高海拔高寒山区混凝土面板坝施工配合比的探讨.pdf

高海拔高寒山区混凝土面板坝施工配合比的探讨 1前言 摘要 关键词 陈文晋 陈慧香 z ( 1 云南省曲靖 市水利水 电开发有限公 司 云南 曲靖6 5 5 0 0 0 ； 2 云南省 曲靖 市水务局云南 曲靖6 5 5 0 0 0 ) 高海拔高寒 山区由于其气候环境的特殊性， 混凝土工程施工配合比也有所不同， 依托于犁地坪 水库混凝土面板坝采用 C 2 5 W1 2 F 2 0 0混凝土， 水灰比为 0 4 ， 减水剂掺量 0 7 ， 引气剂掺量0 3 万， 合成纤维体积率0 0 9 ， 满足混凝土的和易性、 耐久性( 抗冻等级、 抗渗等级等) 的前提下， 使 各组成材料经济合理， 达到了节约水泥和降低混凝土成本的目的。在高寒高海拔类似地区混凝 土工程中具有推广意义。 高海拔 ； 高寒地 区； 混凝 土面板 坝； 施工配合 比 中图分类号 ： T V 6 4 1 4 + 3 文献标识码 ： A 混凝土面板坝以其断面小 、 安全 眭好 、 造价 低 、 施工方便 、 导流简易、 对坝址地形地质条件适 用性好等优点 ，在世界范围内得 到了广泛 的应 用I】。 除此之外 ， 面板堆石坝对气候条件也有较好 的适应性， 无论是温暖地区还是高海拔高寒山 区都有混凝土面板坝兴建 ， 而且运行状态 良好 ， 如吉勒布拉克、 察汗乌苏、 柳树沟、 莲花、 丰宁、 十 三陵、 乔巴特等多座高寒地区面板堆石坝工程。 高海拔高寒山区由于其气候环境的特殊性， 混 凝土面板坝的施工配合比也有所不同。 本文结合云南省迪庆州犁地坪水库工程， 对高海拔 高寒山区混凝土 面板 坝施工配 合 比 进行探讨 ， 对同类施工环境 的工程施工有一定 的指导意义。 2高海拔高寒山区混凝土配合比要求 2 1工程概 况 犁地 坪水库 为新建 J j x ( 1 ) 型水 库 ， 位于迪 庆州维西县 ， 大坝为混凝土 面板堆石坝 ， 坝 顶 高程 2 4 8 7 O m，建基面最低 2 4 2 8 O m高程， 最 大坝高 5 9 O m， 坝顶长 1 0 8 O m， 坝顶宽 6 O m ， 坝顶上游侧设 1 2 m高 的钢筋混凝 土防浪墙 ， 上 、下游坝坡均为 1：1 4 0 ，下游坝坡 在高程 2 4 5 9 O m处设有 2 O m宽 的马道。混凝土面板 一 共 为 1 0块 ， 设计为厚 O 4 5 m的等厚面板 ， 设 计混凝土抗 压 、抗渗 、抗 冻等级 分别为 C 2 5、 WI 2 、 F 2 0 0 ， 总工程量为 2 8 0 8 m ； 梨地坪水库 气候特点： 冬长无夏 ， 春秋相连， 仅有冷暖、 干 湿和大小雨季之分。根据维西气 象站统计 ， 年 平均气温 1 1 4 C， 气温最高的 7月份平均气温 1 8 4 ， 最低的 1 月份平均气温 3 7 。 极端最 高气温 3 1 _ 3 ， 极端最低气温 一 8 9 ， 昼夜温 度差较大 ， 自然环境较为恶劣。 2 2犁地坪水库混凝土配合比要求 混凝 土面板坝施工 配合 比必须 充分考虑 高海拔高寒山区的特殊环境条件和混凝土面 板坝面板挡水防渗的主要功能， 确保大坝正常 蓄水， 防止面板开裂而漏水。混凝土是固、 液 、 气非物质的三相体， 混凝土拌合物三相所占的 整个水文工作的战略布局。随着国民经济与 社会的不断发展， 水资源管理、 生态环境保护 以及社会对水文资料的新需求， 对优化完善现 有水文站网提出更高的要求 。 