水利枢纽大坝工程现场工艺试验方案.doc

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1、水利枢纽大坝工程现场工艺试验方案1.1 碾压混凝土工艺试验（1） 试验目的及要求a 摸拟大坝实际施工条件进行生产工艺试验；b 主要施工机械和原材料与主体混凝土施工时一致；c 确定碾压混凝土拌和工艺参数；d 确定碾压施工工艺参数，包括平仓方式、碾压层厚度、碾压遍数和振动行进速度等；e 碾压混凝土配合比以及稠度与振动碾的适应性，骨料分离和控制措施，层面处理技术等。（2） 试验用混凝土强度等级及配合比a 常态混凝土: C15(找平混凝土)；b 碾压混凝土: C15(二级配)、C15(三级配)、C20(三级配)和C20(二级配) ；c 配合比: 经监理工程师批准的混凝土配合比；d 碾压混凝土性能: 满

2、足大坝常温及高温季节施工。（3） 试验场地试验场地大小为1008.5米，现场试验时先浇筑C15找平混凝土，在10天后铺填砂浆，然后再浇筑C15、C20（三级配）和C15、C20（二级配）碾压混凝土，碾压混凝土铺筑分四个条带，由于BW202AD的轮宽为1.2米，条带之间的搭接0.2米，为便于碾压，确定每个条带宽2米,其中A条带宽2米浇筑C15 （三级配）碾压混凝土, B条带宽2米浇筑C15（二级配）碾压混凝土, C条带宽2米浇筑C20（三级配）碾压混凝土, D条带宽2.5米浇筑C20（二级配）碾压混凝土，靠模板边缘0.5米宽的C20二级配为变态混凝土，共浇筑五层，总高度约为150cm。整个现场试

3、验平面布置图如下图28-2。100米A条带 RI C15 三级配碾压混凝土宽2米B条带 RII C15 二级配碾压混凝土宽2米处C条带 RIII C20 三级配碾压混凝土宽2米D条带 R C20 二级配碾压混凝土宽2.5米，靠模板侧0.5米为变态混凝土图28-2 碾压混凝土现场试验平面布置示意图（4）工艺试验内容a. 碾压混凝土拌和工艺参数的试验确定在现场试验前35天，在混凝土拌和楼进行碾压混凝土投料顺序和拌和时间试验；投料试验选择C15（三级配）、C20（二级配）碾压混凝土进行，其中C15（三级配）碾压混凝土选择三种投料顺序，C20（二级配）碾压混凝土选择二种投料顺序，拌和时间选择120s、

4、150s和180s进行试验。各强度等级碾压混凝土投料顺序和拌和时间均需进行罐头和罐尾的VC值、含气量、7d、28d抗压强度以及砂浆密度试验。最后根据试验结果选择确定碾压混凝土拌和投料顺序和拌和时间。b.碾压混凝土施工工艺参数试验第一到第三浇筑层，进行碾压参数与压实密度及连续升层允许间歇时间试验。第一层铺筑层厚为30厘米，在第一层的四个条带中，控制碾压混凝土机口VC值为58s，每个条带分为三个区，其中1区按无振2遍+有振10遍，2区按无振2遍+有振8遍，3区无振2遍+有振6遍进行碾压，碾压完后10min后测试其密度，其相对密实度不得小于98.5。第二层铺筑层厚为40厘米，在第二层的四个条带中，控

5、制碾压混凝土机口VC值为58s，每个条带分为三个区，其中1区按无振2遍+有振10遍，2区按无振2遍+有振8遍，3区无振2遍+有振6遍进行碾压，碾压完成后测试其密度；第三层铺筑层厚为20厘米，在第三层的四个条带中，控制碾压混凝土机口VC值为58s，每个条带分为三个区，其中1区按无振2遍+有振10遍，2区按无振2遍+有振8遍，3区无振2遍+有振6遍进行碾压，碾压完后10min测试其压实密度，其相对密实度不得小于98.5。具体的现场布置图见图28-3。1区宽34米 2区宽32米 3区宽34米A条带无振2遍+有振10遍无振2遍+有振8遍无振2遍+有振6遍B条带无振2遍+有振10遍无振2遍+有振8遍无振

