清平水库补水工程堆石混凝土坝质量检测.pdf

广西水利水 电 G U A NG X I WA T E R R E S O U R C E S H Y D R O P O WE R E NG I N E E R I N G 2 0 1 5 ( 5 ) 研究与探讨 清平水库补水工程堆石混凝土坝质量检测 陈建国 ， 郭晋川 ， 彭华娟 ， 刘鲁强 ( 1 广西水利科学研究院， 南宁5 3 0 0 2 3 ； 2 广西水工程材料重点实验室培育基地 ， 南宁5 3 0 0 2 3 ) 【 摘要】 清平水库补水工程大坝质量检测采用立方体试块抗压法、 钻孔取芯法 、 混凝土大块体直剪法 、 超声试验法 及井下可视电视法等方法 ， 对大坝堆石混凝土进行了力学性能 、 抗渗性能及密实性检测。结果表明： 所检测 自密实 混凝土抗压强度达到 1 7 4 MP a ， 芯样抗压强度达到3 5 2 MP a ， 摩擦系数为1 0 5 1 ， 粘聚力为0 1 2 4 ， 抗渗等级为W4 ； 超 声试验法及井下可视电视法能有效检测堆石混凝土的密实性能。其结果均满足设计规范要求。 【 关键词】 清平水库补水工程； 堆石混凝土 ； 质量检测； 力学性能 【 中图分类号】 T V 5 2 2 【 文献标识码】 B 【 文章编号1 1 0 0 3 1 5 1 0 ( 2 0 1 5 ) 0 5 0 0 0 1 0 4 清平水库是一座 以灌溉为主 ， 结合发电、 供水 、 防洪等综合利用工程。宾阳县城区供水目前主要 依靠抽取地下水 ， 没有使用地表水 ， 现地下水 已过 量开采 。为了改变 目前 的状况 ， 充分利用清平水库 库容大、 装不满的条件 ， 拟在合江上修建拦河坝 ， 形 成年调节水库。并通过修建引水系统工程， 把合江 之水输送到清平水库 以供宾阳县城区工业 及生活 用水 ， 农村人畜用水及农 田灌溉 ， 以上兴建 的工程 统称为清平水库补水工程。合江水库建设的目的 是向清平水库跨流域补水 ， 是一座以供水 、 灌溉为 主的综合利用小( I ) 型水库。项 目在保证合江坝址 下游生产 、 生 活和生态用水 的前提下 ， 充分利用合 江洪水期的水 量 ， 引入清平水库 ， 缓解 区域 水资源 紧缺 的状况 。补水工程位于宾阳县西部 ， 属思陇 、 新桥两镇管地-】 。 堆石混凝土施工方式 ， 是将混凝土的粗骨料直 接采用初步筛分的堆石 ， 直接入仓 ， 必要 时还可 以 考虑采用振动碾将其适当碾压密实， 然后浇筑 自密 实混凝土 ， 利用 自密实混凝土 的高流动性能 ， 使得 自密实混凝 土 自流 ， 填充到堆石 的空隙 中， 形 成完 整 、 密实 、 有较高强度 的混凝土 。采用堆石混凝土 进行大体积混凝土浇筑的主要优点 ： 施工速度 快， 质量有保证； 高强、 耐久； 造价相对较低 ； 水化热温升较低， 温控相对容易 ； 只需要拌和一 级配的自密实混凝土 ， 拌和楼的规模可减小 。 1 力学性能检测 1 1 抗压强度 1 1 1 混凝土立方体抗压强度试验 制备 3 组抗压强度等级为 C 1 5 堆石混凝土用 自 密实混凝土立方体试块进行抗压强度试验 ， 每组试 件各3 个 ， 共9 个试件， 试件的尺寸为 1 5 0 ra m 1 5 0 m mX 1 5 0 m m， 试件模 型见 图 1 。开始试验前在标准 养护室 自然养 护2 8 d ， 养护结束后采用微机液压万 能试验机对混凝土立方体试件进行抗压强度试 验 。试验参照 水工混凝 土试验规程 ( S L 3 5 2 2 0 0 6 ) t 中的规定进行 ， 混凝土立方体试件抗压强度 结果见表 1 ， 混凝土立方体抗压强度按下式计算 ： = ( 1 ) 式中 ： 抗压强度 ， MP a ； P _破坏荷载， N； 试 件承压面积 ， m m 。 1 1 2 钻芯法取得的试件抗压强度试验 在清平水库补水工程堆石混凝土坝现场利用 钻头 内径为 1 0 0 m m的混凝土钻 孔取样 机钻 取芯 样。在 4 、 5 坝块各钻取 2 组芯样 ， 共钻取4 组 ( 每组 3 块 ， 共 1 2 块 ) 芯样 ， 芯样为直径 西， 高度h的圆柱体 ( 模型见图2 ) ， 试件具体尺寸见表 1 ， 芯样钻取方向 为垂直 向下 。钻取的芯样经过锯切 和磨平加工 ， 标 准养护一周后 ， 按标准 水工混凝土试验规程 ( S L 3 5 2 2 0 0 6 ) 进行芯样抗压强度试验 ， 芯样 的抗 【 收稿日期】 2 0 1 5 0 7 2 7 【 作者简介】 陈建国( 1 9 8 4 - ) ， 男， 江苏溧阳人， 广西水利科学研究院工程师， 硕士， 主要从事水泥混凝土材料研究工作。 l 陈建 国， 郭晋川 ， 彭华娟 ， 刘鲁强： 清平水库补水工程堆石混凝土坝质量检测 压强度结果见表 1 ， 芯样抗压强度按下式计算 ： f - _ 1 2 7 3 - 式中 抗压强度 ， MP a ； 破坏荷载 ， N； 试件直径 ， m m。 ! 一 ! 互 Q j 图 1 混凝土立方体试件示意图 ， 、 图2 堆石混凝土芯样示意图 件 ) ， 试 点布置在 4 坝块 ， 利用 YS 1 5 0 - 1 0 C型试验 C 2 、 专用千斤顶 ( 见 图3 ) 等进行抗剪强度 的测定 。在选 定试 验 区范围内 ， 划 出试件范 围， 从现有堆石混凝 土浇筑层面 向下开挖 。在试件部 位开挖 至对应 高 程时 ， 预 留5 个规格为长 1 0 0 c m、 宽 1 0 0 c m， 间距 为 1 8 0 e m的堆石混凝土作为试件。试坑开挖工作完 成后 ， 对试件进行凿平 、 修补 ， 加工成为长 1 0 0 c m、 宽 1 0 0 c m、 高 6 0 c m的表面平整规则试件 。