抗渗混凝土在南水北调东线济平干渠衬砌工程中的应用.pdf

设 计与 施工 水 利规划 与 设计 2 0 1 0年 第 6期 抗渗混凝土在南水北调东线 济平干渠衬砌工程中的应用 张 林 明 ( 山东 省德 州市水 利 局 山东 德州 2 5 3 0 1 4 ) 【 摘要】 本文 简要介 绍了济平干渠基本情况 ，并结合干渠沿线水 文地 质特点 ，说 明济 平干渠 防渗衬砌结构形 式 ，抗渗混凝土在济平干渠施工 中，对混凝 土配合 比、混凝 土的质量 控制要 求 、现场 质量检测 方法及 施工技术 要求等进行 了详细说 明。 【 关键 词】 济平 干渠 衬砌结构类型 抗渗混凝 土 材料 配合比 养护 【中 图分 类号 】TV4 3 1 【 文 献 标 识 码 】 C 【 文 章 编 号 1 1 6 7 2 2 4 6 9 ( 2 0 1 0 )0 6 0 0 9 2 0 2 DOI编 码】 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 6 7 2 2 4 6 9 2 0 1 0 0 6 0 3 1 济平 干渠起 东 平湖渠 首 引水 闸至 济南 睦里 庄人 小 清 河 ，全 长 9 0 0 5 5 k m，途 径 东 平 、平 阴 、长 清 、济南 市槐 荫 区等 4个 县 、市 区 ，是南水 北 调东 线工 程 的重要组 成部 分 ，是 国务 院批 准 的首批 开工 项 目之 一 ，在 山东省 南水 北调 总体 工程 中 占有 十分 重要 的位 置 。 干渠沿 线 主要地 貌类 型有 黄河 冲击 平原 、山前 冲击平原 、山前剥蚀一溶蚀残丘，地质状况非常复 杂 。根 据地 质勘探 揭示 ，各 工 程地 质段 石灰 岩裂 隙 发 育 ，全渠 段 多 为冻 胀 性 类 同的 粉 质壤 土 、粘 土 ， 存在的主要工程地质问题就是渠道防渗 。 渠道沿线地下水类型有第四系孔隙潜水和岩溶 裂隙水 ，孑 L 隙潜水分布于沿线第 四系沉积层中，主 要 受大气 降水 补给 ，临黄河 段 主要接 受 黄河水 的侧 渗补 给 ， 以地 下 缓 径 流 及 人 工 取 水 为 主 要 排 泄 途 径 ，主要 含 水 层 为 粉 细 沙 、砾 质 粗 砂 ，渗 透 系 数 1 0 4 1 2 m d 。沿线地下水普遍较高，并受黄河侧 渗影 响 ，平 水 年 份 地 下 水 高 出 设 计 渠 底 0 。 5 1 0 m，丰水年 份 高 出设 计渠 底 2 0 m 以上 。 山东省南水北调工程建设管理局 、山东省水利 勘察设 计 院 ，根 据 干渠沿 线水 文地 质 实际情 况 ，将 衬砌总长 8 6 7 2 1 k m 的干渠 沿线划分为 8 1个防渗 衬 砌渠 段 ，七 种 衬砌结 构 型式 ，以确保 渠道 衬砌 混 凝 土抗 渗 、防冻胀 、抗 扬 压力破 坏 的能力 。 济平 干 渠 衬 砌 工 程 施 工 中 ，首 先 要 求 外 观 平 整 ，糙率 小 ，满足设 计 强度 、防渗 、抗冻 要求 ，同 时要 求经 得 起基 土 冻胀 、地 下 水 扬 压 力 、冰压 力 、 黄土 湿 陷等破 坏 因素 的考验 。衬 砌工 程设 计采 用 了 多种 机 械 化 、半 机 械 化 衬 砌 施 工 的 新 结 构 、新 材 料 、新 工 艺 。因 此 要 求 抗 渗 混 凝 土 的 抗 渗 性 能较 高 ，本 文 结合 济平 干渠工 程 实际 ，分析 了抗渗 混凝 土施 工 中应注 意 的问题 。 