聚丙烯纤维混凝土在巴家咀水库溢洪道工程中的应用.pdf

第 4 9卷第 7期 2 0 1 3 年 7月 甘 肃 水 利 水 电 技 术 GA NS U WAT E R RE S OU RC E S A ND I t YD RO I ~ OWE R T 1 巳 C HN OL OG Y V0 1 ． 4 9． N o ． 7 J u 1 ． ， 2 0 1 3 施工技术 聚丙烯纤维混凝土在巴家咀水库溢洪道工程中的应用 杨建启 ( 庆阳市巴家咀水库除险加固工程建设管理局 ， 甘肃 庆 阳7 4 5 0 0 0 ) 摘要 ： 大量试验和实践证明， 在混凝土中掺加少量聚丙烯纤维， 可减少和防止混凝土硬化过程中产生的干缩裂缝和 温度裂缝 ， 改善混凝土的整体性和耐久性。在巴家咀水库溢洪道混凝土施工中应用这一新材料新技术， 有效抑制和 减少了混凝土表面裂缝的产生和发展， 提高了混凝土抗渗、 抗冻、 抗冲磨等性能， 保证了混凝土工程质量。 关键词： 聚丙烯纤维混凝土； 溢洪道； 施工； 巴家咀水库 中图分类号： T V 4 3 1 ~ ． 3 文献标志码： B 文章编号： 2 0 9 5 — 0 1 4 4 ( 2 0 1 3 ) 0 7 — 0 0 6 4 — 0 2 1 工 程 概 况 巴家咀水库位于甘肃省东部泾河支流蒲河中游 黄土高原沟壑区 ， 控制流域面积 3 4 7 8 k m z 。水库始 建于 1 9 5 8年 ， 1 9 6 2年建成 ，大坝为黄土均质坝 ， 初 建坝高 5 8 m， 后经 3次加高 ， 现坝高 7 5 ． 6 m， 坝长 5 6 5 m， 总库容 5 ． 4亿 m 。 。水库防洪标准为 1 0 0年一 遇洪水设计 ， 2 0 0 0年一遇洪水校核。水库枢纽由大 坝、 输水 洞、 两条泄洪 洞、 溢洪道和两级 电站组成 。 输泄水建筑物总计最大泄流能力 5 3 4 9 m 3 ／ s 。目前 ， 水库已成为集防洪 、 供水、 灌溉等功能于一体的大型 综合水利枢纽。 为彻底消除水库安全 隐患 ， 2 0 0 5年 1 O月水 利 部批复新建溢洪道工程。主要由进 口导流段 引渠 段、 闸室段( 溢流堰) 、 泄槽段和下游消能防冲段等五 部分组成 ， 全长 4 2 7 m， 最大泄流能力 4 7 0 9 mS ／ s 。闸 室采用两孔开敞式泄洪闸 ， 按一孔一联 的结构型式 布置 ， 单孔净宽 1 3 I n ， 闸室总宽 3 6 m。 堰体为混凝土 实体 WE S型溢流堰 ． 双圆弧曲线堰面。泄槽采用矩 形断面， 起始宽度 3 1 I T I ， 其后右岸单侧 以 4 o 角扩散 ， 总长 1 6 4 m， 坡比 0 ． 0 2 5 。泄槽出口采用挑流消能方 式 ， 为异形斜鼻坎 ， 挑坎半径 2 0 m。由于普通混凝土 早期强度较低 ， 容易产生裂缝 ， 为了提高混凝土抗 裂、 抗磨等能力 ， 设计要求在溢洪道闸室溢流堰面及 泄槽挑流鼻坎表面使用聚丙烯纤维混凝土 ． 设计强 度为 C 3 0 ／ W6 ／ F 1 5 0 ， 浇筑总量 5 1 3 8 m 。 2 混凝土原材料及配合比 ( 1 ) 采用山东淄博科瑞森化纤有 限公司生产 的 C 一 1 混凝土工程纤维 ， 1 0 0 ％改性聚丙烯 ，纤维长 1 8 mm， 当量直径 1 5 ～ 5 O m， 其物理力学性能见表 1 。 