山口水库大坝碾压混凝土配合比优化设计.pdf

法、砂浆长度法三项骨料碱活性试验 ，可以得出 C 2料场 的粗骨料和天然砂均为潜在碱活性骨料。针对这种情况， 本工程主要采取以下措施来抑制碱一骨料反应 ： ( 1 )控制混凝土中的含碱量。使用含碱量低于 0 6 的水泥，而且从掺和料、外加剂、水等原材料选择上尽 量控制总碱量 。 ( 2 )高掺优质粉煤灰。试验结果表明，掺人 2 O 试验研 究 7 5 ，符合规范要求，说明掺入一定数量粉煤灰取代水 泥，能有效地抑制碱一骨料反应 。 4 碾压混凝土初选配合比及其性能试验成果 4 1 碾压混凝土配合比初选试验成果 根据设计要求进行了二、三级配碾压混凝土配合比 3 0 的粉煤 灰后 ，对碱一骨 料反应 的抑 制效 果大 于 试验，碾压混凝土配合比初选试验成果见表 1 。 表 1 新疆 山口水库大坝碾压混凝土配合比初选试验成果 胶凝材料用量 ( k g m。 ) 配合 比 混凝土部位 水胶比 砂率 粉煤灰 减水剂 引气剂 V C值 含气量 编号 及强度等级 ( ) 水 水泥 砂 大石 中石 小石 ( 1 0 ) ( s ) ( ) 用量 掺量 A( I ) KDN0F 一 2 KDS F 3 8 5 3 S K1 C l 8 。 2 0 W6 F 2 0 0 F 3 0 0 0 4 5 3 2 8 7 9 6 7 9 6 7 5 O 6 8 0 8 6 7 5 7 8 0 7 5 8 上下游防渗碾压混凝土 A ( ) K DN OF 一2 KD S F S K2 C18 。 1 5 W 4 F S 0 0 5 3 2 9 7 9 5 9 6 8 9 4 6 O 6 4 7 6 3 4 4 7 5 4 7 5 3 7 3 5 0 7 5 坝体内部碾压混凝土 表 1中的试验成果表明： ( 1 ) 在水灰比、粉煤灰掺量、 外加剂用量一样的条件 下，采用玛纳斯电厂 I级粉煤灰可降低混凝土中的胶凝 材料和水化热温升 。 ( 2 )在坝体迎水面二级配碾压混凝土中，选取较低的水 胶比、5 O 粉煤灰掺量，混凝土胶凝材料总量为 1 9 3 k g r n 3 。 ( 3 )坝体内部三级配碾压混凝土选取了适宜的水胶比、 高达 6 O 的粉煤灰掺量，其胶凝材料总量为 1 4 9 k g m s ， 较高的粉煤灰掺量可降低混凝土中的水泥用量，降低混 凝土绝热温升值 ，对混凝土温控有利。 ( 4 )经碾压混凝土配合比力学性能试验，试验当期混 凝土的力学性能可满足设计要求。对于碾压混凝土来讲， 后期力学性能指标还要增长。 4 2 碾压混凝土抗冻耐久性 当混凝土含气量在 5 0 - 4 - 0 5时，由于龄期的关 系，二级配上、下游防渗混凝 土目前只试验到 1 0 0次的 冻融循环。从试验情况来分析，该混凝土配合比能满足 设计提出的抗冻等级 F 2 0 0或 F 3 0 0的要求 ；在混凝土含 气量大于 3 时，坝体 内部各混凝土配合比均能满足设 计提出的F 5 0的抗冻要求。 4 3 碾压混凝土 自身体积变形性能及热学性能 按照 水工 混凝 土试 验规 程 ( D L T 5 1 5 0 -2 0 0 1 ) 中的有关规定，对混凝土配合 比的自身体积变形进行 了 试验。由试验成果可知，碾压混凝土配合 比的自身体积 变形均为收缩型，收缩量为 1 0 x1 O 1 5 1 0 一，对混 凝土的抗裂性影响不大 。 