浅谈高混凝土坝水泥及掺合料的研究与应用.pdf

水 力 发 电 第 3 6 卷第 1 0期 2 0 1 0年 1 0月 浅 谈 高 混 凝 土 坝 水 泥 及 掺 合 料 的 研 究 与 应 用 陈利刚 解敏 ( 中国水 电顾 问集 团昆明勘测设计研 究院 ，云 南 昆明 6 5 0 0 5 1 ) 摘 要：水泥及掺合料的研究是高混凝土坝设计的关键技术之一，设计阶段对混凝土主要原材料进行性能改进或新材 料开发研究 ，是积极促进新材料 、新技术发展的重要途径，也是保证施工期混凝土原材料供应 提高混凝土性能的重 要措施 。结合小湾、景洪水 电站混凝土主要原材料研究 ，介绍混凝土坝水泥及掺合料研究方面的经验和主要成果。 关键词 ：混凝土坝 ；水泥 ；掺合料 ；研究 ；应用 S t u d y o n Ce m e n t a n d Ad mi x t u r e f o r t h e Co n s t r u c t i o n o f Hi g h Co n c r e t e Da m a n d I t s Ap p l i c a t i o n Ch e n Li g a ng ，Xi e Mi n ( H y d r o C h i n a K u n mi n g E n g i n e e r i n g C o r p o r a t i o n ， K n n mi n g Y u n n a n 6 5 0 0 5 1 ) Ab s t r a c t ： T h e c e me n t a n d a d mi x t u r e i s o n e o f k e y c o n c e i n s i n t h e d e s i g n o f h i g h c o n c r e t e d a m T h e s t u d y o n i mp r o v i n g t h e p e r f o r ma n c e o f r a w ma t e ria l s O F de v e l o p i n g ne w r a w ma t e r i a l s f o r c o nc r e t e i n d e s i g n ph a s e i s i mpo r t a n t for s e c uring t h e s u pp l y o f r a w ma t e ria l s a n d i mp r o v i n g t he p r o p e r t i e s o f c o n cr e t e d u rin g c o n s t r u c t i o n p e rio dCo mbi ne d wi t h t h e s t u dy o n ma i n r a w ma t e ri a l o f c o n c r e t e f o r t h e c o n s t r u c t i o n o f X i a o w a n a n d J i n g h o n g h y d r o p o w e r p r o j e c t s ， t h e e x p e ri e n c e s a n d ma j o r a c h i e v e me n t s a r e i n t r o d u c e d h e r e i n Ke y W o r d s ：c o n c r e t e d a m；c e me nt ；a dmi x t u r e ；r e s e a r c h ；a pp l i c a t i o n 中图分 类号 ： T Q1 7 2 7 ； T U 5 2 8 0 4 1 文献标识码 ： B 文章编号 ： 0 5 5 9 9 3 4 2 ( 2 0 1 0 ) 1 0 0 0 2 8 0 3 水 工 大 体 积 混 凝 土 对 物 理 力 学 性 能 、变 形 性 能 、 热 学 性 能 和 耐 久 性 能 要 求 较 高 尤 其 是 高 混 凝 土 坝 ， 一 般 要 求 混 凝 土 的 综 合 性 能 为“ 中 高 强 度 、高 极 拉 值 、 中 等 弹 模 、 中 低 发 热 量 、小 量 收 缩 或 微 膨 胀 ” 。 