6、2遍+有振6遍C条带无振2遍+有振10遍无振2遍+有振8遍无振2遍+有振6遍D条带无振2遍+有振10遍无振2遍+有振8遍无振2遍+有振6遍图28-3 试验第一层示意图在试验过程中，每层的每种强度等级的碾压混凝土均需在机口取样做VC值、含气量、凝结时间、7d、28d和90d抗压强度；仓面需进行碾压混凝土VC值及凝结时间的检测。待浇筑后的混凝土龄期达15d后，在每个条带的每个区分别取孔径200mm的混凝土芯样12个，测试28d、90d、180d抗压强度、劈拉强度，90d、180d抗冻和抗渗，最终获得不同VC值、不同碾压遍数、不同层厚与碾压混凝土强度和密度的关系曲线。为了解碾压混凝土连续上升层的允许

7、间歇时间，在第一到第四浇筑层的层面上设置成不同的间歇时间，其中第一到第二层间歇时间为8h、第二到第三层间歇时间为12h、第三到第四层间歇时间为16h，层间间歇时间可以根据仓面测试的混凝土凝结时间适当进行调整，但要控制在混凝土初凝时间以内（碾压混凝土凝结时间须满足现场施工的要求，并根据实测凝结时间值对其进行调整）。在混凝土到达15d令期后，进行混凝土取芯，测试混凝土90d、180d层间接触面抗剪断强度和抗拉强度，并对层面部位进行分段压水试验，最后根据层面混凝土力学性能指标和压水试验结果，确定碾压混凝土连续上升层的允许间歇时间。c. 现场原位抗剪断试验在第五浇筑层和第四浇筑层的层面上布置不同层间结

8、合措施的原位抗剪试验，将仓面沿垂直于条带方向划分为四个区，每个区长25米，第一区为连续上升，第二区为初凝后铺砂浆上升，第三区为初凝后铺水泥掺合料浆上升，第四区为初凝后铺小级配混凝土上升，在混凝土浇筑完成后，未初凝前先预凿槽，在每个条带每个区各制作12块试件，在混凝土令期到达90d和180d后，再由监理工程师进行原位抗剪断试验。具体试验布置图见图28-4。A连续上升初凝后铺砂浆初凝后铺水泥掺合撩净浆初凝后铺小级配混凝土B连续上升初凝后铺砂浆初凝后铺水泥掺合撩净浆初凝后铺小级配混凝土C连续上升初凝后铺砂浆初凝后铺水泥掺合撩净浆初凝后铺小级配混凝土D连续上升初凝后铺砂浆初凝后铺水泥掺合撩净浆初凝后铺

9、小级配混凝土图28-4 原位抗剪试验示意图d. 变态混凝土工艺试验在D条带靠模板侧0.5米侧进行变态混凝土工艺试验，在每一层分为三段，第一和第三段长34米，第二段长32米，试验时在第一段采用挖槽加浆，在第二段采用底层加浆，第三段采用插孔加浆。在试验过程中，在仓面取样测试变态混凝土的7d、28d、90d、180d的抗压强度。在每一段布置3个直径150进行mm的取芯孔，取芯一直从第五层打到第一层，对芯样进行描述和测试28d、90d抗压强度，并进行压水试验。最后根据变态混凝土的芯样成果和拆模后的混凝土外露面的情况确定变态混凝土施工工艺。e. 膨胀爆破在碾压混凝土试验块所有的试验完成后，对碾压混凝土试

10、验块进行膨胀爆破，以直观了解混凝土层间、层面的结合情况。其中钻孔直径为50mm，孔距为200mm。每排钻35个孔，孔从第五层打到第一层，采用风钻打孔，孔打好后在其中填入膨胀剂进行膨胀爆破。f.监测仪器埋设试验在斜层铺料和平层铺料的区域均进行监测仪器埋设试验，埋设的仪器主要有测缝计、温度计、应变计组和渗压计，在不同铺料方式中各埋设测缝计3支、温度计5支、应变计组1组、渗压计2支，主要是确定仪器的埋设方法，了解振动碾对仪器的影响深度。在仪器埋设完成后，按规范要求进行观测。1.2 锚杆注浆试验1.2.1 锚杆试验内容锚杆试验的内容包括：锚杆浆液试验；锚杆原材料试验；锚杆拉拔试验、浆液外加剂试验；注浆

