常州新防洪控制工程施工方案--無圖(共10頁)

1、常州新閘防洪(fnghng)控制工程水下不分散(fnsn)砼護(hù)坦?jié)沧⑹┕し桨钢袊?zhn u)石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院2001-11-28工程概況(gikung)與水下不分散混凝土特點常州新閘防洪控制工程位于京杭大運河常州段，該段屬黃金水運通道，新閘護(hù)坦鋼筋布置(bzh)密，底板厚度僅為1m，澆注(jio zh)面積大（20m30m，不能分倉澆注），需一次性澆注完成，混凝土表面平整度為7，要求不斷航澆注水下護(hù)坦混凝土，故水下混凝土澆注必須帶水施工，這就要求水下混凝土必須具有良好的抗水洗性、自流平性，整體施工不出現(xiàn)施工逢等。如采用普通混凝土澆注，必須滿足水下混凝土的超流平性能要求。而普通混凝土混合

2、物是一種多相粗分散體系，顆粒之間的粘結(jié)力小，又因其各組分的密度、粒徑不同，因此在水中澆灌時極易分散，水泥、砂石分層離析，改變了混凝土混合物的級配組成，水泥流失，污染水質(zhì)，混凝土強(qiáng)度下降。澆注到水下的混凝土因其流動度過大容易產(chǎn)生離析或施工逢，很難滿足護(hù)坦混凝土表面平整度和內(nèi)部質(zhì)量要求。如果利用普通混凝土施工，難以解決一次澆注面積大、表面平整度要求高的施工難題。UWB-II絮凝劑是一種水溶性含有長鏈的高分子聚合物，它在水中具有易溶性或速溶性；具有微觀分子應(yīng)具有的長鏈結(jié)構(gòu)；對混凝土拌和物的施工性能、硬化混凝土的力學(xué)性能及長期性能不產(chǎn)生有害影響；對生物及施工水域環(huán)境無毒性。它能將水泥顆粒吸附到分子鏈上

3、，通過分子鏈在水泥細(xì)顆粒之間縱橫交叉的“架橋”聯(lián)系作用，把許多顆粒連接在一起，形成穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在普通混凝土中加入抗分散劑UWB-II絮凝劑后，由于其表面活性作用，改變了混凝土拌和物粗分散體系中顆粒的表面電位，顯著降低了粒子間的排斥勢能，增大了顆粒間吸引的勢能，使多相粗分散體凝聚在一起，起到增稠不分散的作用，從而達(dá)到抗水洗的目的。由于上述作用，水中澆注的混凝土拌和物在水中施工時抗分散、不離析，具有良好的自流平性和自密實性，成為一種新型的水中抗分散混凝土。摻加UWB-II絮凝劑的水下不分散混凝土，在保證抗分散性能的前提下，能夠最大可能的滿足水下混凝土的自流平性能，流動半徑可控制在3.0m6.0

4、m。水下不分散混凝土另有一顯著特點觸變性，即混凝土在靜止一段時間后，流動性會逐漸喪失，但在外力觸動下（如攪拌等），其流動性可馬上恢復(fù)，拌和物在流動過程中將環(huán)境水?dāng)D走，與已澆混凝土密實的粘接在一起，形成整體，從而減少水下混凝土施工縫，但要求速度必須快且連續(xù)澆注，才能最大限度的降低混凝土表面高差?？紤]到運輸及澆注操作等時間的延長，控制其塌落度（塌擴(kuò)度）在1.0小時內(nèi)基本不損失，水下不分散混凝土凝結(jié)時間一般在1020h，能夠保證水下混凝土工程的施工質(zhì)量。材料(cilio)要求水下不分散混凝土用材料和普通混凝土一樣，沒有(mi yu)特殊要求；在該工程中，根據(jù)攪拌站現(xiàn)有的材料，我們建議所用材料應(yīng)達(dá)到如