表 1 聚丙烯纤维物理力学性能 ( 2 ) 采用 P 0 4 2 ． 5级普通硅酸盐水泥，天然河 砂与骨料 ， 适量掺加粉煤灰 ， 并在砼中掺加缓凝高效 减水和引气剂， 水泥 、 细骨料、 粗骨料、 粉煤灰 的物理 力学性能或物理性能见表 2 一 表 5 。 表 2 水泥物理力学性能 含泥量 云母含量 有机质 细度模数 吸水率 表观密度 含量 ， m ／ ( t ／ m ) 细度 需水量 烧失量 含水量 O ．2 ( 3 ) 根据混凝土设计强度和耐久性要求及施工 和易性需要 ．进行了原材料性能和混凝土配合 比试 验 ，确定满足设计要求的理论配合 比。每立方米混 凝土材料用量分别为 ： 水泥 2 5 7 k g ； 细骨料 3 7 3 k g ； 收稿 日期： 2 0 1 3 — 0 7 — 1 8 作者简介： 杨建启( 1 9 8 5 一 ) ， 另， 甘肃庆阳人， 助理工程师， 主要从事水利水电工程建设管理。 6 4 第 7期 杨建启 ： 聚丙烯纤维混凝 土在 巴家咀水库溢洪道工程中的应用 第 4 9卷 粗骨料 1 6 6 3 k g ； 粉煤灰 4 5 k g ； 减水剂 2 ．4 k g ； 引气 剂 0 ． 0 1 8 k g ； 聚丙烯纤维 0 ． 8 k g ； 水 1 0 6 k g ； 水胶 比 0 ． 3 5 ； 坍落度 7 0 ～ 9 0 m m。 在混凝土浇筑前 ， 根据原材 料检验情况 ． 及时准确地将理论配合 比调整为施工 配合 比。 3聚 丙烯纤 维混 凝土施 工 3 ． 1 施 工流 程 施工流程为 ： 原材料储备 、 检验_ + 仓面清理 测 量放样_ + 钢筋绑扎焊接 模板安装 开仓验收_ 拌 和系统检查 混凝土制备、 运输 、 入仓 温度、 坍落 度检测 混凝土试块取样一混凝土平仓 、 振捣一 拆 模 、 养护_ 外观检查。 3 ． 2混 凝土 浇筑 ( 1 ) 拌 和： 混凝土配料除聚丙烯纤维和外 加剂 由人 工称量并均匀抛撒至粗骨料上和搅拌舱 中外 ， 其余 均采用配料机 自动称量适配 ， 搅拌楼拌和 。投 料及搅拌顺序依次为粗骨料 、 聚丙烯纤维 、 细骨料 、 水泥、 粉煤灰 、 外加剂 水 ， 搅拌时间为 5 mi n 。从试 拌情况看 ， 纤维分布均匀， 混凝土和易性较好。 ( 2 )运输 ： 为 防止 混凝 土运输 过程 中 出现离 析 、 泌水等现象 ， 水平运输采用混凝土罐车 ， 垂直运输采 用塔 吊配锥形料罐 ， 仓面运输采用溜槽入仓 ， 运输距 离约 1 k m。 ( 3 ) 浇筑 ： 混凝土浇筑采用台阶法 由低 向高分 层 铺 料 浇筑 ， 控 制 浇筑 厚度 3 0 e m。混 凝 土 入仓 后 ， 先人工摊铺整平 ， 再用 + 7 0插入式振捣器梅花形振 捣 ， 快入慢提 ， 振捣至粗骨料无明显下沉并开始泛浆 为止 。模板 滑 升 或提 起后 立 即进 行 一 次 收 面 。 二 次 收面在混凝土初凝前完成 ， 均为人工原浆收面。 ( 4 ) 养护 二次抹面结束后先覆 以塑料薄膜盖之 ． 9 h后用 草袋进行覆盖 ， 并及时洒水养护 。 保持混凝土表面湿 润 。 