因此 ，水工 大 体积 混 凝 土对 水 泥及 掺合 料 ，除质 量 稳定 要 求外 ，还有 一 些 专项 的特殊 要 求 。而 大 多数 水 电 站 工 程 开 工 建 设 前 ， 坝 址 周 边 能 供 应 的 水 泥 及 掺 合料 的性 能 基本 上 都 达不 到 工程 要 求 ，为 确保 工 程采 用 的水泥及 掺合 料技 术经济 合理 ，货 源有保 障 ， 设 计 阶 段 需 要 在 全 面 调 查 的 基 础 上 ， 结 合 工 程 实 际 情 况 ，开展 充 分 的研 究工 作 。本 文结 合小 湾 、景 洪 水 电 站 混 凝 土 主 要 原 材 料 研 究 情 况 ，简 要 介 绍 在 混 凝 土坝 水 泥及 掺合 料 研 究方 面 的工作 经 验 和主要 研 究 成 果 1 水泥研发及性能改进 混 凝 土 坝 选 用 的 中 热 硅 酸 盐 水 泥 ， 在 满 足 国 家 标 准 的基 础上 ，还 可能 根 据工 程 的具 体 情况 提 出一 困Wa t e r P o w e r V o 1 3 6 N o 1 0 些 特 殊 要 求 。如 ： 水 泥 细 度 或 比 表 面 积 ，熟 料 矿 物 成分 ，水泥 碱含 量 、氧 化镁含 量 、三氧化 硫含 量等 ， 类 似 小 湾 高 拱 坝 还 对 下 限 强 度 提 出 要 求 。 大 多 数 水 电 站 周 边 的 水 泥 厂 不 生 产 适 合 水 电 站 大 体 积 混 凝 土 特 殊 要 求 的 水 泥 困 此 需 结 合 工 程 实 际 情 况 及 周 边 水 泥 供 应 厂 家 的 生 产 和 技 术 条 件 ， 引 导 并 协 助 水 泥 厂 通 过 调 整 配 料 方 案 和 生 产 工 艺 、增 加 检 验 措 施 等 进 行 技 术 改 进 ， 生 产 出 满 足 水 电 工 程 要 求 的 水 泥 1 1 小湾专 供 中热水 泥的研 发及应 用 小 湾 水 电 站 大 坝 为 混 凝 土 双 曲 拱 坝 ，最 大 坝 高 2 9 4 5 i n，拱 坝 对 水 泥 的要 求 较高 ，经 过技 术 分 析 ， 确 定 小 湾 电 站 采 用 中 热 硅 酸 盐 水 泥 。 从 1 9 9 8年 开 始 ，设计 经 过 详 细 的调查 分 析 ，选 择联 合 生产 能力 收 稿 日期 ：2 0 0 9 1 1 2 5 作者简介 ：陈利刚 ( 1 9 7 6 一 ) ，男 ，云南陆 良人 ，高级工程师，主 要从事水电丁程材料及温控设计工作 弟 3 6卷 弟 1 0 P ； F U F J U ， 亏 ： ) 戈恹 茼) 琵凝 上 小 犯 侈 白科 目 计 习 及 研 发 能 力 较 强 的 红 塔 滇 西 水 泥 厂 进 行 小 湾 专 供 中 热 水 泥 的研 究 开 发 。 设 计 首 先 提 出 小 湾 专 供 中 热 水 泥 的 建 议 指 标 ， 与 水 泥 厂 家 共 同 讨 论 后 ，作 为 试 生 产 控 制 指 标 。 滇 西 水 泥 厂 多 次 试 生 产 中 热 硅 酸 盐 水 泥 ，设 计 全 过 程 跟 踪 检 测 试 生 产 的 样 品 ，并 在 总 结 分 析 前 期 研 究 成 果 的基 础上 ，对 小湾 专 供 中热 水 泥控 制 指 标进 行 了 适 当调 整 。