抗冲磨混凝土在官宋硼堰枢纽工程中的应用.pdf
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1、水利建设与管理 2 0 1 0年第 l 2期 设 计 施 工 1 张 国荣 陈建刚 ( 江苏省镇江市工程勘测设计研究院 2 1 2 0 0 1 ) 【 摘要】 江苏援建绵竹市官宋硼堰取水枢纽重建工程冲沙闸、 泄洪闸、 上下游护坦等部位底板面层采用了C 5 0 F 5 0 抗 冲磨 混凝土。该工 程施工过 程中, 通过控制水泥用量 、 掺加 粉煤灰及硅 粉、 加 强早期养 护等措施 , 使抗冲磨混凝土 具有较高的力学强度和抗冲磨强度 , 施Z_ S - 艺与常态混凝土相同, 施工简便易于掌握, 是一种较理想的抗冲磨材料。 【 关键词】 江苏援建枢纽工程抗冲磨混凝土C 5 0 F 5 0 l 工程
2、概述 官宋 硼堰取水枢 纽位 于汉 旺镇 绵远 河 出山 口 , 是 一 座 以灌溉为主综 合利用的水利工程 ,是 官宋 硼灌区 重要的骨干控制工程 , 集雨面积 4 1 0 k m 2 。 官宋硼灌区属 于 中型 自流灌 区 , 引绵远 河 水 , 通过 官 、 宋 、 硼 三堰分 水 , 灌溉 I 1 个 乡镇 , 控制灌 溉面积 1 1 1 万 h m 2 , 有 效灌 溉面积 0 9 7万 h m2 。 2 0 0 8年 5月 1 2日,四川省发 生了震 级为 8 0级的 “ 5 1 2 ” 大地震 , 加之随后的“ 6 1 2 ” 小 岗剑堰塞湖泄流 , 致 使该工程闸墩 、 排架
3、、 护坦 、 导墙 、 工作桥梁 、 管理设施等 严重受损 , 出现了不同程度的垮塌 、 裂缝 、 位移 、 变形 、 滑 坡等重大病险。 2 0 0 8年 1 0月 2 4日,经四川省水利科学院专家组鉴 定 , 该枢纽为四类闸, 需要整体报废重建。 工程规模 : 重建工程属 等 中型水利工程 , 主要建筑 物级别为 3级 , 次要建筑物级别为 4级 , 临时建筑物为 5 级。重建工程设计洪水标准为 5 0 年一遇 , 流量 2 8 1 I m 3 s ; 校核洪水标准为 2 0 0 年一遇 , 流量 3 9 3 1 m 3 s 。 工程区抗震 设防烈度为度 。 冲沙 闸及泄洪 闸闸室结构布置
4、相 同 ,单 孔净宽均 为 1 0 m, 冲沙 闸共计 2孔 , 为 两孔一联 一块底 板 , 泄洪 闸共计 9 孔 , 分j孔一联三块底 板。闸室底板面高程为 6 9 4 1 m, 底板顺水流 向长 1 6 3 m, 底板厚均 为 1 8 m。闸 墩顶 高程 7 0 2 2 m,泄洪 闸 、冲沙 闸上下游均设置 了钢 筋混凝 土护坦 。 官宋硼堰取水枢纽重建工程的抗冲磨混凝土设计于 冲沙闸闸室 、 泄洪闸闸室、 上下游护坦的面层 , 厚度 0 3 m 。 另外 , 冲沙闸闸室底板采用钢板护面, 厚度 1 2 n l r t l , 该工程 抗冲磨混凝土总方量为 5 4 0 m3 。施工工艺为
5、在浇筑下层 C 2 5 ( 闸室) 、 C 2 0 ( 上下游护坦 ) 一期混凝土时预埋锚筋 , 一 期混 凝 土达 到终凝 后 打 毛 、冲洗 ,验 收合 格后 进 行 C 5 0 F 5 0 二期抗 冲磨混凝土施工。 2 抗冲磨混凝土配合比设计 抗 冲磨混凝土是江苏援建绵竹市官宋硼堰取水枢纽 重建工程抗冲磨体系最重要 的组成部分 ,其配合 比设计 必须能显著提高混凝土 的整体强度并使混凝土巾的胶凝 产物致密 、 坚硬 、 耐磨 ; 同时还需尽量满足施工方便 的要 求 , 避免施工困难 、 平整度差 、 运行 中产生气蚀破坏。 为此 施工单位( 江苏省水利建设工程有限公 司) 委托 中国水利
