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现场生产性试验
第九章现场生产性试验
9.1现场爆破试验
9.1.1概述
为了确保开挖质量和进度，严格控制爆破飞石，拟结合生产进行爆破试验，以获得最优爆破质量和安全控制要求的爆破参数；了解爆破对周围非开挖岩体的破坏情况和范围；掌握爆破质点振动衰减规律，预报振动量级，通过实际监测，控制爆破规模，降低爆破振动效应，以确保爆区周围被保护边坡和建筑物的安全。
试验课题为：
⑴满足建筑物开挖轮廓线、边坡的稳定及安全施工的要求；
⑵满足混凝土生产系统土建施工进度及强度的要求。
9.1.2爆破试验目的和试验场地
⑴试验目的
①选择爆破材料；
②确定水平建基面预留保护层厚度；
③了解爆破对非开挖岩体的破坏情况与范围；
④了解爆破对相邻永久建筑物、危岩体的影响程度；
⑤预裂爆破的各种参数；
⑥获取爆破安全控制要求的爆破参数。
⑵试验场地
爆破试验的地点选择在监理指定的地点进行爆破试验。
9.1.3爆破试验内容
根据招标文件技术条款要求，爆破试验内容应包括：
⑴炸药和雷管性能试验；
⑵钻孔机具试验；
⑶孔径、孔间排距、排数、孔深参数试验；
⑷爆破起爆网络试验；
⑸每一区爆破边界线的预裂或光面爆破试验。
9.1.4人员配备
根据试验规模及时间要求，将成立开挖专项爆破试验小组，由有丰富爆破试验与爆破测试经验的人员组成，并由具备爆破资质证书的爆破专业工程师担任组长。
试验小组的人员配备初拟如下：
爆破专业工程师：
1人；
爆破测试人员：
3人；
测量技术人员：
3人；
钻工：
8人；
炮工：
4人；
其他辅助人员：
2人；
9.1.5爆破试验设计
本标段的爆破试验必须满足下列要求。
⑴试验必须得出合理的钻爆参数和起爆方式，以确保开挖边坡、洞（井）身围岩的安全、质量和进度；
⑵试验参数除应根据直观的爆破效果判断是否合理之外，还必须结合爆破破坏范围试验和爆破地震效应试验结果进行综合分析确定；
⑶试验所用的观测方法、仪器设备以及分析计算方法、经验公式等，都必须是在我国水电工程爆破试验中采用过的和比较成熟的。
9.1.6爆破试验参数
（1）根据招标文件要求以及大渡河大岗山水电站工程地质情况，并结合我集团公司以往的工程爆破施工经验，按不同的岩石类别分别拟定爆破试验参数。
（2）爆破试验钻孔机械选择
水平孔选用气腿钻造孔；预裂孔、爆破孔采用QZJ-100B支架式钻机造孔，利用样架导向控制孔向。
机械选型必须确保造孔工作在技术上可行，经济上合理。
（3）爆破试验主要施工方法
爆破试验施工流程为：
参数设计→测量放样→技术交底→钻机就位→钻孔→验孔检查→装药联网→爆破→爆效检查→场地清理→下一次试验。
①测量放样
由具有相应资质的专业测量人员，按照爆破试验布置图进行测量放样。
②钻孔
按作业指导书要求，安排钻机在测量放样点位置就位开始，钻进过程中应随时对钻孔深度和偏斜进行检测，以便及时纠偏。
③装药起爆
各钻孔验收合格后，进行装药，其中光爆孔选用φ25mm乳化炸药，预裂孔选用φ32mm乳化炸药，竹片绑扎，导爆索串接；台阶松动爆破孔选用φ32mm乳化炸药。
起爆网络均采用非电导爆系统，其中松动爆破采用微差爆破。
爆前必须认真检查，确定施工无误且安全措施就位后，方可起爆。
④爆效检查
主要检查光面爆破的残留炮孔保存率，壁面平整度，炮孔壁裂隙情况；预裂爆破的预裂缝宽度，残留炮孔保存率，预裂面平整度，炮孔壁裂隙情况；松动爆破的爆堆岩石块度及挖装效率；飞石大小及距离；爆破振动速度；非爆破岩体声波波速降低率等。
9.1.7爆破试验测试
⑴爆破地震效应
在尚未确定本工程的各种爆破参数时，先在相关开挖基础部位进行与爆破点相关的地形、地质等条件有关的系数和衰减系数，即K值与α值的测定。
爆破地震效应的测试，可在土石方明挖段或其它开挖部位进行。