11、密实度试验等。1.2.2 锚杆浆液试验锚杆的浆液试验在施工前进行。主要确定以下参数：浆液配制程序及拌制时间；浆液流动性或流变参数；浆液的沉淀稳定性；浆液的凝结时间，包括初凝和终凝时间；浆液结石的容重、强度；监理工程师指示的其它试验内容。用于现场施工的浆液水灰比以及掺合料、外加剂等的品种及其掺量应通过浆液试验选择，并将试验成果报送监理工程师。1.2.3 锚杆原材料试验每批锚杆材料均应按施工图纸规定的材质标准以及监理工程师的指示抽检数量进行检验，在确认原材料合格后方可用于现场施工。1.2.4 注浆密实度工艺试验选取与现场锚杆的锚杆直径和长度、锚杆孔径和倾斜度相同的锚杆和塑料管(或钢管)，采用与现场

12、注浆相同的材料和配合比拌制的砂浆，并按现场施工相同的注浆工艺进行注浆，养护7天后剖管检查其密实度。不同类型和不同长度的锚杆均需进行试验，试验计划报监理工程师审批，并将审批结果作为质量检验的依据。1.2.5 锚杆拉拔试验对边坡和地下洞室支护采用的锚杆，按作业分区以1%的比例对锚杆进行拉拔力检验。在锚固体达到设计强度后，安装张拉设备逐级加载张拉至设计规定值时立即停止加载，结束试验。拉力方向与锚杆轴线方向必须一致。1.3 灌浆试验1.3.1试验概况(1) 试验指导思想本次生产性灌浆试验的基本指导思想是：1) 吸取国内先进经验，采用先进适用的、有针对性的灌浆材料和工艺技术，特别在灌浆压力控制、高工效施

13、工技术等方面具有创新性。2) 力求使用先进的和综合的测试手段，对灌浆效果做出准确的定量评价，同时提供有充分论证的可用于工程的设计参数。3) 试验直接为生产服务，一切方法和措施都建立在技术上可靠、经济合理、施工方便的基础上。4) 结合相应部位灌浆施工进行试验。(2) 试验目的通过灌浆试验拟达到如下目的：1) 研究有盖重、无盖重及引管盖重等进行的固结灌浆效果，即经灌浆处理后，基础岩体的整体性、均匀性、强度、变形和抗渗性能的提高程度。2) 寻求本标段地质条件下的固结灌浆、帷幕灌浆设计参数，如孔距、排距、布孔分序、灌浆压力、水灰比、岩体最大允许变形值，以及其它灌浆材料的使用和掺量与浆液的相关性能指标等

14、。3) 探索固结灌浆、帷幕灌浆合理的施工工艺措施，如混凝土和基岩钻孔选择的机型(气动钻或回转钻或两者的混用)、钻灌设备搭配组合形式及工效等，为全面展开钻孔和灌浆作业提前做好施工准备。 (3) 室内试验1) 按水泥样品抽样规定，分别对到场的42.5级普通硅酸盐水泥、细水泥进行水泥强度、细度、初凝时间和终凝时间等物理性能测试。2) 各种掺合料或外加剂具有出厂合格证，其质量符合水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(DL/T5148-2001)规定。3) 浆液配比试验4) 将42.5级普通硅酸盐水泥、细水泥及湿磨水泥按不同的水灰比、不同的掺合料和不同的外加剂进行下列项目试验。浆液配制程序及拌制时间；浆液密度

15、或比重测定；浆液流动性或流变参数；浆液的稳定性；浆液的凝结时间，包括初凝和终凝时间；浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性；监理人指示的其它试验内容。根据以上多种浆液配合比试验研究结果及技术经济分析，提出适用于本工程基础灌浆的浆液配比。(4) 现场试验包括灌浆抬动变形观测、钻孔工艺、水泥灌浆工艺、压水试验、物探测试、钻孔取芯及芯样检测等试验。1.3.2固结灌浆生产性试验(1) 试验场地选择试验区的选择十分重要，选择原则如下：1) 灌浆试验选择与永久工程相结合的地段作为灌浆生产性试验区；2) 选择的试区主要代表以下岩性：断层破碎带及其影响带；大理岩和泥板岩中2级岩体及级岩体；3) 便于施工场地的