试件模 型见图4 。试验参照 水利水电工程岩石试验规程 ( S L 2 6 4 -2 0 0 1 ) 【4 进行 。按下列公式计算各级垂 直 荷载下 的垂直应力 和剪应力 ， 试 验的结果如 图5 、 6 所示。 or= P ( 3 ) 丁 = ( 4 ) 式 中： f ， 作用于剪切面上的垂直应力 ， MP a ； 丁 作用于剪切面上的剪应力 ， MP a ； 作用于剪切面上的总垂直荷载 ， 包括施 加的荷载 、 设备重量 、 试体重量 ， N； p 作用于剪切面上的剪切荷载( 扣除滚轴 排摩擦阻力 ) ， N； A 剪切面积 ， mm 。 表 1 混凝土试块和芯样抗压强度检测 结果表 表 1 检测结果表 明 ， 3 组立方 体试块抗压强度 平均值 为 1 7 4 MP a ， 4 组 圆柱体芯样抗压强度平均 值 为 3 5 2 MP a ， 均 超过 堆石 混凝 土坝 的设计 强度 C 1 5 ， 芯样的抗压强度为立方体试块抗压强度 2 0 倍 ， 说 明堆 石混凝土 的抗压强 度高于 自密实混凝 土 ， 通过检测堆石混凝土中 自密实立方体混凝土试 件的抗压强度 ， 能有效控制堆石混凝土坝的抗压强 度 ， 降低检测费用 以及避免 因钻取芯样 而造成堆石 混凝土坝的破坏。 1 2 抗剪强度 抗剪 ( 断 ) 强 度直 剪试 验 布置 1 组 ( 共 5个试 2 日 = 倒 鉴 糠 摄 图 3 抗剪 ( 断 ) 试验装置 ! QQ ! 图4 直剪试验试件示意图 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 正应 力 MP a 图 5 抗剪断应 力与正应 力( G r ) 关 系曲线 广西水利水电 G U A N G X I WA T E R R E S O U R C E S&H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 5 ( 5 ) 由于混凝土的水胶t L d ( 0 2 8 ) ， 养护龄期在 2 8 d 以内时 ， 部 分水泥 、 硅粉 、 粉煤灰颗粒仍未水化 ， 在 同条件养护后 ， 混凝土 但均在 6 9 8 7 MP a ( C 6 0 ) 2 8 d的抗压强度是变化的 ， 以上 。 参考文献 1 】 Ma r i o C o l l e p a r d i 混凝土新技术【 M】 北京 ： 中国建材工 业 出版社 ， 2 0 0 8 【 2 】 张善德 ， 侍克斌 ， 俞伟 ， 等 C 8 0 高性能硅粉混凝土配 合 比设计及工程应用【 J 水资源与水工程学报 ， 2 0 1 1 ， 2 2 ( 2 ) ： 91 9 3 3 巫昊峰， 何慧兰， 梁海勇 低水胶比下硅灰对水泥水化的 影u t J 1 粉煤灰综合利用， 2 0 1 0 ( 6 ) ： 3 7 - 3 9 ( 责任编辑： 周群) C6 0 c o n c r e t e mi x p r o p o r t i o n t e s t f o r s c o u r t u n n e l o f Qi g u Re s e r v o i r Z HANG J i a n - 1 i ( Hu t u b i R i v e r B a s i n A d mi n i s t r a t i o n D e p a r t me n t o f Xi n j i a n g U y g u r A u t o n o mo u s R e g i o n ， H u t u b i 8 3 1 2 0 0 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Q i g u R e s e r v o i r i s l o c a t e d o n H u t u b i R i v e r ， a s e d i me n t l a d e n fi v e r i n X i n j i a n g U y g u r A u t o n o mo u s R e g i o n I n o r d e r t o i mp r o v e t h e s c o u r r e s i s t a n c e o f c o n c r e t e i n s c o ur t u n n e l ， c o n c r e t mi x p r o p o rti o n t e s t s we r e c o nd u c t e d wi t h s i l i c a f u me ，fl y a s h a n d e x p a n s i o n a g e n t T h e r e s u l t s o f t h r e e g r o u p s o f t e s t d e mo n s t r a t e t h a t 2 8 d c o mp r e s - s i v e s t r e n g t hs a r e 7 1 5 MPa，7 4 8 MPa a nd 6 9 3 MPa，wh i l eo s ffs e e p a g e r e s i s t i n g p r o pe r t i e s e x c e e d F2 2 0 W 8， F2 40 W 8 a n d F2 2 0 W 8 r e s p e c t i v e l y，a l l c o n f o r mi ng t o t h e r e q u i r e me n t s f o r hi