l 抗渗混凝土配合 比 济平干渠衬砌工程采用高性能混凝土现浇 ，设 计 混凝 土 的性能 指标 为 ：C 3 0 、W8 、F 2 0 0。 A型 配合 比 ：一级 配 补缩 混凝 土 ( 每立 方 混凝 土配 合 比为 ：水 泥 ：粉 煤灰 ：膨 胀剂 ：砂 ：石 ：水 ： 外加剂 一2 3 8： 8 5： 1 7 ： 8 1 1： 1 0 3 0： 1 3 3 ： 5 1 0 ) ， 水 胶 比一0 3 9 ，塌落度 一6 c m8 c m，含气量一4 8 。 B型配合 比：一级配微膨胀混凝土 ( 每立方混 凝 土配合 比为： 水泥 ： 粉 煤灰 ： 膨 胀剂 ： 砂 ： 石 ： 水 ： 外加 剂 = = = 2 7 0： 9 0： 3 0： 7 9 3： 1 0 5 5： 1 4 0： 5 2 4 ) ，水胶 比 一 0 3 6 ，塌落度=4 c m6 c m，含气量一4 o H。 工程技术科研人员亲 自到水泥生产厂家实地考察 对比，决定采 用某水 泥与 HP CP Z 1型膨胀 剂和 G Y J 1 型高效引气减水剂 ；粉煤灰采用I 级粉煤灰 。 2混 凝 土 原 材 料 质 量 控 制 要 求 ( 1 ) 水 泥 。理 化 性 能 必 须 满 足 现 行 国家 标 准 硅 酸盐 水 泥 、普 通 硅 酸盐 水 泥 ( G B 1 7 5 1 9 9 9 ) 的规定 ，进 场水 泥 除持有 本批号 的 出厂合格 证 和 品 质试 验 报告外 ，施 工单 位应 进行 验收 检验 ( 按每 作者简介 ：张林明 ( 1 9 6 3年一) ， 男 ，汉族 ，山东宁津人 ， 高级工 程师 。 91 设 计与 施工 水 利规划 与设计 2 0 1 0年 第 6 期 2 O O t 一4 0 0 t 同厂家 、同 品种 、同强度 等级 的水泥 为 一 取 样单位 ) 。袋 装水 泥 储 运 时 间超 过 3个 月 ，散 装水 泥超过 6个月 ，使用 前应重新 检验 合格后方 可 使用 。 ( 2 )混合 材料与外 加剂 。粉煤 灰的技 术要求 应 满足 水 工 混 凝 土 掺 用 粉 煤 灰 技 术 规 范 ( DL T 5 0 5 5 1 9 9 6 ) ，使 用中对细度和烧矢量的乘积应 控 制在 5 O l O 的范 围内 ；使用 单位 要定期 检测 粉煤灰的细度、烧矢量、需水量 比等 ，要求每 2 0 0 吨抽 检一 次 ，使用袋 装粉煤 灰 时应 注意 防潮 。掺用 外加剂 的混凝 土含气 量一般 控 制在 4 5 为宜 ， 外加剂 掺量 一 般 为水 泥 用 量 的 2 1 3 0 为适 宜 。 ( 3 )拌和用水 要求 ：宜采用 饮用水 或质量 满足 ( DL T5 1 4 4 2 0 0 1 ) 水工混凝土施工规范要求 的淡 水 ，每 个合 同段 至少检 测一 次用水质 量 。 ( 4 )骨料 质量技术 要求 ：应满足 水工 混凝土 施 工规 范 ( D L T5 1 4 4 2 0 0 1 ) 的规 定 。宜采 用 中砂细度 模 数 一般 为 2 6 3 0 。采 用 碎 石 混凝 土 粒径一般为 5 ram2 0 mm，压碎值应 1 6 ，要 求每 5 0 0 m。 常规检测一次 ，对砂、石料 的含水量、 含泥量 、细度 模数 、超逊径 应两天 检测一次 。雨后 应加测 砂 的含 水量 。 3 混凝土施工过程质量控制 在施工工程中选择合理的施工方案 ，做好基坑 降排 水及基 础垫层施 工 ，是 抗渗混 凝土施 工 的先决 条件 ，做好基 础垫层 混凝 土是抗渗 混凝土 工程 的第 一 道辅助 防线 ；确保混凝 土搅拌人模均匀 ，模板 边、角、预埋件处振捣适 中，避免漏振或过振 ，使 混凝土浇注密实 ，提高混凝土抗渗性能。 ( 1 )应 有专业 技术人 员负责 混凝土 的配置 ，并 做好 配置记 录 。 ( 2 ) 对 原 材 料 应 严 格 称 量 ，水 泥 、粉 煤 灰 、 水 、外 加 剂 的称量 误差 应 控 制在 1 内 ，其他 组 分称量误 差应2 。要 求每 1 0 0 0 m。 混凝 土精确 统 计 检查一 次 各 种 原 材 料 的实 用 数 量 ，误 差 允 许 在 2 以 内。 ( 3 )应采 用强制 式拌 和机生产 混凝土 ，搅拌 时 间 比普 通混 凝 土 延 长 0 5 1分 钟 。在拌 和生 产 中，应 对各种 原材 料 的配 料称 量 进行 检 查并 记 录 ， 每班不应 少于 2次 。 ( 4 )严 格控制 混凝土 的水胶 比。用炒 干法检 测 水胶 比，要求 每天 检测 一 次 ；每 4 h测 定一 次 塌 落 92 度 。 ( 5 )严格 控 制 混凝 土 的含 气 量 在 4 5 之 间 ，要 求每 班测一 次含气 量 。 ( 6 )水平运 输 ：机械化衬 砌段应 采用混凝 土搅 拌车运送 至施工 仓 面 ；人工半 机械 化衬砌段 宜采用 改制 专用 的机动 车辆直 达施工 现场 。 4 混凝土养护、切 割 ( 1 )混凝 土浇 注成型 后 ，要 不间断地 进行湿 润 养护 ，由 于水 泥水 化 的进 行 使 砂浆 中的孔 隙减 少 ， 将增加抗渗能力 。特别在 2 8 d龄期 ，尤其在 1 4 d龄 期 前增加 更加 明显 。如 早期养 护不 良，混凝土构 件 表面易产生干缩裂缝，从而影响混凝土抗渗性。 ( 2 )切 割 ，机 械化连 续浇筑 的混凝 土坡面宜 在 终凝后 l d -2 d进 行 人工 机 械切 割 ，切 割前 应 进行 严格放线、标线。割缝 的直线度要求 1 5 mm 2 0 m。 5 混凝土现场质量检测方法 混凝土坡面平整度检测采用铝合金二米靠尺放 置在要测 的位置 ，量其 最大空间处 ，质量要求 3 mm 2 0 m。检查漏石面积要求0 1 ；混凝土表 面要 求光 滑 ，糙 率系数 0 0 1 4。 南水北调东线山东段 “ 济平干渠衬砌工程”现 已投 入运行 使用 良好 ，经 山东 省水 科 院按照项 目划 分 ，对 渠道 混凝土衬 砌不 同区域进 行无损 检测 ，混 凝土各 项技 术指标均 达到设 计标 准 。南水 北调东线 一 期工程东平湖 济南段输水工程( 济 平干渠工 程 )获 2 0 0 8年度 中国水利工 程优质( 大 禹)奖 。 参 考文献 1 南水北调东线一期工 程济平于渠衬 砌工程施工技术 要 求主编单位 ：山东 省南水北调工程建设管理局 山东 省水利 勘察设计研究院 2 水工混凝土施工规 范D L T 5 1 4 4 2 0 0 1 3 水工混凝土掺用粉煤灰技术规范D L T 5 0 0 5 1 9 9 6 4 水工混凝土砂 石骨料试验规程D L T 5 1 5 1 -2 0 0 1 5 混凝土质 量控制标准G B S 0 1 6 4 9 2 6 混凝 土强度检验评定标准GB J 1 0 7 8 7 7 水工混凝土试验规程DL T5 1 5 0 2 0 0 1 8 建筑施工 手册 ( 上 中 下) 1 9 8 8年 1 2月 中国建筑 工 业 出版 社 9 王异 ，张志权主 编 施 工试 验检 验大 全 ( 上、中、 下)1 9 8 7年 4 月黑龙江科学技术出版社 1 O 王异 周兆桐 主编 混凝土手册 第一部分 1 9 8 5年 1 O 月吉林科 学技术 出版社