16、布置，水、电、风、材料供应方便，交通条件和安全条件较好。根据以上原则及试验目的、要求，拟选择12个试验区，分别进行混凝土有盖重固结灌浆、无盖重固结灌浆、引管有盖重固结灌浆试验，试区的具体位置将根据现场开挖揭示的地质情况由设计人和监理人确定。(2) 试验的设计根据灌浆工程施工图纸的要求或按监理人指示选定试验孔布置方式、孔深、灌浆分段、灌浆压力等试验参数，进行灌浆试验。(3) 固结灌浆试验工程量固结灌浆生产性试验，其工程量统计详见表28-8。表28-8 试验区工程量统计表钻孔类型孔数固结灌浆试验区合计(m)有盖重试区无盖重试区引管有盖重试区试验区数个44412灌浆孔1081476720180237

17、6检查孔12164100140404抬动观测孔12172108148428物探测试孔24328200280808浆液试验项44412项钻孔小计(m)72214011287484016(4) 试验施工方法与工艺1) 试验施工及测试工作程序本次试验的各项主要工作程序见图28-6。2)灌浆方法与工艺流程灌浆方法及工艺流程同固结灌浆施工。(5)质量检查同固结灌浆施工。1.3.3化学灌浆试验根据设计图纸文件及灌浆施工需要，在某些特殊部位采用化学材料灌浆时，将编制详细的化学灌浆试验大纲，对所用材料、设备、浆液的物理力学性能指标、试验措施和工艺、进度计划等，报送监理工程师审批。帷幕灌浆化学灌浆采用丙烯酸盐类

18、、丙烯酰胺、聚氨脂类化学材料；固结灌浆采用改性环氧树脂类化学材料，浆材性能见表28-9。灌浆前向监理单位提供供货商提供的材料规格、性能和使用说明，以及试验室自检的试验资料。在灌浆前进行生产性试验，按化灌材料生产厂家推荐的配合比进行试验，测定各种材料有关技术参数和性能，选择满足施工图纸要求的化灌浆液配合比；进行化灌材料的物理力学性能试验、毒理试验及废浆回收试验等；材料的性能通过室内试验和结合现场实际情况确定，其成果送监理审查批准。灌浆后对检查孔芯样进行物理力学指标试验。表28-9 改型环氧树脂类化学材料性能起始粘度(MPas)抗压强度(MPa)抗拉强度(MPa)抗剪强度(MPa)5.412.56

19、08015202030化学灌浆材料，主、配剂原料均为高分子材料，一般均具有一定毒性，在试验时加强防护，避免人体接触。废浆、废料妥善处理，防止人、畜中毒和污染环境、水源。1.3.4钻孔取芯和芯样试验根据招标文件要求及监理工程师指示，对钻取的岩芯和混凝土芯进行试验，并将试验记录和成果提交监理工程师。整理分析灌浆成果和测试资料，灌浆效果评价钻灌后检查孔待凝7天岩芯描述压水试验物探测试灌 浆裂隙冲洗简易压水中间测试、抬动观测等封 孔76mm检查孔钻孔、取芯、岩芯描述工程地质资料分析试验方案研究及咨询试验场地选择与施工准备室内浆材试验现场灌浆试验钻灌浆前测试孔钻抬动观测孔压水试验岩芯描述物探测试安装抬动

20、观测孔装置分序钻孔灌浆图28-5 固结灌浆试验主要工作程序图1.4焊接试验1.4.1 焊接试验内容焊接试验的内容包括：拉伸、抗剪、弯曲等基本性能试验。1.4.2 拉伸试验1、试验目的：测定焊接接头抗位强度，观察断裂位置和断口形貌，判定塑性断裂或脆性断裂。2、试验设备：根据钢筋的级别和直径，选用合适类型的拉力试验机或万能试验机。试验机应符合金属拉力试验法（GB228-2002）中的有关规定。3、试验的方法： 1）试验前，应采用游标卡尺复核钢筋的直径和钢板厚度。2）将试件夹紧于试验机上，加荷应连续而平稳，不得有冲击或跳动。加荷速度为1030Mpa/s，直至试件拉断（或出现颈缩后）为止。3）试验过程