滇 西 水 泥厂 按调 整 后 的技 术 指 标组 织 更 大 范 围 的 试 生 产 ， 在 此 期 间 ，对 水 泥 细 度 、 比 表 面 积 、颗 粒 级 配 、胶 砂 强 度 和 水 泥 水 化 热 的 相 关 关 系 、Mg O 含 量 及 S O 含 量 对 水 泥 性 能 的 影 响 、 与 外 加 剂 的 适 应 性 等 进 行 了 专 项 研 究 。 主 要 研 究 成 果 如 下 ： ( 1 ) 水 泥 的 比 表 面 积 、水 化 热 与 熟 料 中 1 6 m 以下 颗 粒 含 量 相 关 性 较 好 ， 而 2 8 d抗 压 强 度 主 要 与 3 2 u m 以 下 颗 粒 含 量 的 相 关 性 较 好 。 ( 2 ) 当 S O 含 量 低 于 1 时 ，水 泥 初 、终 凝 时 间 分 别 为 1 3 、 3 7 rai n，不 满 足 规 范 要 求 ；而 且 采 用 萘 系 复 合 外 加 剂 的 混 凝 土 凝 结 时 间 对 水 泥 中 S O 含 量 较 为 敏 感 ， 当 S O， 含 量 低 时 ，混 凝 土 初 凝 较 快 ，终 凝 时 间 过 长 。 大 量 试 验 成 果 表 明 ，水 泥 中 S O 含 量 控 制 在 1 5 3 之 间 为 宜 。 ( 3 ) 随 着 熟 料 中 Mg O 含 量 的 增 加 ，混 凝 土 自生 体 积 变 形 收 缩 量 减 小 ，甚 至 出 现 微 膨 胀 ，但 水 泥 2 8 d抗 压 强 度 逐 渐 降 低 。 凝 结 时 间 有 缩 短 的 趋 势 ， 综 合 考 虑 ，水 泥 中 Mg O 含 量 控 制 在 4 0 左 右 为 宜 。 在 总结专 项研 究成 果 的基础 上 ，结合 工程 特性 ， 确定 了小 湾专 供 中热水 泥 的技 术指 标 。 按确 定 的 技 术 指 标 生 产 的 小 湾 专 供 中 热 水 泥 ，经 过 混 凝 土 性 能 试 验 检 验 ， 满 足 小 湾 拱 坝 的 要 求 ，在 试 用 成 功 后 ， 于 2 0 0 5年 1 2月 开 始 应 用 于 小 湾 拱 坝 。 截 至 2 0 0 9年 5月 底 ， 已 浇 筑 混 凝 土 约 7 1 0万 m ， 使 用 小 湾 专 供 中热 水 泥 1 1 0万 t ，现 场 混 凝 土 施 工 配 合 比及 其 性 能 与 设 计 试 验 成 果 基 本 一 致 。 小 湾专 供 中热 水 泥 的研 发 采 用“ 院一 厂 ”联 合 模 式 ，设 计 参 与 到 水 泥 的 整 个 生 产 过 程 中 。 利 用 设计 的技 术 优 势 和工 程经 验 ，结合 水 泥 厂 的实 际 情 况 ，制定 的技 术 指 标 具有 针 对 性 和可 操 作性 ，能 充 分 挖 掘 水 泥 厂 的 技 术 潜 能 ， 弥 补 不 足 。 对 水 泥 的 专 项 研 究 系 统 深 入 ，充 分 掌 握 了水 泥 细 度 、 比表 面 积 对 水 泥 胶 砂 强 度 及 水 泥 水 化 热 的 影 响 特 性 水 泥 中 S O，含 量 对 水 泥 性 能 的 影 响 程 度 和 对 外 加 剂 的 适 应 性 。 以 混 凝 土 性 能 指 标 作 为 选 择 原 材 料 的最 终 判 据 确 定 专 供 中热 水 泥 的技 术 指 标 的 方 法 客 观 、科 学 。通 过 小 湾 专 供 中 热 水 泥 的 研 发 水 泥 厂 在 普 通 生 产 线 的 基 础 上 增 加 了 石 灰 石 二 级 破 碎 、机 械 倒 库均 化 装 置 ，并 改 单筒 冷 却 机 为篦 式冷 却 机等 确 定 了工 艺 生 产参 数 ，开发 应 用 了“ 水 泥 生 产 质 量 监 控 、管 理 、优 化 执 行 系 统 ” 全 厂 计 算 机 质 量 网 络 系 统 ，用 于 工 序 质 量 控 制 ；制 定 了 专 项 水 泥 质 量 管 理 办 法 ， 使 小 湾 专 供 中 热 水 泥 生 产 制 度 化 、规 范 化 。 