由于该试验是在钻孔内进行，可用地质岩芯钻机在同一高程上打3个φ76～110mm的钻孔，钻孔深度40m（孔底亦在同一高程），根据钻孔岩芯取样确定的岩层分类，将传感器固定在孔内的相应位置上。
各孔距爆破源分别为10m、20m、30m（具体部位报工程师和业主批准后实施）。
⑵爆破动态监测
爆破振动技术试验：
选择合理的一次起爆药量和微差分段确定不同类别岩体的在爆破过程中的相关系数与衰减指数（K、α值），使质点振动速度满足设计要求，其具体作法为：
按允许的质点振动速度设计爆破参数，控制依次起爆药量。
爆破时，进行振动监测，验证爆破效果，作出是否需要修改和调整相关参数。
①先进行边坡预裂及马道水平预裂，再进行主爆区钻爆，预留边坡缓冲区，合理控制爆破区域和方向，使受保护的高边坡处于爆破最小径向位置，测定爆破的衰减百分比。
②选择不同岩石单位耗药量和单响起爆药量，不同类别的岩石单位耗药量分别按0.4～0.8kg/m3逐次试验，单响起爆药量亦采取多孔、双孔和单孔逐次进行微差爆破试验，确定不同岩石单位耗药量、最大单响起爆药量以及一次起爆总药量。
③选择不同微差时间进行试验，利用微差降峰、降振，为正规爆破提供依据。
④加强现场爆破振动监测，及时反馈资料，及时修正爆破参数，质点振动速度按《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL47-94）标准执行。
爆破试验过程中，加强地震波监测和爆区左右侧、后冲方向的爆后破坏范围的宏观调查。
地震波监测，采用省一级计量局认证的地震波自记仪（三维型），同时测量垂直、横向和纵向、由爆破引起的地震波。
按照有关规定要求，控制标准为离爆破点30m处，质点峰值不超过100mm/s，或离爆破点60m处，不应超过50mm/s。
在有条件时要做地震波衰减规律测试，推出本区萨道夫斯基公式，用以指导爆破作业安全施工。
在整个爆破试验过程遵守执行《爆破安全规程》（GB6722-86）《水利水电电工程岩石试验规程》（试行）（SDJ204-92）等现行标准和规程规范。
确定了爆破地震效应K值、α值后，即开始对每次的爆破试验进行爆破震动测试（亦称动态监测），采用目前较为先进的TOPBOX爆破震动自动记录仪进行跟踪测试，每次测试组点不少于3组点，分别距爆源10.0m、22.0m、25.0m甚至5.0m进行布点测试，并将每次的测试结果迅速反馈，以便及时调整爆破试验参数，确保边坡稳定、被保护对象及建筑物的安全。
9.1.8爆破试验成果
⑴爆破试验成果应用
通过爆破试验，优化爆破参数，优化爆破设计，改善爆破效果，检查石方爆、挖、装效果，为本工程大规模爆破施工提供最优的爆破参数；
⑵掌握不同类别爆破质点振动衰减规律，对建筑物及喷混凝土等附近的爆破按允许的质点振动速度设计爆破参数，实现控制爆破。
⑶确定控制飞石距离的技术措施。
9.1.9爆破试验成果提交
爆破试验完成后，将按合同要求向监理人提交爆破试验报告。
其内容主要包括：
⑴试验内容及试验情况；
⑵试验后选定的爆破参数；
⑶爆破区外岩体的破坏情况及范围；
⑷地震波振速公式、爆破飞石控制措施；
⑸图纸及其他内容。
9.2混凝土配合比试验
9.2.1试验目的
通过混凝土配合比试验，提供满足两河口水电站主体工程设计要求，便于施工操作、成本合理的混凝土与砂浆施工配合比。
9.2.2设计技术要求
（1）混凝土设计技术要求根据标书中的有关要求整理后见表9.2-1。
（2）混凝土试验及配合比设计遵循《水工混凝土试验规程》（DL/T5150-2001）、《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）中的有关规定。
表9.2-1配合比设计要求一览表
编号
种类
级配
水泥品种标号
一
常温混凝土
1
C10
三
P.O32.5
2
C20
二
P.O42.5
泵二
P.O42.5
三
P.O42.5
3
C20W4F50
二
P.O42.5
泵二
