(jī)動(dòng)靈活及通用性好得特點(diǎn)。尤其對(duì)于碾壓混凝土壩的中下部壩體土施工,易于布置上壩交通道路,一般考慮采用自卸汽車直接運(yùn)輸入倉。(2)纜機(jī)與門機(jī)運(yùn)輸入倉對(duì)于碾壓混凝土壩的中上部壩體土施工,可采用纜機(jī)與門、塔機(jī)+吊罐的運(yùn)輸入倉方式,一般需要自卸汽車進(jìn)行水平運(yùn)輸配合。由于這種運(yùn)輸方式由于轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)增多,工序間配合次數(shù)增加,應(yīng)特別注意碾壓混凝土的骨料分離、溫度回升、控制初凝時(shí)間等問題。(3)水平膠帶機(jī)運(yùn)輸入倉水平膠帶機(jī)運(yùn)輸入倉的生產(chǎn)效率高,設(shè)備輕便且價(jià)格便宜,能夠適應(yīng)大壩高速、經(jīng)濟(jì)施工的需要。從已建的碾壓混凝土壩工程來看,膠帶機(jī)是僅次于自卸汽車而被普遍采用的運(yùn)輸機(jī)具。這種運(yùn)輸方式常與自卸汽車、負(fù)壓溜槽等運(yùn)輸方式進(jìn)行組合。但采用皮帶機(jī)運(yùn)輸入倉存在易產(chǎn)生骨料分離、砂漿流失等問題,特別對(duì)于干貧、發(fā)散性的碾壓混凝土拌和物,更易產(chǎn)生骨料分離現(xiàn)象。(4)負(fù)壓溜槽運(yùn)輸入倉負(fù)壓溜槽也稱真空溜槽。在碾壓混凝土壩施工中,如直接采用溜槽運(yùn)輸入倉,由于碾壓混凝土拌和物下落速度大,材料間的黏結(jié)力小,到達(dá)倉面時(shí)骨料分離嚴(yán)重,且骨料飛濺,極不安全,故不宜采用。由我國水電行業(yè)的科研、施工部門開發(fā)研制的負(fù)壓溜槽,很好地解決了高落差碾壓混凝土的運(yùn)輸入倉問題,并已成功地應(yīng)用于我國的榮地、普定、江埡、大朝山、龍灘等多個(gè)碾壓混凝土壩工程。這種運(yùn)輸方式常與白卸汽車、水平皮帶機(jī)等運(yùn)輸方式進(jìn)行組合。(5)胎帶機(jī)、塔帶機(jī)與頂帶機(jī)運(yùn)輸入倉胎帶機(jī)、塔帶機(jī)和頂帶機(jī)都是當(dāng)前水電施工行業(yè)先進(jìn)的混凝土運(yùn)輸設(shè)備,近年來在常態(tài)混凝土壩和碾壓混凝土壩的施工中都得到廣泛應(yīng)用。塔帶機(jī)與頂帶機(jī)作為混凝土施工的倉內(nèi)布料手段,配套直接聯(lián)接大型混凝土拌和樓的供料皮帶系統(tǒng),可以將混凝土連續(xù)不斷地直接送入混凝土施工倉位;并可方便地完成倉位布料作業(yè),將混凝土的水平運(yùn)輸、垂直運(yùn)輸和倉位布料功能合三為一。這種運(yùn)輸方式開辟了碾壓混凝土大壩在高高程大體積、連續(xù)高強(qiáng)度快速施工的新領(lǐng)域,使傳統(tǒng)的碾壓混凝土施工在施工方式、施工工藝、施工組織等各個(gè)方面發(fā)生了重大變革。(6)斜坡道運(yùn)輸入倉斜坡道是山口本開發(fā)研制的一種碾壓混凝土壩施工運(yùn)輸入倉方式,曾在日本多個(gè)碾壓混凝土壩工程中使用。在碾壓混凝土壩的施下中,可根據(jù)工程規(guī)模,地形條件、施工設(shè)備的配套情況等,選擇碾壓混凝土的運(yùn)輸入倉方案。4 碾壓混凝土壩施工技術(shù)分析 碾壓混凝土壩倉面施工技術(shù)分析倉面設(shè)計(jì)是指在碾壓混凝土壩的某一倉混凝土澆筑前,根據(jù)施工技術(shù)規(guī)范、施工組織設(shè)計(jì)及碾壓混凝土壩的施工特點(diǎn),對(duì)澆筑倉提出的具體施工方案。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括澆筑倉所在部位、起止高程、施工起止時(shí)段、混凝土種類及其方量、混凝土施工層數(shù)、每層攤鋪程序、每層澆筑條帶的劃分、澆筑倉入倉口位置和封倉口位置、人機(jī)物資源配置、施工質(zhì)量要求和安全注意事項(xiàng)等。每一倉塊碾壓混凝土澆筑前須制作一份澆筑要領(lǐng)圖,將擬澆倉塊的相關(guān)信息和施工要求標(biāo)注在要領(lǐng)圖中,如澆倉塊的樁號(hào)范圍、高程、混凝土量、倉面最大面積、攤鋪的條帶布置、平倉碾壓方向、止水設(shè)施、切縫、埋件、預(yù)留孔洞位置、變態(tài)混凝土施工要求、模板架立要求、混凝土入倉方式和澆筑方法、以及注意事項(xiàng)等?,F(xiàn)場按照澆筑要領(lǐng)圖的要求進(jìn)行施工準(zhǔn)備,驗(yàn)收合格后方可澆筑。倉面準(zhǔn)備主要是模板、鋼筋及預(yù)埋件的安裝。 碾壓混凝土壩模板施工技術(shù)分析模板是碾壓混凝土壩施工的重要設(shè)備,對(duì)碾壓混凝土的外觀、質(zhì)量、施工進(jìn)度、成本等各方面均有重大的影響,因此模板的選擇和機(jī)械設(shè)備是同等重要的。模板設(shè)計(jì)應(yīng)能夠滿足碾壓混凝土快速、連續(xù)施工的要求,為了便于周邊的鋪筑作業(yè),不宜設(shè)斜向拉條。止水、進(jìn)出倉口和孔洞結(jié)構(gòu)部位,要求較高或容易出現(xiàn)問題,在
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