1 2低 热微膨 胀水 泥 的研发 及应 用 小 湾 抗 力 体 二 期 混 凝 土 为 回 填 3 5 m 3 5 m 拱 形 断 面 预 留 灌 浆 廊 道 ， 浇 筑 后 不 进 行 接 缝 灌 浆 ，要 求 一 、二 期 混 凝 土 间 缝 张 开 度 不 大 于 0 3 mm。 最 初 考 虑 采 用 中 热 水 泥 外 掺 轻 烧 Mg O 混 凝 土 进 行 回 填 ， 但 调 查 并 检 测 了 多 家 的 轻 烧 Mg O， 品 质 及 稳 定 性 均 不 满 足 相 应 的 标 准 要 求 。 为 解 决 工 程 的 困 难 ，从 技 术 上 支 持 滇 西 水 泥 厂 ， 开 展 了 新 型 干 法 窑 生 产 低 热 微 膨 胀 水 泥 的 试 验 研 究 工 作 。 首 先 提 出 初 步 工 作 思 路 ， 与 水 泥 厂 家 共 同 讨 论 后 ，滇 西 水 泥 厂先 后 进行 了多 次 实验 室 研 究和 工业 试 生产 ，基 本掌 握 了低 热微 膨 胀 水泥 的生产 配 方 和 生 产 工 艺 。 在 对 初 步 研 究 成 果 进 行 分 析 的 基 础 上 ， 提 出进 一 步 的水 泥 改性 工 作 计 划 ，并 对 水 泥及 各矿 物 组 分 的 比 表 面 积 进 行 专 项 研 究 。 通 过 试 验 研 究 低 热 微 膨 胀 水 泥 比 表 面 积 与 各 龄 期 线 膨 胀 率 的 相 关 关 系 、水 泥 比表 面 积 与 强 度 及 水 化 热 的 相 关 关 系 、水 泥 各 组 分 比表 面 积 与 强 度 及 水 化 热 的 相 关 关 系 ，掌 握 了影 响水 泥性 能 的主 要 因素 。根据小 磨试 验成 果 ， 制 定 工 业 生 产 参 数 进 行 丁 业 化 生 产 ， 使 低 热 微 膨 胀 水泥 的水 化热 、强 度 、线膨胀 率 达到最 优 。 研 究 成 果 达 到 预 期 目标 后 ，开 展 了 混 凝 土 配 合 比及 性 能 试 验 。 经 过 试 验 论 证 ，红 塔 滇 西 低 热 微 膨 胀 水 泥 配制 的混凝 土强 度 等级 、抗 渗性 能 及抗 冻 性 能 均 满 足 小 湾 抗 力 体 二 期 回 填 混 凝 土 的 设 计 要 求 ， 且 水 化 热 较 低 ， 混 凝 土 的 自生 体 积 变 形 性 能 较 好 ， 可 应 用 于 小 湾 工 程 。 截 至 2 0 0 8年 1 2月 ，小 湾 水 电 站 采 用 滇 西 低 热 微 膨 胀 水 泥 浇 筑 混 凝 土 约 3 0万 IT I 。 浇 筑 后 通 过 预 埋 测 缝 计 进 行 张 开 度 检 测 ，抗 力 体 二 期 回填 混 凝 土 边 墙 及 两 段 间 施 _T缝 的 张 开 度 绝 大 部 分 在 0 3 mlT I 以 下 。其 中 3 0 5 0 的缝 处 于 挤 压 状 态 ，满 足 设 计 要 求 。 滇 西 低 热 微 膨 胀 水 泥 水 化 热 较 低 ，配 制 的 混 凝 土 自生 体积 变 形 性 能较 好 ，膨胀 量 较 大 ，且 后期 稳 定 。 滇 西 水 泥 厂 成 功 研 制 出 低 热 微 膨 胀 水 泥 ，结 束 了云 南 省 内无 生 产低 热 微 膨胀 水 泥 厂 家 的历 史 同 时 为 该 品 种 水 泥 在 云 南 水 电 工 程 中 的 进 一 步 运 用 创 造 了 条 件 。 