P.O42.5
4
C20W10F50
二
P.O42.5
泵二
P.O42.5
5
C25W6F100
三
P.O42.5
6
P.O42.5
7
C30
三
P.O42.5
8
C30W8
二
P.O42.5
泵二
P.O42.5
9
HFC35
三
P.O42.5
二
预热混凝土
1
C20W4F50
二
P.O42.5
泵二
P.O42.5
2
C20W10F50
二
P.O42.5
泵二
P.O42.5
3
C25W6F100
三
P.O42.5
4
C30W8
二
P.O42.5
泵二
P.O42.5
9.2.3试验内容
9.2.3.1原材料性能试验
（1）水泥：
普通P.O32.5水泥、普通P.O42.5水泥。
试验内容：
密度、细度、安定性、凝结时间、强度、化学分析，低热微膨胀水泥的膨胀性能、水化热和中热水泥、低热微膨胀水泥的比表面积、水化热。
（2）掺和料：
Ⅱ级粉煤灰
试验内容：
密度、细度、需水量比、含水率、抗压强度比、化学分析。
（3）外加剂：
缓凝高效减水剂、早强减水剂、引气剂、速凝剂
按混凝土外加剂的要求，进行减水率、泌水率比、含气量、坍落度、凝结时间差、抗压强度比、干缩率比、1d抗压强度、28d抗压强度比等试验。
（4）骨料：
骨料采用人工砂石骨料
细骨料检测项目：
含泥量、坚固性、云母含量、石粉含量、吸水率、表观密度、细度模数、有机质含量、SO3含量。
粗骨料检测项目：
含泥量、坚固性、吸水率、表观密度、压碎指标、有机质含量、SO3含量、超逊径含量、不同级配组合的堆积密度。
9.2.3.2混凝土配合比选择试验
（1）混凝土C10
①确定抗压强度与水胶比的关系
采用普通P.O32.5水泥，Ⅱ级粉煤灰掺量20%，水胶比为0.40、0.45、0.50、0.55，成型三级配常态混凝土，进行7d、28d抗压强度试验，0.55水胶比三级配混凝土增加抗冻和抗渗等级试验，从而确定抗压强度、耐久性与水胶比的关系。
采用普通P.O32.5水泥，Ⅱ级粉煤灰掺量30%，水胶比为0.45、0.50、0.55，成型三级配常态混凝土，进行7d、28d抗压强度试验，0.55水胶比三级配混凝土增加抗冻和抗渗等级试验，从而确定抗压强度、耐久性与水胶比的关系。
②最佳砂率选择试验
为了达到较好的填充效果，以获得密实度较高的混凝土，进行最佳砂率选择试验。
试验为在选定的骨料级配和水胶比下，分别采取不同的砂率拌制混凝土，满足和易性要求的较小的砂率即为最优砂率。
根据以上的试验成果，结合设计要求，确定混凝土配合比参数。
③混凝土性能试验及施工配合比确定
根据已选定的混凝土配合比参数，进行混凝土性能验证试验，主要是验证混凝土的性能指标能否满足设计要求。
混凝土试验内容为：
含气量、容重、凝结时间，7d、28d抗压强度、劈拉强度，28d抗冻等级和抗渗等级。
根据混凝土试验成果对混凝土配合比参数做适当调整，提出C10三级配混凝土施工配合比。
（2）C20、C20W4F50、C20W10F50
①确定抗压强度与水胶比的关系
采用普通P.O42.5水泥，Ⅱ级粉煤灰掺量20%，水胶比为0.40、0.45、0.50、0.55，成型三级配常态混凝土，进行7d、28d抗压强度试验，0.55水胶比三级配混凝土增加抗冻和抗渗等级试验，从而确定抗压强度、耐久性与水胶比的关系。
采用普通P.O42.5水泥，Ⅱ级粉煤灰掺量30%，水胶比为0.45、0.50、0.55，成型三级配常态混凝土，0.45水胶比增加成型二级配常态、泵送混凝土，进行7d、28d抗压强度试验，0.50水胶比三级配混凝土增加抗冻和抗渗等级试验，从而确定抗压强度、耐久性与水胶比的关系。
②最佳砂率选择试验
为了达到较好的填充效果，以获得密实度较高的混凝土，进行最佳砂率选择试验。
试验为在选定的骨料级配和水胶比下，分别采取不同的砂率拌制混凝土，满足和易性要求的较小的砂率即为最优砂率。
根据以上的试验成果，结合设计要求，确定混凝土配合比参数。