碾压混凝土热学试验数据表明，碾压混凝土的比热 容、导热系数 、导温系数均相差不大，但是混凝土的热 膨胀系数达到 1 1 x1 0 左右，这主要是因为本工程采 用的砂石骨料均为天然砂石料 ，骨料的热膨胀系数决定 了混凝土的热膨胀系数。 5 碾压混凝土施 工配合 比优化 根据试验过程中的检测成果、外观效果和中间产品 检测数据等，经过反复核算、调整、优化、验证，确定 了最终适合本项 目的碾压混凝土配合比 ( 见表 2和表 3 ) 、 施工工艺、设备、参数和各项检测项目及指标。 表 2 新疆山口水库大坝碾压混凝土配比参数 配比参数 设计标号 水泥 编号 品 种 D V C值 W c 粉煤 砂率 与施工部位 灰掺量 标号 ( mm ) ( s ) + F ( ) ( ) R18 。 2 0 0 F 2 0 0 W 6 A1 1 上 、下游面 9 0 6 0 0 m 4 0 4 3 0 4 9 5 5 3 4 高程以上外部 南岗 4 2 5 R1 8 0 1 5 0 F5 0 W 4 A2 1 8 O 4 士3 0 5 4 6 5 3 2 坝体内部碾压 表 3 新 疆山 口水库大坝碾 压混凝土配合 比 代单位材料用量 ( k g m。 ) 编号 石灰石粉 外加剂 C F W S G 2 O G4 0 G 8 0 Va( ) 代 F 代 S F D N ( ) 2 0 2( 1 0 All 7 5 9 2 8 2 7 2 5 6 3 6 7 7 7 4 5 0 7 5 4 5 A21 5 2 9 5 8 0 6 3 2 7 0 4 4 9 5 9 9 4 4 9 3 5 0 7 5 9 ( 下转第 1 0 4页) 8 5 一 水 利 水 电 施 工 2 0 15 第6 期 总 第1 5 3 期 特点 ，运用特 种设 备较多 。 ( 3 )溶洞充填物复杂，易发生垮塌，易突发涌水、涌 泥，造成施工安全隐患；岩溶系统的不确定性、高差大， 溶洞及溶缝断面变化复杂，分布范围广，施工通道狭小， 许多地方无法使用机械作业，完全由人工处理 ，施工时 段较长，安全隐患多。 4 ， 2 监理对策及措施 ( 1 )监理部建立了以总监理工程师为第一责任人 ，由 专职安全副总监及专职安全工程师统筹协调所有现场监 理人员形成施工安全监督和管理的安全控制体系，与业 主、承包人安 全管理机构构成整个工程 的安全管理体 系。 ( 2 )监理工程师根据合同文件要求严格要求承包人完 善内部安全管理制度，设置安全生产管理机构 ，配置专 职安全管理人员，在作业班组设置兼职安全员，使其安 全工作深入施工作业面和作业班组 ，形成多层次的安全 管理网络。 ( 3 )督促承包人加强地质预报、科学组织施工；制定 岩溶处理专项安全技术措施；加强技术交底，提高防范 意识 ；建立应急预案 ，应对 突发事件；注重安全 防护， 加强安全投入；重视危险源辨识，加强安全巡视；现场 专题会诊 ，优化处理措施 ；注重归类总结，提高应对 能力 。 ( 4 )审查批准承包人针对重大安全事项制定的安全技 术措施和防护措施，并将这些措施 的落实与分部工程的 开工挂钩。严格审查特种设备的安装、运行及拆卸方案， 以及该承包人 的资质及 作业 人员的上 岗证情况 。 ( 5 )加强对施工现场的检查，对违章行为及安全隐患 及 时进行 整改 。 5 结束语 经参建单位的共同努力，构皮滩电站 5 号、4号 、3 号、l 号、2号水轮发电机组分别于 2 0 0 9 年 7月 3 1日、8 月 2 1日、1 1月 2 2日、1 2月 2 2日、1 2月 2 9日成功通过 系统 有水 调试 和 7 2 h带 4 O 万 k w 有 功负荷连 续试运行后 ， 免消缺投入商业运行，首台机组提前 5 个月发电，从而 实现了业主提出的 “ 保三争 四”和 “ 一年五投”的建设 目标。到 目前为止，W2 4岩溶系统已经受水库正常蓄水 位检验，来水量无明显差异，其来水通过引排竖井引至 高程 5 2 0 0 0 m灌浆廊道，通过高程 5 2 0 O O m灌浆廊道内 引排支洞排水管排出。工程于 2 0 1 2年 5月完成枢纽工程 竣工安全鉴定 。 ( 上接第 8 5页) 工程建设过程 中粉煤灰资源紧缺，石灰石粉资源丰 富，在保证满足设计要求 的前提下，根据现场试验，确 定在坝体内部 A2 1碾压混凝土中掺加一定比例的石灰 石粉代替部分砂和粉煤灰 ，并成功实施 ，主要优化效果 如下 ： ( 1 )在水胶比、水泥用量 、掺和料总量不变时，以 5 O 石灰石粉替代粉煤灰 ，混凝土的劈拉强度、极 限拉 伸值 、抗压弹模等力学性能均有所下降，且胶凝材料用 量越低 ，影响越大；混凝土的干缩增大，而对抗冻、抗 渗性 能无 明显影响 。 ( 2 )以 5 0 k g m。 石灰石粉 ( 约占砂用量的 7 7 )等 量取代砂 ，混凝土抗压强度、劈拉强度、轴拉强度均略 有提高，对混凝土的抗渗、抗冻性能影响较小。 ( 3 )以石灰石粉替代部分粉煤灰对碾压混凝土的导 温 、导热 、比热容 、线 膨胀 系数等热学性能影响不大 。 ( 4 )掺石灰 石粉 对碾 压 混凝 土 的凝 结 时 间有较 大 影 响，在相同的环境条件下，掺石灰石粉将使碾压混凝土 的初、终凝时间缩短 5 9 h 。 ( 5 )石灰石粉在碾压混凝土中主要起到密实填充和加 速水化的作用。 6 碾压混凝土施工配合比应用效果 通过对碾压混凝土所用各种原材料、配合比进行试 1 0 4 验以及对石灰石粉的作用机理进行分析，结合施工过程 中碾压混凝土性能试验结果，在山口水库大坝上、下游 防渗碾压混凝土中掺加粉煤灰代替部分水泥和砂、在坝 体内部碾压混凝土中复掺石灰石粉后，大坝碾压混凝土 具有较好的抗渗、抗冻耐久性能和较高的极 限拉伸值， 满足设计要求。截至 目前，山口水库已投运 6年，碾压 混凝土坝段混凝土防渗、抗冻效果良好。 7 结束语 通过对大坝碾压混凝 土配合比的优化 、调整，大 大 改善 了碾 压混 凝 土 的性 能 ，既利 用 了工 业 废 渣 ，有 效降低了环境污染 ，又提高了经济效益 ，降低 了工程 造价，节约 了成本。在施 工过 程 中，需要 注 意 以下 两 点 ： ( 1 )合理选择混凝土粗 骨料的最大粒径 。骨料最 大粒径的增大 ，可 降低粗骨料的空隙率 ，减少砂浆和 胶凝材料用 量，但 混凝 土拌 和物 分离 也越 严重 。因 此，在施工 工艺上需 采取必 要措施 防止 或减少 骨料 分离 。 ( 2 )环境温度 、湿度和缓凝高效减水剂的品种对碾压 混凝土的凝结时间也有较大影响，掺石灰石粉时应掺加 具有较 长缓凝 时间的缓凝剂 。