1 3水 泥研 发及性 能 改进 的技术 线路 在 回顾 小 湾 专 供 中 热 水 泥 和 低 热 微 膨 胀 水 泥 研 W a t e r P o w e r V o 1 3 6 N o 1 0囫 UI U q z I U 月 发 和性 能改 进 工作 的基础 上 ，总结 出水 泥 研 发 的一 般 技 术 线 路 为 ： ( 1 )详 细 调 研 坝 址 周 边 水 泥 厂 家 的 基 本 情 况 ， 分 析 各 水 泥 厂 的 优 势 、 特 点 以及 存 在 的 问 题 充 分 掌握水 泥 厂的生产 能力 和技 术能力 ( 2 ) 选 择 一 到 两 家 具 备 生 产 能 力 并 有 一 定 研 发 能 力 的水 泥 厂 ，进 行 研 发 及 水 泥 性 能 改 进 工 作 ；结 合 工程 的特 殊 要求 ，对水 泥 厂家 提 出水 泥 生产 的技 术 指 标 。 ( 3 ) 协 助 水 泥 生 产 厂 家 按 技 术 指 标 的 要 求 制 定 水 泥 试 生 产 配 方 及 生 产 工 艺 控 制 方 案 跟 踪 水 泥 试 生 产 过 程 。 ( 4 ) 对 试 生 产 的 水 泥 样 品 进 行 品 质 检 测 试 验 。 如 果 水 泥 的 性 能 指 标 达 不 到 预 定 目标 要 求 ，则 及 时 进行 分析 总结 ，必 要 时可适 当调整 水泥 的技术 指标 ， 重 新 制 定 配 方 及 生 产 工 艺 ，进 行 下 一 次 试 生 产 。 ( 5 ) 水 泥 的 性 能 指 标 达 到 预 定 目标 后 ，对 工 程 需要 的 主要 强度 等 级 混凝 土进 行 全 面 的配 合 比及性 能 试 验 ，根 据 试 验 成 果 。对 水 泥 的性 能 进 行 综 合 评 价 并结 合 水 泥厂 实 际情 况 分析 是 否有 必 要 对个 别 指 标 作 进 一 步 优 化 和 调 整 。 ( 6 ) 水 泥 厂 按 最 终 确 定 的 技 术 指 标 进 行 工 业 试 生 产 跟 踪 检 测 工 业 试 生 产 的 各 批 次 水 泥 。 ( 7 ) 水 泥 及 配 制 的 混 凝 土 性 能 指 标 满 足 丁 程 要 求 ，且 质量 稳 定 ，通 过 咨询 和评 审 ，并 进 行试 应 用 后 ，推 荐 工 程 运 用 。 2 掺合料研究 混 凝 土 坝 的 掺 合 料 优 先 选 用 质 量 稳 定 的 F类 I 级 或 级 粉 煤 灰 ，对 于 粉 煤 灰 缺 乏 或 粉 煤 灰 运 距 较 远 的 地 区 掺 合 料 的 选 择 成 为 制 约 混 凝 土 大 坝 建 设 的关键 因素 之 一 。云南 省及 周 边 地 区粉 煤灰 供 应企 业 与 大 型 水 电 工 程 在 地 域 分 布 上 不 协 调 ，粉 煤 灰 的 供 应 点 主 要 集 中 在 滇 东 及 昆 明 地 区 ，而 云 南 省 内大 型 水 电工 程 主要 分 布在 滇 西 、滇 南地 区的三 江 干流 上 因 此 ， 对 于 云 南 境 内 的 大 、 中 型 水 电工 程 ，通 常 还 需 要 结 合 工 程 实 际 情 况 ，研 究 采 用 其 他 品 种 掺 合 料 的 可 行 性 。 2 1 小湾 水 电站粉 煤灰跟 踪研 究 小 湾工 程需采 用优 质 I级粉煤灰 。电厂 的煤种 、 煤 粉 磨 的 型 号 、 锅 炉 形 式 、燃 烧 条 件 、操 作 水 平 、 电 厂 负 荷 的 波 动 以 及 收 尘 系 统 的 运 行 状 态 等 都 会 影 响 粉煤灰 的质 量 。为 获 得符 合 质量 、数量 要 求 而又 稳 定 的 I级 灰 ，一 方 面 对 宣 威 、 曲 靖 电 厂 I级 粉 煤 灰 进 行 了跟 踪 检 测 ； 另 一 方 面 积 极 引 导 、帮 助 宣 威 、 曲靖 电厂对 电厂 除尘 、收集 方 式进 行 技 术改 造 ，增 囫Wa t e r P o w e r V o 1 3 6 N o 1 0 设 分 选 装 置 ，建 立 并 完 善 粉 煤 灰 质 量 管 理 体 系 。 