g h s t r e ng t h c o n c r e t e I t wa s f o u nd w h e n t h e t e s t i n g r e s u l t s w e r e a p p l i e d i n c o n s t r u c t i o n o f s c o u r t u n n e l o f Q i g u R e s e rvo i r ，t h e 2 8 d -c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f c o n c r e t e w e r e a l l a b o v e 6 9 8 7 MP a ( C 6 0 ) ， u p t o e n g i n e e r i n g r e q u i r e me n t s Ke y wo r ds ：S i l i c a fume；f l y a s h；h i g h s t r e n g t h c o n c r e t e；t e s t ( 上接第0 4 页) Ro c k fi l l c o n c r e t e d a m q u a l i t y i n s p e c t i o n for Qi n g p i n g Re s e r v o i r Wa t e r S u p p l y P r o j e c t C HE N J i a n g u o 一 ， GU O J i n c h u a n 1 , 2 , P E N G Hu a - j u a n ， L I U L u - q i a n g ， ( 1 G u a n g x i H y d r a u l i c R e s e a r c h I n s t i t u t e ， N a n n i n g 5 3 0 0 2 3 ， C h i n a ； 2 G u a n g x i K e y L a b o r a t o r y C u l t i v a t i o n B a s e o f Wa t e r E n g i n e e r i n g Ma t e r i a l s ， N a n n i n g 5 3 0 0 2 3 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： F o r Q i n g p i n g R e s e rvo i r Wa t e r S u p p l y P r o j e c t ， s e v e r a l m e t h o d s w e r e a d o p t e d t o i n s p e c t t h e m e c h a n i c a l p r o p e rt i e s ，i mp e r me a b i l i t y a n d c o mp a c t n e s s o f ma i n d a m r o c k f i l l c o n c r e t e ，i n c l u d i n g c u b e c o mp r e s s i v e t e s t ，d r i l l i n g c o r e me t h o d，d i r e c t s h e a r t e s t o f c o nc r e t e bl o c k，u l t r a s o n i c t e s t a n d u n d e r g r o un d v i s u a l T V t e s t Th e r e s u l t s o f i n s p e c t i o n c o n f o rm t o r e l e v a n t d e s i g n s p e c i fi c a t i o n s w i t h t h e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h s o f 1 7 4 MP a a n d 3 5 2 MP a for s e l f -c o mp a c t i n g c o n c r e t e a n d c o r e s a mp l e r e s p e c t i v e l y，a f r i c t i o n f a c t o r o f 1 0 5 1，a c o h e s i v e f o r c e o f 0 1 2 4 a n d i m p e rm e a b i l i t y g r a d e o f W4 U l t r a s o n i c t e s t a n d u n d e r g r o u n d v i s u a l T V t e s t a r e b o t h e f f e c t i v e me t h o d s f o r r o c k f i l l c o n c r e t e c o mp a c t ne s s i ns pe c t i o n Ke y w o r d s ： Q i n g p i n g R e s e r v o i r Wa t e r S u p p l y P r o j e c t ； r o c k f i l l c o n c r e t e ； q u a l i t y i n s p e c t i o n ； m e c h a n i c a l p r o p e rt y 7