③混凝土性能试验及施工配合比确定
根据已选定的混凝土配合比参数，进行混凝土性能验证试验，主要是验证混凝土的性能指标能否满足设计要求。
混凝土试验内容为：
含气量、容重、凝结时间，7d、28d抗压强度、劈拉强度，28d抗冻等级和抗渗等级。
根据混凝土试验成果对混凝土配合比参数做适当调整，提出C20（二、泵二、三）、C20W4F50（二、泵二）、C20W10F50（二、泵二）混凝土配合比参数。
（3）混凝土C25W6F100
①确定抗压强度与水胶比的关系
采用普通P.O42.5水泥，Ⅱ级粉煤灰掺量20%，水胶比为0.40、0.45、0.50，成型三级配常态混凝土，0.45水胶比增加成型二级配常态，进行7d、28d抗压强度试验，0.50水胶比三级配混凝土增加抗冻和抗渗等级试验，从而确定抗压强度、耐久性与水胶比的关系。
②最佳砂率选择试验
为了达到较好的填充效果，以获得密实度较高的混凝土，进行最佳砂率选择试验。
试验为在选定的骨料级配和水胶比下，分别采取不同的砂率拌制混凝土，满足和易性要求的较小的砂率即为最优砂率。
根据以上的试验成果，结合设计要求，提出混凝土配合比参数。
③混凝土性能试验及施工配合比确定
根据已选定的混凝土配合比参数，进行混凝土性能验证试验，主要是验证混凝土的性能指标能否满足设计要求。
混凝土试验内容为：
含气量、容重、凝结时间，7d、28d抗压强度、劈拉强度，28d抗冻等级和抗渗等级。
根据混凝土试验成果对混凝土配合比参数做适当调整，提出C25W6F100（三）混凝土配合比参数。
（4）混凝土C30、C30W8
①确定抗压强度与水胶比的关系
分别采用普通P.O42.5水泥，水胶比为0.40、0.45、0.50，成型二级配常态混凝土，0.45水胶比增加成型三级配常态和二级配泵送混凝土，进行7d、28d抗压强度试验，从而确定抗压强度与水胶比的关系。
②最佳砂率选择试验
为了达到较好的填充效果，以获得密实度较高的混凝土，进行最佳砂率选择试验。
试验为在选定的骨料级配和水胶比下，分别采取不同的砂率拌制混凝土，满足和易性要求的较小的砂率即为最优砂率。
根据以上的试验成果，结合设计要求，确定混凝土配合比参数。
③混凝土性能试验及施工配合比确定
根据已选定的混凝土配合比参数，进行混凝土性能验证试验，主要是验证混凝土的性能指标能否满足设计要求。
混凝土试验内容为：
含气量、容重、凝结时间，7d、28d抗压强度、劈拉强度。
根据混凝土试验成果对混凝土配合比参数做适当调整，提出C30（三）、C30W8（二、泵二）混凝土施工配合比。
（5）抗冲耐磨混凝土HFC35
①确定抗压强度与水胶比的关系
采用P.O42.5水泥，HF外加剂掺量6～8kg/m3，水胶比为0.30、0.35、0.40，成型三级配常态混凝土，0.35水胶比增加成型二级配常态，进行7d、28d抗压强度试验，0.40水胶比三级配混凝土增加抗冻、抗渗等级和抗冲磨性能试验，从而确定抗压强度、耐久性与水胶比的关系。
②最佳砂率选择试验
为了达到较好的填充效果，以获得密实度较高的混凝土，进行最佳砂率选择试验。
试验为在选定的骨料级配和水胶比下，分别采取不同的砂率拌制混凝土，满足和易性要求的较小的砂率即为最优砂率。
根据以上的试验成果，结合设计要求，确定混凝土配合比参数。
③混凝土性能试验及施工配合比确定
根据已选定的混凝土配合比参数，进行混凝土性能验证试验，主要是验证混凝土的性能指标能否满足设计要求。
混凝土试验内容为：
含气量、容重、凝结时间，7d、28d抗压强度、劈拉强度，28d抗冻等级、抗渗等级和抗冲磨性能。
根据混凝土试验成果对混凝土配合比参数做适当调整，提出抗冲磨HFC35常态二级、三级配混凝土施工配合比。
对上述试验成果进行整理、分析，提出混凝土配合比报告。
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