经 过 积 极 努 力 ，宣 威 、 曲 靖 电 厂 将 以 往 的废 弃 物作 为商 品来 进 行开发 利用 ，各厂 均增设 分选 装置 成 立 了粉 煤 灰 开 发 公 司 ，使 得 粉 煤 灰 供 应 量 以 及 售 后 服务 有 了保 障 。 为 更 好 地 服 务 于 小 湾 工 程 ，2 0 0 2年 1 1月 至 今 ， 对 宣 威 、 曲靖 电 厂 I级 粉 煤 灰 进 行 了 不 间 断 的 跟 踪 检 测 。 检 测 结 果 表 明 ，粉 煤 灰 质 量 波 动 与 电 厂 发 电 负 荷 有 密 切 的 关 系 ，宣 威 电 厂 当 单 机 发 电 负 荷 小 于 2 5 k W 、需 水 量 比 大 于 9 5 时 ，不 能 达 到 I级 灰 要 求 。用 跟 踪 检测 结 果 反 馈 指 导 粉煤 灰 的 质量 控 制 ， 使 出 厂 粉 煤 灰 的 质 量 有 了 保 证 。 对 宣 威 、 曲 靖 电 厂 I级 粉 煤 灰 的 跟 踪 时 间 长 ， 检 测 项 目全 ，涉 及 到 电 厂 运 行 的 各 种 工 况 ，全 面 掌 握 了两家 电厂粉 煤 灰 的质 量波 动 情况 ，为小 湾工 程 使 用优 质 粉煤 灰 提供 了技 术保 证 。小 湾拱 坝 从开 始 浇 筑 至 今 ， 使 用 的 宣 威 、 曲 靖 电 厂 I级 粉 煤 灰 各 项 指 标 均 满 足 工 程 要 求 ，且 质 量 稳 定 。 2 _ 2景 洪水 电站双掺 料研 究 景 洪 水 电 站 附 近 无 粉 煤 灰 供 应 从 滇 东 及 昆 明 地 区 运 输 距 离 较 远 、成 本 较 高 。 针 对 景 洪 水 电站 的 实 际 情 况 ，设 计 过 程 中 全 面 研 究 了 采 用 其 他 掺 合 料 的 可 能 性 。 在 详 细 调 研 西 双 版 纳 地 区 石 灰 石 、凝 灰 岩 和 云 南 省 内 锰 铁 矿 渣 、铁 矿 渣 生 产 厂 家 的 基 础 上 对 水 淬锰 铁 矿 渣 粉 与凝 灰 岩 粉 混掺( MN料 ) 、 水 淬 锰 铁 矿 渣 粉 与 石 灰 石 粉 混 掺( MH 料 ) 、 水 淬 铁 矿 渣 粉 与 石 灰 石 粉 混 掺( T H 料 ) 进 行 了 各 项 品 质指 标检 测 ，进 而 开 展混 凝 土 配合 比试 验 ，优 化 了 混 凝 土 的 用 水 量 、胶 材 用 量 、砂 率 和 外 加 剂 用 量 等 参 数 ， 同 时 还 进 行 了 混 凝 土 拌 和 物 性 能 试 验 、力 学 性 能 试 验 、变 形 性 能 试 验 、热 学 性 能 试 验 和 耐 久 性 试 验 提 出 MH 料 、T H 料 的 生 产 工 艺 和 质 量 控 制 标 准 以及适 用 于景 洪 T程 各 部 位 的各种 常 态 、碾压 混 凝 土 配 合 比 。 经过 充分 的试验研 究 和技术论 证 ，采用 MH料 、 T H 料 的 混 凝 土 的 工 作 性 、强 度 、耐 久 性 指 标 均 满 足 设 计 要 求 ， 有 效 地 保 证 了 混 凝 土 的 质 量 稳 定 ，解 决 了景洪 水 电站 掺 合料 供 应 的难 题 ，取 得 了 明显 的技 术 经 济 效 益 。 采 用 MH料 和 T H料 作 为大 体 积 混 凝 土掺 合 料 在 国 内尚属 首 次 ，具有 开 创 意义 ，对其 他 工程 有借 鉴 和 推 广 价 值 。 景 洪 水 电 站 应 用 T H 料 成 功 后 ，糯 扎 渡 、居 甫 渡 、 土 卡 河 等 水 电 工 程 均 采 用 双 掺 料 作 为 混 凝 土 掺 合 料 。 