4 1 优化站点 ， 提高站网密度 目前 ， 各类水文站从水 文的基本规律 、 地 理分布上大体较为合理 ， 各类观测项 目亦趋于 逐步完善， 所收集的资料基本上能满足水利工 程规划设计、 水文情报预报、 水资源评价、 水质 监测 和其它 国民经济建设 需要 。青南地 区水 文站点 稀少 、 内陆河湖 流域 存在水文空 白区 、 澜沧江流域没有泥沙监测站等， 严重影响到区 域水文特性规律的掌握和分析研究 ， 需要适当 增加水文监测站点。 4 2加强站 网的观测点均匀化 水文站大都是常年驻测形式 ， 具有观测及 时， 测次布设比较合理， 缺测伪造极少， 测验设 施和仪器使用维修及时， 测站人员熟悉本河段 水流特性等特点， 能取得较好的水文资料。但 这种常年驻站观测方式存在建站经费庞 大 ， 测 站高度分散 、 用人及运转 费用多 ， 忙闲不均 ， 不 便管理， 政治思想工作薄弱， 职工生活不便等 弊端。近年来 ， 这些问题虽有了一定程度的改 善 ， 但还需要 进一步 的完善 ， 更 好地推行站 队 结合 ， 积极 开展巡测 、 间测 。 4 3合理规划站 网布局 全省境内流域 面积 5 0 0 k m 以上跨 省界河 流 6 4 条 ， 其中流向省外且境内流域面积大于 l O 0 0 k m 以上的跨省界河流 1 9条， 目前只有黄 河千流 、 湟水 、 大通河 、 黑河 、 长江干流 、 岷江 一 大渡河干流 、 澜 沧江干流等 7条河流上设有水 文站， 统一规划， 统一技术标准， 统一管理 ， 能 保证成果质量。建议合理规划水文站网布局， 更好地进行技术协调， 发挥站网的整体功能。 4 4加快完善配套雨量站点 考虑集水区内的地形 和暴雨情况 ， 使站点 位置具有代表性和控制性( 如各站能分别控制 支流流域等) ， 布设常年雨量站和汛期雨量站。 集水区内如地形复杂， 山坡较陡， 并常出现暴 雨 中心者 ， 站点布置要 密些 ， 反之可稀些 。另 外 ， 布设时还应考虑通讯方便 畅通。 5结论 通过站 网现状评价与需求分析， 提 出青海 省水 文站 网规划总体思路 ：稳定大河控 制站 、 优 化调整 区域代 表站 、 调整小河站 ， 以优化调 整为主， 结合水资源管理、 生态文明建设 、 民生 水 利等需求 ， 适 当布设 监测站 ， 新设 站测验方 式为巡测， 现有站根据其功能提升其监测能力 及监测水平 。青海省是全国生态大省之一 ， 保 护好青海 的水文环境 ， 不仅是青海经济社会可 持续发展的需要， 也是维护整个社会稳定安全 的需要 ， 因此 ， 完 善发展 区域水 资源监测站 网 和实验站， 为社会发展建设提供精确详细的水 文资料具有重大意 义。陕西水利 ( 责任编辑 ： 周蓓 ) 表 1 维西县犁地坪水库面板混凝土施工配合比( 每方材料用量 k g ) 减水剂( Z B A ) 引气剂( Z B G ) 合成纤维 坍落度 含气量 强度( M P a ) 抗冻 编 水灰比 7 K 水泥 煤灰 砂子 石子 抗渗 号 掺量 用量 掺量 用量 体积率 用量 7 d 2 8 d ( 慢冻 ) 1 0 4 2 l 6 0 3 2 0 6 0 7 8 0 l 0 8 5 O 6 0 2 2 8 0 3 万 0 0 1 1 0 0 9 O 8 l 7 5 4 8 0 2 2 5 3 6 2 W1 O Fl 5 O 0 4 1 4 4 3 0 6 5 4 8 0 0 l 1 O 1 0 7 2 5 2 0 3 万 O 0 1 1 O O 9 0 8 1 6 5 4 5 2 1 - 3 3 4 5 W 1 2 F 2 0 0 备 1 、 配合比中使用的砂石料均为保和面干状态； 2 、 施工时应严格计量 ， 同时随时注意砂 、 砂料含水量变化 ， 混凝土坍落度严格控制在 5 e m8 c m范 围内； 注 3 、 减水剂配制成浓度为 2 5 ， 引气剂配制成 1 的液体使用。 