5、下指標(biāo)：1、水泥(shun)：425# 礦渣硅酸鹽水泥。2、粉煤灰：二級以上粉煤灰。3、砂：中砂，細(xì)度模數(shù)2.43.0，含泥量3%。4、石子：粒徑520，連續(xù)級配，含泥量1%。5、外加劑：UWB-II-II泵送型水下不分散混凝土絮凝劑。水下不分散混凝土性能1、配合比根據(jù)工程表面流平要求和施工時環(huán)境、溫度影響，考慮水下不分散混凝土流動性和抗分散性要求，我們建議提高單方混凝土膠結(jié)料用量，以保證流動性和粘性，使之自流平自密實。通過試驗，推薦以下混凝土配合比：（kg/m3）水泥 粉煤灰 水 砂 石子 UWB-II 475 50 225245 636 954 12 由于絮凝劑增加了混凝土的粘性，與普通混

6、凝土相比，單方混凝土用水量提高，在保證一定塌落度的前提下，為控制水灰比，提高了單方混凝土的膠結(jié)料用量，考慮到現(xiàn)場施工條件及水陸強(qiáng)度比，陸上按C25設(shè)計，以保證水下C20強(qiáng)度。2、流動性混凝土塌落(t lu)度控制在2225cm，塌擴(kuò)度4555cm范圍，以保證(bozhng)泵送工藝要求；在該范圍(fnwi)內(nèi)混凝土的可泵性好，混凝土的表面平整度可控制在7cm以內(nèi)。3、凝結(jié)時間根據(jù)攪拌站和混凝土泵的輸送能力，混凝土的初凝時間初步控制在1020小時之間，終凝時間小于36小時；在初凝時間內(nèi)，完成混凝土的整體連續(xù)澆注。4、水中分離度通過混凝土的水陸強(qiáng)度比來測定。即相同配比的混凝土在水中30cm的落差下

7、和空氣中分別成型，兩者之間的齡期強(qiáng)度比值。此工程用絮凝劑控制水陸強(qiáng)度比7天不小于60%，28天不小于70%。5、泌水率、含氣量該混凝土因其粘性和保水性，其泌水率一般低于0.5%，含氣量一般小于4.0%。6、特別要求以上各指標(biāo)須在正式施工前確定，通過試驗室內(nèi)的混凝土配合比和外加劑的調(diào)整，使混凝土外加劑的性能滿足現(xiàn)場施工要求后，方可進(jìn)行中試試驗或直接進(jìn)行大面積的工程應(yīng)用。施工工藝方案1、由于導(dǎo)管法能最大限度的保證水下混凝土質(zhì)量，雖然采用水下不分散技術(shù)，推薦采用導(dǎo)管法；混凝土導(dǎo)管內(nèi)徑為25厘米，導(dǎo)管作用半徑在35m之間。2、結(jié)合水下不分散混凝土流動性，在澆注過程中，如果混凝土澆注面上升速度能控制在1

8、m/h以上時，混凝土表面高差可控制在7cm以內(nèi)。根據(jù)此工程特點，控制1m/h的上升速度有一定困難，建議采用撓性軟管補(bǔ)平澆注法來控制表面高差。即每個澆注點混凝土高度到1m標(biāo)高時，停止?jié)沧?，移?dǎo)管至第二個澆注點繼續(xù)澆注；同時，采用懸臂泵車接撓性軟管由潛水員移動澆灌位置，將第一個澆注塊表面一次性找平，如下圖，依次類推，使施工平面整體向前推進(jìn)。3、找平澆注施工時，建議采用下圖示澆注方法：在補(bǔ)平澆注時，必須保證導(dǎo)管內(nèi)混凝土澆注的連續(xù)性，導(dǎo)管內(nèi)始終填充(tinchng)混凝土，當(dāng)混凝土輸送中斷時，最好用麻袋把軟管口包住，防止水反竄。4、水下不分散混凝土因為不需振搗器振搗，所以續(xù)澆注混凝土?xí)r，必須在已澆混凝

9、土尚有流動性的情況(qngkung)下，再澆灌后一道混凝土，使兩者成為一體。這樣確保混凝土的銜接是密實的，不存在施工縫。水下不分散混凝土有充分流動性的時間，為攪拌后25小時。因此，補(bǔ)平混凝土應(yīng)在導(dǎo)管混凝土澆注時間的5小時以內(nèi)施工完畢。注意(zh y)問題1、攪拌站混凝土的攪拌時間應(yīng)不少于3分鐘，外加劑由計量設(shè)備計量加入，條件不足時，可根據(jù)混凝土攪拌量確定出每次所需外加劑量，設(shè)計出每次攪拌所需外加劑袋裝量（即一次一袋，非標(biāo)準(zhǔn)包裝），有專人負(fù)責(zé)加入。2、本產(chǎn)品加入到混凝土中后，混凝土具有一定的粘性，可能導(dǎo)致混凝土在攪拌站下料時困難，有必要時請現(xiàn)場工人予以協(xié)助。3、混凝土的攪拌出料時間、運輸時間及現(xiàn)