6、 水电第七工程局有限公 司试验室进行 C 5 0 F 5 0 抗 冲磨混 凝土配合 比设计 。 2 1 抗冲磨混凝土设计参数 官宋硼取水枢纽重建工程抗 冲磨混凝土强度等级为 C 5 0 , 二级配 , 抗冻性 F 5 0 , 混凝土设计要求见表 1 。 2 2 抗冲磨混凝土原材料选择 2 2 1 水泥 配合 比试验采用 四川利森建材有限公司生产的 “ 利 森”牌 P 0 4 2 5 1 1 水 泥,样品抽测标准稠度 2 6 5 ,初凝 一 张 国荣等 抗 中 磨 混凝 土在官宋硼堰 枢纽工程 中的应用 一 一 一 一一 , 表 1 抗 冲 磨 混 凝 土 设 计 指 标 混凝土设计 纤维掺量
7、坍落度控制 抗冲磨强度( 水下钢 施工部位 混凝土类型 级 配 强度等级 ( k #m ) ( m m) Y - : ) h ( k g m 2 ) 冲砂闸 、泄洪 闸闸室底 板 、 常态 2 O 9 O 5 0 - 7 0 1 2 0 C 5 O F 5 0 上下游护坦表面 3 0 ra m范围 泵送 2 0 9 O 1 3 0 -1 5 0 1 2 0 注试验采用粉煤灰掺量 1 5 , 硅粉掺量 8 。 1 8 2 m i n , 终凝 2 3 0 ra i n , 体积安定性合格 , 2 8天抗压 、 抗折 强度分别为 4 5 6 M P a 、 8 3 MP a 。检测结果表明 , “
8、 利森” 牌 P 0 4 2 5 R水泥物理力学性能各项指标符合 通用硅酸盐 水泥 ( G B 1 7 5 -2 0 0 7 ) 的有关技术要求。 2 2 2 粉煤灰 采用 巴蜀江油粉煤灰开发公司生产的 I 级灰 ,其细 度 5 6 , 烧失量 2 5 8 , 需水量 比 9 3 , S O 含量 2 0 1 , 含水量 0 3 , 各项指标检测结果符合 水工混凝土掺用 粉煤灰技术规范 ) ( D L T 5 0 5 5 -2 0 0 7 ) 的有关技术要求。 2 2 3 外加剂 采用江苏博特新材料有限公司生产的 J M P C A ( I ) 聚羧酸超塑化剂 ( 液体) , 减水率 2 5
9、1 , 抗压强度比 3 天为 1 6 5 , 7 天为 1 5 7 , 2 8 天为 1 5 1 , 其性能检测符合 聚羧 酸系商 陛能减水剂) ( J G I 2 2 3 -2 0 0 7 ) 的有关技术要求 。 2 2 4 细骨料 采用绵竹市绵远河砂石厂生产 的黄砂 ( 人工砂) , 细 度模数 3 0 3 , 石粉含量 1 4 1 , 泥块含量无 , 检测指标均 满足 水工混凝土施工规范) ( D L m S 1 4 4 -2 0 0 1 ) 的有关技 术要求 。 2 2 5 粗骨料 采用绵竹市绵远河砂石厂生产的碎石 , 粒径 5 - 2 0 ra m 和 2 0 4 0 ra m,表观
10、密度为 2 7 2 0 k g m 3 和 2 7 3 0 k g m 3 , 级配 良好 , 含泥量小 于 1 , 压碎指标 6 , 各项指标均符合 水工 混凝土施 工规范 ( D L i T 5 1 4 4 - 2 0 0 1 ) 的有关技术 要求。 2 2 6 硅粉 采用成都东蓝星科技发展有限公司提供的“ 东蓝星” 牌硅粉 。硅粉品质 检测结果 :烧失量 1 7 、 S i O , 含量 9 5 4 , 含水率 0 4 1 , 流动度 1 2 0 m m, D H值 5 9 8 , 各项性 能指标均符合 高强高性能混凝土用矿物J b :D u 剂 ( G B T 1 8 7 3 6 -2
11、 0 0 2 ) 的有关技术要求 。 2 3 混凝土配合 比设计 为确保混凝土的各项性能达到设计指标和满足施工 要求 ,中国水利水 电第七工程局有 限公 司试验室通过不 同的水胶比对混凝 土拌和物及硬化性能试验进行 比较 , 形成了混凝土配合 比参数及每立米混凝土各种材料用量 计算表( 见表 2 、 表 3 ) 。 3 施工质量控制 根据工程实际情况 , 施工单位选用了泵送混凝土 , 为 保证抗冲磨混凝土的施工质量 ,主要采取了以下技术措 施进行质量控制: a 严格按中国水利水电第七工程局有限公司试验室 表 2 混 凝 土 配 合 比 参 数 混凝 土设计 石 子 混凝 土 粉煤灰 级 配 石
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