体积大致为 ， 固体占总体积的 7 3 8 4 、 液相 占 1 5 2 2 、 气相 占 l 5 。三相 的体积并非一成不变，在建筑后的凝结硬 化过程中，三相所占的体积将不断地发生 变化 ， 但终凝以后变化减少， 表现为总体积 和液 相在减少 ， 而气相却 在增加 ， 这 主要 是 液相流失 、 蒸发 和被固相 吸收造成 的。三相 的体积也会随环境条件的变化而发生变 化 。三相体积 的改变是混 凝土产生裂缝 的 主要 原因之一 ，尤其是在 混凝土终凝 之前 较 为明显 ( 即通常认 为干燥收缩等 引起 的 裂缝 ) ， 但这种裂缝如果在浇筑后及时采取 有效的养护措施 ，能够获得 明显 的控制效 果。 混凝土配合比的设计， 就是尽量减少三 相体积的变化，通过试样将三相体体积调 整到最佳比例。具体应满足以下条件： ( 1 ) 面板混凝土施工配水灰 比w e 0 4 5 。 ( 2 ) 胶凝材 料 中掺人 1 5 左 右粉 煤灰 以降低水化热， 改善混凝土和易性。 ( 3)混凝 土掺入 高效 缓凝 剂与 引气 剂 ， 以降低 用 水量 ， 并 使混 凝 土含 气 量达 到 4 5 ， 这样较大幅度地提高 昆 凝土 的抗裂、 抗冻性、 耐久性 ， 并改善混凝土的 和易性 。 ( 4 ) 掺人体积率为 O 0 9 的合成纤维 ， 以控制混凝土的早期收缩裂缝 ，提高混凝 土韧性 ，对 减少混凝土 的塑形 收缩开裂起 到 了很好 的改善作用 。 ( 5) 面板 坝 面板 混凝 土施 工坍 落度 严 格控 制在 5 c m8 c m， 以确 保施工进度 与施 工质量 。 ( 6 ) 面板混凝土所有原材料 、 砂石料 、 水泥、 水 、 掺合料( 煤灰) 、 外加剂必须符合 国家相关规范要求。 2 3犁地 坪水库 混凝土原材料及 外加 剂 ( 1 ) 砂石料 ： 本工程堆 石料场生产 的石 灰岩质砂 石料 ， 砂 属 I I 级 配 区 ， 中砂 ， 所检 验 项 目符 合 规 范 要 求 ，碎 石( 小 石 5 mm 2 0 mm， 中石 2 0 m m 4 0 ram) ， 所检 验项 目均符 合规 范要求 。 ( 2 )水 泥 ：大理市 滇 西水 泥生产 的 P 0 4 2 5 MP a水泥 ， 进行凝结时间 、 安定性 、 细 度 、 胶 砂强度 检验 ， 检验结 果表 明 ： 该 样 品 各项指标符合 G B1 7 5 - 1 9 9 9标准要求。 ( 3 )减水剂 ：奈 系缓凝 型高效碱 ( z B A ) 。主要成分是 B 一 基萘磺酸盐甲醛 缩合物 。 ( 4 ) 引气 剂 ： ( Z B G) ， 有 效改善 昆凝土 和易性 ， 减小 拌和 物的离 析 、 泌 水 ， 提高混 凝土耐久性、 抗冻性的引气剂。 ( 5 ) 粉煤灰 ： 级粉煤 灰 ， 能够 降低水 化热 ， 改善 昆 凝土和易性 。 2 4犁地坪水库混凝土配制 C 2 5 W1 2 F 2 0 0混凝 土配制 根据 配合 比 试验确定 ， 其配合 比如表 1 所示 。