10、場混凝土的澆注時間三者之間要協(xié)調(diào)好，步調(diào)一致，爭取在半小時內(nèi)完成一次的澆注任務(wù)。4、水下不分散混凝土粘性增大，與普通混凝土相比，泵送效率降低1/21/3，泵送阻力增加約1倍。攪拌能力也相應(yīng)降低，施工前應(yīng)作充分考慮。5、現(xiàn)場宜增加一些混凝土運輸車和混凝土懸臂泵，保證泵車輸送混凝土的連續(xù)性，即使有間隙，最好前后時間控制在5分鐘以內(nèi)。6、根據(jù)水下不分散混凝土特點(tdin)，結(jié)合水工混凝土要求，我們建議水溫低于5度時，水下不分散混凝土應(yīng)停止施工。施工質(zhì)量(zhling)檢測1、混凝土入泵前取樣檢驗，檢驗塌落度、塌擴(kuò)度值，同時陸地成型(chngxng)試件，終凝后，拆模，將混凝土試件現(xiàn)場水中和標(biāo)準(zhǔn)條件

11、下分別養(yǎng)護(hù)至齡期，測定齡期強(qiáng)度。2、連續(xù)澆灌的混凝土每100m3取樣一次，檢測澆注混凝土質(zhì)量的均勻性。附1：水下不分散(fnsn)混凝土試驗（常州中鐵一局試驗(shyn)室試驗）10月25日，應(yīng)常州新閘抗洪工程項目部要求，工程院與中鐵一局混凝土攪拌站就新閘護(hù)坦工程應(yīng)用水下不分散混凝土事宜達(dá)成共識，有新閘項目部、工程院和攪拌站試驗室有關(guān)技術(shù)人員共同(gngtng)對該材料的性能進(jìn)行測試。一、目的測試攪拌站現(xiàn)有材料能否滿足水下不分散混凝土要求，測定不同的膠結(jié)料用量對水下成型混凝土強(qiáng)度的影響。二、原材料水泥：海螺牌425#礦渣水泥。砂：蕪湖砂，細(xì)度模數(shù)2.52.6，含水率5%。石子：宜興產(chǎn)，粒徑52

12、0，二級配。外加劑：UWB-II絮凝劑，天津工程技術(shù)研究院生產(chǎn)。三、試驗步驟1、將砂、石子、水泥、絮凝劑依次加入立式強(qiáng)制攪拌機(jī)，干拌15s，加入計量好的水（液體外加劑同時加入），攪拌3分鐘。2、測初始、30分鐘的塌落度、塌擴(kuò)度值，以初始塌落度大于20，塌擴(kuò)度大于35，同時30分鐘塌落度大于23，塌擴(kuò)度大于45為合格。3、成型陸上及水下試塊，測凝結(jié)時間。4、測定7天和28天齡期試件強(qiáng)度。四、結(jié)果與討論混凝土配合比共分四組，每組陸地、水下分別成型試件（101010）。1、 水泥 粉煤灰 水 砂 石子 UWB-II1m3 400 50 225 670 1005 11.2515升 6.0 0.75 3

13、.375 10.05 15.075 0.17實際(shj)用水量：3.15（未含砂中含水量）塌落(t lu)度：21.5 塌擴(kuò)度：3841 30分鐘后 塌落(t lu)度：23.5 塌擴(kuò)度：56562、 水泥 粉煤灰 水 砂 石子 UWB-II1m3 450 50 250 640 960 12.515升 6.75 0.75 3.75 9.6 14.4 0.19實際用水量：2.97（未含砂中含水量） 塌落度：21.5 塌擴(kuò)度：40453、 水泥 粉煤灰 水 砂 石子 UWB-II1m3 500 50 250 620 930 13.7515升 7.5 0.75 3.75 9.3 0.14 0.21