21、中应记录下列各项数据：钢筋级别和公称直径；试件拉断（或颈缩）前的最大荷载Pb值；断裂（或颈缩）位置，以及离开焊缝的距离；断裂特征（塑性断裂或脆性断裂），或有无颈缩现象。如在试件断口上发现气孔、夹渣、未焊透、烧伤等焊接缺陷，应在试验报告中注明。注：ls受试长度； lh焊缝长度； lj夹持长度（100120mm）； L试件长度； d钢筋直径。通过现场试验资料计算试件的抗拉强度，并将试验成果报送监理工程师。1.4.3 抗剪试验1、试验目的：测定焊点能够承受的最大抗剪力。2、试验设备：抗剪试验选用300kN或以下的万能试验机，测力示值误差不得大于1%。3、试验的方法：1）当两根交叉钢筋的直径不同时，应

22、将较粗钢筋作横筋，将其夹紧，不得转动。纵筋受拉的力应与试验机的加荷轴线相重合。2）开动万能试验机，加荷应连续而平稳，不得有冲击和跳动,加荷速度为1030Mpa/s，直至试件破坏为止。读出表盘上指针指示的最大荷载值，即为该试件的抗剪力。3）试验中，若由于操作不当或试验设备发生故障而影响试验数据准确时，试验结果无效。试验结束时，应将试件编号、钢筋级别、直径、试件的抗剪力、断裂位置等填写于试验报告内，将试验成果报送监理工程师。1.4.4 弯曲试验1、试验目的：检验钢筋焊接接头的弯曲变形性能和可能存在的焊接缺陷。2、试验设备：弯曲试验在万能试验机上进行。3、试验的方法：1）进行弯曲试验时，试件应放在两

23、支点上，并使焊缝中心线与压头中心线相一致。试验过程中，应平稳地对试件施加压力，直至达到规定的弯曲角度为止。2）在试验过程中，应采取安全措施，防止试件突然断裂伤人。3）钢筋电渣压力焊接头和钢筋坡口电弧焊接头如需进行弯曲试验时，其试验方法和试验要求可参照钢筋闪光对焊接头的弯曲试验。弯曲试验后，应检查试件受拉面有无裂纹，并填写于试验报告中；试验过程中试件若发生断裂时,应记录断裂时的弯曲角度、断口位置和断口形貌；发现有未熔合等焊接缺陷时,应在试验报告中注明。将试验成果报送监理工程师。1.5 喷混凝土试验1.5.1 焊接试验内容喷混凝土试验的内容包括：喷混凝土与围岩粘结强度试验、回弹率、强度等试验。1.

24、5.2 喷混凝土与围岩粘结强度试验在围岩表面预先设置带有丝扣和加力板的拉杆，用10cm厚的喷射混凝土将加力板埋入，试件面积30x30cm（与周围喷射混凝土分离），养护28天后进行拉拔试验。1.5.3 回弹率测试按标准操作喷射0.5-1.0m3的混凝土，在长度3.0m的墙部或拱部喷10cm厚的喷层，用铺在地面上的彩条塑料布收集回弹物，称重后换算为体积与全部喷出混凝土体积的比值。1.5.4 喷混凝土强度试验采用边长为15cm的立方无底试模喷射成型或大板切割方法制取试件，养护28天后进行抗压强度试验。1.6 其它工艺试验按技术条款的规定和监理人的指示进行其它工艺试验，在每项现场工艺试验前28天，将现场工艺试验的工艺设计、试验计划报送监理审批后实施。现场工艺试验时，邀请监理现场指导和监督试验过程。通过现场工艺试验选定的工艺流程、施工方法、施工参数和质量控制标准等，编制现场工艺试验报告，报监理工程师批准后用于工程施工。拟采用新工艺、新技术、新材料的工程，事先进行试验，并提供权威性技术部门的技术鉴定证书及有关的质量数据、指标，并此基础上制定有关的质量标准和施工工艺规程，报监理工程师审批同意后采用。