混凝土坍 度 为 5 c m8 c m； C 2 5 W1 2 F 2 0 0混凝 土配 合 比均按质量计算， 且以干燥状态为准； 根据 现 场使 用时的砂 、石材料 含水变化调节 用 水 量 ， 该配合 比试验强度保证 为 9 5 ， 小 石 与中石 的比例 为 5 5： 4 5 。使用 号配合 比 作为犁地坪水库面板砼的配合比，具体数 据 如表 1 所示 。 3高海拔高寒 山区砼施工需要注 意的几个 问题 ( 1 ) 面板坝混凝 土面板 的施工模应适当 加重拖模重量 ， 以确保面板 的平整度 ， 同时应 反复抹面( 不少于 3次 ) ， 并及时覆盖养护 ( 首 先砼表面覆盖塑料薄膜 ，之上再覆盖毛毯洒 水养护) ， 由于昼夜温差大， 晚上( 夜间) 可停 止洒水。对面板 的养护不得少于 l 4天。 ( 2 ) 砂 的含泥量 ( 即粒径小 于 0 0 8 0 m m 的尘 、 淤泥 和粘 土的总 含量 ) ， 对混凝 土质 量有很大影 响 ：这些极细粒 的泥屑在骨料 表面形成包裹 屋 ， 妨碍骨料与水 泥的粘结 。 特别是粘土颗粒的体积不稳定、干燥时收 缩、 潮湿时膨胀 ， 对混凝土有很大的破坏作 用。 对于有抗冻 、 抗渗或其他特殊要求的混 凝土用砂 ， 其含泥量不应大于 3 O 。 ( 3 ) 有抗冻 、 抗 渗和其他 特殊要求 的混 凝土，其所用碎石或卵石的泥块含量应不 大于 0 5 。 ( 4 ) 石料坚固性分析 ： 坚 固性是指骨料抵 抗 由冷热 、 干燥 、 冻融 、 腐蚀的交替循环， 而引 起体积过分变化的能力 ， 即体积稳定陛。 碎石 和卵石的紧固性用硫酸钠溶液去检验 。 ( 5 ) 石料碱活性分析： 在粗集料中能与 水 泥或混凝 土中的碱发生反应 的特性称 为 碱 活性 ，对 混凝 土所用的碎石或 卵石 应进 行碱 活性检验 。 4结论 高海拔高寒山区犁地坪水库混凝土面板 坝采用 C 2 5 W1 2 F 2 0 0 昆 凝土，水灰 比为 0 4， 减水剂掺量n 7 ， 引气剂掺量 0 3 万， 合成纤 维体积率 0 0 ， 在满足混凝土的和易性、 耐 久性( 抗冻等级、 抗渗等级等) 的前提下， 使各 组成材料经济合理， 达到了节约水泥和降低 混凝土成本的目的。 从应用的效果来看 ， 合成 纤维? 昆 凝土具有较普通混凝土更优 良的抗裂 性、 耐久性， 在高寒高海拔类似地区混凝土工 程中具有推广意义。陕西水利 参考文献 I 1 】 蒋 国澄， 傅志安 ， 凰 家骥 ， 混凝土 面板坝 工程【 M】 ， 湖北科学技术 出版社 ， 1 9 9 7 l 2 l 关志诚， 杨辉 寒冷地 区混凝土面板堆石坝 设计【刀 水利水电技术， 1 9 9 3( 1 2 ) ： 1 2 1 6 3 】苏加林 高寒地 区混凝土面板堆石 坝的 设计和施工 D】 大连理工大学， 2 0 0 2 f 4 1 邓铭 江 严寒， 高震， 深覆盖层混凝 土面 板坝关键技术研究综述 】岩土工程学报， 2 0 1 2 ， 3 4 ( 6 ) ： 9 8 5 9 9 6 5 唐 懿， 张 开军 高寒 高震地 区混凝 土面 板 堆石 坝工程 的特 点 水 电站设计， 2 0 0 6 ， 2 2 ( 1 ) ： 1 0 1 3 【 6 杜立红 西北 高寒 ， 高蒸发地 区混 凝土 面板 防裂问题 浅析 西北水力发 电， 2 0 0 5 ， 2 1 (A0 2 ) ： 1 5 5 1 5 7 ( 责任编 辑： 周 蓓) C o = o C