14、實際用水量：2.90（未含砂中含水量） 塌落度：24.5 塌擴(kuò)度：56564、 水泥 粉煤灰 水 砂 石子 UWB-II JK4031m3 450 50 250 640 960 12.5 7.5415升 6.75 0.75 3.75 9.6 14.4 0.19 0.075實際用水量：2.70（未含砂中含水量）10分鐘后 塌落度：24.5 塌擴(kuò)度：5656強(qiáng)度試驗結(jié)果如下組別7天 抗壓強(qiáng)度Mpa28天 抗壓強(qiáng)度Mpa陸地標(biāo)養(yǎng)水下標(biāo)養(yǎng)R水/R陸陸地標(biāo)養(yǎng)水下標(biāo)養(yǎng)R水/R陸1-11.335.021.30.61231.119.20.6248.330.80.64337.324.50.6653.240.80

15、.77439.724.50.6259.039.00.66從混凝土絕對強(qiáng)度來看，4組數(shù)據(jù)均能滿足C20的設(shè)計要求；但從水陸強(qiáng)度比數(shù)據(jù)看，只有第三組7天大于60%，28天大于70%?？紤]水下混凝土離散差異系數(shù)及自流平性，從保守角度出發(fā)，故推薦優(yōu)先采用第三組配合比。附2：水下(shu xi)不分散混凝土低溫強(qiáng)度(qingd)試驗根據(jù)常州試驗結(jié)果，綜合考慮施工環(huán)境溫度、澆注工藝、流平要求等諸多因素，我們調(diào)整了絮凝劑和混凝土配合比；通過試驗篩選，優(yōu)化組合，最后(zuhu)確定了本試驗的水下不分散混凝土的配合比組成，進(jìn)行進(jìn)一步的低溫試驗研究。目的針對常州新閘工程，測定水下不分散混凝土低溫時凝結(jié)時間、強(qiáng)度發(fā)

16、展、水陸強(qiáng)度比等情況。原材料水泥：冀東42.5R普通硅酸鹽水泥。砂： 河砂，細(xì)度模數(shù)2.52.7，含水率5%。石子：碎石，粒徑525，連續(xù)級配。外加劑：UWB-II絮凝劑，天津工程技術(shù)研究院生產(chǎn)。三、試驗步驟1、將砂、石子、水泥、絮凝劑依次加入立式強(qiáng)制攪拌機(jī)，干拌15s，加入計量好的水（液體外加劑同時加入），攪拌3分鐘。2、測初始、30分鐘的塌落度、塌擴(kuò)度值，以初始塌落度大于20，塌擴(kuò)度大于35，同時30分鐘塌落度大于23，塌擴(kuò)度大于45為合格。3、陸上及水下試塊，測凝結(jié)時間、泌水率、含氣量。4、測定7天和28天齡期試件強(qiáng)度。四、結(jié)果討論同一種混凝土配比成型六組，分別在標(biāo)養(yǎng)條件、4和9成型陸地

17、、水下試件（101010）。1 水泥(shun) 粉煤灰 水 砂 石子 UWB-II11m3 480 50 250 628 942 11.2515升 6.0 0.75 3.75 9.42 14.13 0.17初始(ch sh)塌落度21.0，塌擴(kuò)度3538，30分鐘塌落(t lu)度23.5，塌擴(kuò)度4845。2 水泥 粉煤灰 水 砂 石子 UWB-II2 JK4031m3 480 50 250 628 942 11.25 10.615升 6.0 0.75 3.75 9.42 14.13 0.17 0.16初始塌落度23.0，塌擴(kuò)度4247，30分鐘塌落度25，塌擴(kuò)度5657。低溫試驗結(jié)果如下組別養(yǎng)護(hù)條件R7 MpaR水/R陸（%）R28 MpaR水/R陸（%）凝結(jié)時間，h泌水率（%）含氣量（%）陸上水下陸上水下初凝終凝1416.79.55727.417.363354202.9922.914.26233.522.8682028標(biāo)養(yǎng)32.821.36544.030.87015202419.511.55928.119.469334102.5926.716.36036.225.7711926標(biāo)養(yǎng)37.824.26448.735.1721519從試驗結(jié)果看，水下不分散混凝土低溫時強(qiáng)度發(fā)展慢，特別在溫度低于5時，