4聚 丙烯纤 维 混凝土 检测 结果 在混凝土浇筑施工 中， 分别对掺加与不掺加纤 维的混凝土进行 了取样检测对比， 混凝土抗压强度 、 抗渗、 抗冻性能检测结果分别见表 6 表 8 。 表 6 混凝土抗压强度检测结果 浇筑部位 坍落 ／ ram 度和易性 溢流堰面 不掺C 3 0 7 1 - 8 3 好 2 8 3 0 ． 2 ~ 3 4 ． 8 挑流鼻坎掺加 6 3 ～ 7 6 3 1 ． 0 — 3 4 ． 9 溢流堰面不掺F 1 5 0 1 5 0 2 ． 9 9 8 7 挑流鼻坎掺加 2 ． 1 9 8 8 8 5 8 9 从施工过程和取样检验情况来看 ，聚丙烯纤维 混凝土和易性较好 ， 不易离析 ， 但坍落度有所损失 ， 抹面难度相对增大：混凝土表面龟裂及干缩裂缝得 到 了有效 控制 ， 平 整度 较好 ； 混凝 土抗 压强度 未见 明 显变化 ， 但抗渗、 抗冻性能有所提高。 5结 语 聚丙烯纤维混凝土在巴家咀水库溢洪道工程中 的应用，有效抑制和减少了混凝土表面裂缝的产生 和发展， 提高了混凝土抗渗 、 抗冻 、 抗冲磨等性能 ， 从 而保证 了混凝土浇筑质量。聚丙烯纤维混凝土作为 一 种新型复合材料， 不仅对施工无任何特殊要求 ， 而 且具有良好 的力学性能和可靠的质量保证 ， 又经济、 安全 、 便于操作 ， 应用于水工建筑物的相应部位 ， 可 收到良好的功效 ， 应用前景十分广阔。 参 考文献 ： [ 1 ]郝转． 聚丙烯纤维混凝土的技术应用研究． [ J 1 ． 山西水 利科技． 2 0 0 6 ， 3 6 ( 4 ) ： 9 — 1 1 ． [ 2 ]乔介平， 鲁少林． 聚丙烯纤维在水工混凝土中的研究与应 用[ J ] 冰 电站设计． 2 0 0 8 ， 2 4 ( 3 ) ： 8 5 — 8 7 ． [ 3 ]D ／d T 5 1 4 4 — 2 0 0 1 ． 水工混凝土施工规范． [ S ] [ 4 ]D L ／ T 5 1 5 0 — 2 0 0 1 ． 水工混凝土试验规程． [ S ] ( 上接 第 6 3页) 除险加 固工程 中的成功应 用 ． 对坝 体 的渗漏起到非常 良好 的防渗作用 ， 其 中。 下游渗 水量 由加 固前 的 5 ． 2 2 L ／ s 有效减小到 1 ． 3 9 L ／ s ， 渗 流量 减少 了 7 4 ． 6 3 ％， 达 到 了预期 防渗效 果 ， 大大 提高 了该水库运行 的安全系数 。从该实例应 用效 果证 明 ．塑性混凝土防渗墙技术在 中小 型水 库除 险加 固中的应用是可行的、 高效的 ， 施工质量 完全 满足设计及相关 技术规范要求 。具有非常好 的应 用 推广价值。 参考文献： [ 1 ]王清友， 孙万功， 熊欢． 塑性混凝土防渗墙[ M] ． 北京： 中 国水利水电出版社， 2 0 0 8 ． [ 2 ]石大永． 混凝土防渗墙施工相关工艺分析[ J ] _ 湖南水利 水电 ， 2 0 1 1 ， 1 8 ( 4 ) ： 1 4 — 1 5 ． [ 3 ]谭小通． 塑性混凝土防渗墙在水库施工中应用[ J ] ． 企业 科技与发展， 2 0 0 7 ， 1 4 ( 1 2 ) ： 1 5 2 — 1 5 3 ． 一 对 模 至 脯 触 耋 曼 纵 动 数 对 模 至 嗍 僻 横 动 数 腮 测 融 数 实 冻 次 计 级 设 等 旺 霜 奇 筑 浇