2 3 掺 合料研 究 的技术 线路 总 结 工 程 经 验 ，掺 合 料 研 究 的( 下 转 第 4 1页 ) 弟 3 6雹 弟1 0剐 1 ：勿 倍 ： E 已 明 芋 J 肾) u J l小 1 小 上 任 1 到 1 叉 构 在 云 南 老 虎 山 二 级 水 电 站 过 红 河 大 断 裂 倒 虹 吸 有 成 功 应 用 的 经 验 ，但 存 高地 震 区应 用 尚属 首 次 。 镇 墩 均 为 常 规 重 力 封 闭 式 设 计 。 由 于 地 处 度 高 地 震 带 ，全 部 采 用 封 闭 式 镇 墩 ， 抗 滑 安 全 系 数 提 高 到 2 0 。 地 质 地 形 原 因 导 致 陡 坡 上 凸 镇 墩( 6、 1 3、 1 6、2 5号 ) 、空 间 镇 墩( 9、2 2号 ) 体 积 巨 大 ， 分 别 达 4 9 3 5、71 9 9、3 1 5 8 、3 6 7 7 、6 7 9 9、5 7 3 1 m 。 其 他 镇 墩 墩 体 适 中 ，2 5个 镇 墩 C1 5混 凝 土 方 量 达 6 1 02 5 m 。 除 1 8 0个 重 力 式 支 墩 外 ，在 F1 4断 层 破 碎 带 段 ( 9号 到 1 1号 镇 墩 问 ) 采 用 的 是 板 式 连 续 支 墩 ， 以 满 足 软 弱 地 基 承 载 力 要 求 。 连 续 支 墩 8 m 间 距 设 置 温 度 伸 缩 和 沉 降 缝 ， 以 适 应 变 形 要 求 。 支 墩 共 用 C1 5混 凝 土 1 2 1 2 3 Y 1 。 2 2 3 水压试 验 为 了 检 验 设 计 方 案 的 合 理 性 ，施 工 质 量 的 可 靠 性 。岔 河 倒 虹 吸 管 道 进 行 了 现 场 整 体 分 段 式 水 压 试 验 。 由于线 路 长 、水 头 高 ，试 验 压 力按 低 端取 最 大 静 水 头 的 1 1 5倍 、高 端 取 最 大 静 水 头 的 1 2 5倍 进 行 分 段 加 压 试 验 。试 验 过 程 中 未 发 现 异 常 变 化 ，仅 9 号 镇 墩 表 面 出 现 细 微 裂 缝 ，经 灌 浆 处 理 后 ， 正 常 安 全 运 行 至 今 。 3 结语 岔 河 倒 虹 吸 是 掌 鸠 河 引 水 供 水 T 程 中 关 键 和 具 ( 上 接 第 3 ( ) 页 )技 术 线 路 为 ： ( 1 ) 详 细 调 查 坝 址 附 近 F类 I级 、 级 粉 煤 灰 的 供 应 条 件 ，如 果 产 品 数 量 和 质 量 均 可 满 足 工 程 要 求 ，可 直 接 选 用 粉 煤 灰 ； 否 则 进 行 下 一 步 工 作 。 ( 2 ) 调 查 坝 址 周 边 其 他 混 凝 土 掺 合 料 的 具 体 情 况 ，如 ：磷 矿 渣 、铁 矿 渣 、锰 铁 矿 渣 、火 山 灰 、凝 灰 岩 、石 灰 石 等 ，并 选 择 几 种 进 行 品质 试 验 ( 3 ) 由 于 磷 矿 渣 、铁 矿 渣 、锰 铁 矿 渣 等 掺 合 料 泌 水 性 较 大 ，通 常 需 要 与 火 山 灰 、石 灰 石 粉 、凝 灰 岩 粉 等 混 合 使 用 。 因 此 ，在 品 质 试 验 的 基 础 上 ，参 考 其 他 工 程 的 应 用 情 况 及 研 究 成 果 ， 对 掺 合 料 的 初 步 方 案 进 行 品 质 鉴 定 试 验 ，其 间 可 能 需 要 反 馈 调 整 掺 合 料 方 案 。 ( 4 ) 对 品 质 满 足 要 求 的 掺 合 料 方 案 进 行 优 选 ， 进 而 开 展 混 凝 土 配 合 比试 验 ，优 化 混 凝 土 的 用 水 量 、 胶 材 用 量 、砂 率 和 外 加 剂 用 量 等 参 数 ( 5 ) 进 行 混 凝 土 拌 和 物 性 能 试 验 、力 学 性 能 试 验 、变 形 性 能 试 验 、热 学 性 能 试 验 和 耐 久 性 试 验 。 ( 6)最终 提 出掺 合 料 的 生产 工艺 和 质 量 控制 标 有 代 表 性 的 一 段 T 程 ， 其 设 计 、施 T 难 度 在 国 内 外 少 见 。3年 多 的运 行 实 践 证 明 了 掌鸠 河 引 水 供 水线 路 工 程 的 设 计 理 念 和 方 案 合 理 ，施 工 质 量 安 全 可 靠 。 对 该 工程 的设计 进 行 反 思 ： 岔 河倒 虹 吸 采 用 全 明 敷 钢 管 道 设 计 ， 方 案 过 于 教 条 和 死 板 。 应 根 据 地 形 地 质 条 件 灵 活 采 用 地 面 明 敷 钢 管 与 地 下 埋 管 结 合 布 置 的 方 案 ， 以 避 免 在 顺 层 陡 坡 上 开 挖 深 管 槽 ， 设 置 巨 大 上 凸 镇 墩 的设 计 和 施 T 难 题 。 岔 河 倒 虹 吸 地 处 高 地 震 区 ，地 面 明 敷 钢 管 抗 震 性 能 远 差 于 地 下 埋 管 。 地 下 埋 管 可 省 去 支 承 结 构 ，并 可 充 分 利 用 同 岩 抗 力 ， 节 约 钢 材 用 量 。 地 下 埋 管 占 用 山 林 、耕 地 较 少 ，绿 色 环保 ，应 尽 量采 用 。 岔 河 倒虹 吸 进 口 段( 结 合 井 到 1号 镇 墩 ) ，主 要 为 明 流 段 ，掺 气 和 震 动 明 显 ，管 道 的结 构 设 计 为 刚 度 控 制 。 应 取 消 钢 衬 ， 采 用 回填 混 凝 土 埋 管 ， 可 很 好 的 解 决 震 动 和 温 度 问 题 ，并 节 约 钢 材 。 出 口 段( 2 4号 镇 墩 到 燕 麦 地 隧 洞 进 口)亦 同 。 设 计 中应 避 免 在 陡坡 上设 置 巨大上 凸 镇 墩 。 若 无 法 避 免 时 ，应 研 究 使 用 创 新 型 开 敞 式 预 应 力 锚 索 锚 墩 式 镇 墩 。 参考文献 ： 1 D l J T 5 l 4 1 2 o o 1水 电站压 力钢管设计规范 S 2 中围水电顾问集团昆明勘测设 计研 究院 云南 老虎山二级水电站 技术施 丁设计报告 ( 下) R 昆明 ： f 1 国水电顾 问集 团昆明勘测 设 计 研 究 院 1 9 9 7 ( 责任 编辑周 晓蔚 ) 准 ，推 荐 T 程 运 ， -j 。 3 结语 水 泥 及 掺 合 料 的 研 究 是 高 混 凝 土 坝 设 计 的 关 键 技 术 之 一 ， 在 大 、 中 型 混 凝 土 坝 的 原 材 料 设 计 过 程 中 ，根 据 工 程 特 性 ，结 合 坝 址 周 边 水 泥 及 掺 合 料 的 供 应 状 况 和 潜 在 的 变 化 情 况 ，对 混 凝 土 主 要 原 材 料 进 行 必 要 的 性 能 改 进 或 新 材 料 开 发 研 究 工 作 将 科 研 成 果 较 好 地 运 用 于 设 计 中 ， 是 积 极 促 进 新 材 料 、 新 技 术 发 展 的 重 要 途 径 ， 同 时 也 是 保 证 混 凝 土 原 材 料 供 应 、提 高 混 凝 土 性 能 的 重 要 措 施 ， 得 益 于设 计 前 期 大量 的科 研 工 作 ，小 湾 、景 洪 等 大 型 混 凝 土 坝 施 工 过 程 中 ， 原 材 料 供 应 均 得 到 保 障 ，未 出 现 因 供 应 量 或 产 品 质 量 引 起 的 较 大 丁 程 问 题 ，使 工 程 的 施 工 得 以 顺 利 进 行 ，为 业 主 解 除 了 后 顾 之 忧 。 随 着 混 凝 土 原 材 料 研 究 工 作 的 不 断 深 入 进 一 步 掌 握 了 混 凝 土 及 其 原 材 料 的 基 础 理 论 和 应 用 技 术 ，并 在 新 材 料 的研 究 方 面 积 累 了 一 定 的 经 验 。 ( 责任 编辑 常 青 ) Wa t e r P o w e r V o 1 3 6 N o 1 0田