蘇滿紅 李俊華 劉慧民

1 泄洪工程布置

唐河水電站泄洪沖沙閘工程垂直于大壩軸線布置，總長度73.7 m(包括閘前段、閘室段、陡坡段、消力池及海漫)，閘室段設(shè)閘孔5個，每孔平面尺寸 6.5 m ×25.7 m，左、右邊墩、中墩厚2.0 m，分墩厚3.0 m，閘室底板及海漫高程 EL.1 048.00 m，消力池高程 EL.1 045.00 m，陡坡段方程式為 y=x2/76.69，墩頂高程EL.1 067.40 m。

2 抗沖磨混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，抗沖磨混凝土設(shè)置有:閘墩高程EL.1 048.00 m～EL.1 058.265 m間迎水面250 mm厚范圍，閘室底板、陡坡段、消力池底板結(jié)構(gòu)面500 mm厚范圍，其技術(shù)指標(biāo)為C35W6F200(見表1)。閘墩、閘室底板、陡坡段、消力池其余部位設(shè)置普通混凝土，其技術(shù)指標(biāo)為C25W6F200。

表1 抗沖磨混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)

3 抗沖磨混凝土原材料選擇

生產(chǎn)性試驗(yàn)所用的材料均由施工單位購進(jìn)，分別為:靈丘縣石工水泥有限責(zé)任公司石工牌P.O42.5水泥，大同二電廠Ⅱ級粉煤灰，山西凱迪建材有限公司KDNOF-5引氣減水劑，山東三美硅材料有限公司硅粉，細(xì)骨料選用靈丘王莊堡砂廠天然砂，粗骨料選用靈丘縣石磊石料廠碎石。

3.1 石子級配的選擇

抗沖磨混凝土為二級配混凝土，最大石子粒徑40 mm，石子級配選擇采用最大振動容重、最小孔隙率的辦法，各級石子重量比為:中石∶小石 =70∶30。

3.2 水膠比

根據(jù)試驗(yàn)確定，C35W6F200常態(tài)和泵送混凝土水膠比為:0.35。

3.3 單位用水量及砂率

根據(jù)試驗(yàn)確定，坍落度50 mm～70 mm時，單位用水量為175 kg/m3，砂率范圍一般在35%時，混凝土和易性最好。

3.4 硅粉及粉煤灰

根據(jù)國內(nèi)工程的經(jīng)驗(yàn)，硅粉摻量在5%～10%，試驗(yàn)選定硅粉摻量為7%。摻入適量的粉煤灰可使混凝土的放熱時間延遲，降低混凝土的干縮變形，減少混凝土堿含量，抑制骨料的堿活性，可摻入15%～20%。結(jié)合使用高效減水劑，利用硅粉的等效水泥系數(shù)約為3，采用硅粉和粉煤灰雙摻，不僅可克服單摻粉煤灰混凝土早期強(qiáng)度低和單摻硅粉混凝土早強(qiáng)但后期強(qiáng)度增長緩慢的缺點(diǎn)，還可賦予混凝土高強(qiáng)、抗沖磨、抗空蝕等一系列高性能，同時使混凝土具備良好的和易性和流動性，并且減少了混凝土單位水泥用量，從而減輕了溫控負(fù)擔(dān)，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著。硅粉材料檢測結(jié)果見表2。

表2 硅粉材料檢測結(jié)果

3.5 外加劑

為提高混凝土的抗凍耐久性，采用引氣減水劑，確定KDNOF-5摻量為 1.7%，控制含氣量 4.5%～5.0%。

4 抗沖磨混凝土配合比試驗(yàn)

配合比試驗(yàn)的目的是提高抗沖磨混凝土的抗壓強(qiáng)度，檢驗(yàn)混凝土拌合物均勻性、坍落度和含氣量損失、泌水情況、凝結(jié)時間等。

4.1 保證強(qiáng)度

混凝土配制強(qiáng)度的計(jì)算:fcu，k+1.645σ，強(qiáng)度保證率取值不小于95%，混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差其值按現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》選定為5.0;混凝土配制強(qiáng)度為43 MPa。

4.2 抗沖磨混凝土力學(xué)性能

力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 抗沖磨混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果

4.3 施工配合比

經(jīng)配合比試驗(yàn)結(jié)果顯示，抗沖磨混凝土二級配配合比砂率為35%，外加劑摻量為1.7%，粉煤灰摻量為15%，硅粉摻量為7%時，抗沖磨混凝土含砂適中，和易性較好，滿足水膠比為0.35時的坍落度為50 mm～70 mm的要求;砂率為36%，外加劑摻量為1.8%，粉煤灰摻量為15%，硅粉摻量為5%時，抗沖磨混凝土適宜泵送要求，和易性及流動性較好，滿足水膠比為0.35時的坍落度為100 mm～120 mm的要求。

28 d強(qiáng)度推算結(jié)果根據(jù)抗沖磨混凝土7 d與28 d強(qiáng)度增長率計(jì)算。從推算的強(qiáng)度情況看，28 d強(qiáng)度可以達(dá)到43 MPa，可滿足C35W6F200的設(shè)計(jì)強(qiáng)度以及強(qiáng)度保證率大于90%時的設(shè)計(jì)要求。

根據(jù)上述生產(chǎn)性試驗(yàn)結(jié)果，最終確定泄洪沖沙閘工程抗沖磨混凝土配合比，見表4。

5 抗沖磨混凝土現(xiàn)場澆筑工藝

5.1 拌合與入倉

采用HZS50或70拌和站拌制，能夠滿足澆筑的需要。硅粉采取干摻的方式，與骨料、粉煤灰同時加入拌合斗內(nèi)，外加劑稀釋后與水同時加入，待骨料濕潤后加入水泥，拌合時間控制在60 s。

抗沖磨混凝土拌和后，按照不同配合比選擇入倉方式。選擇10 t混凝土罐車運(yùn)至現(xiàn)場，用塔式起重機(jī)吊斗入倉;泵送抗沖磨混凝土選用輸送泵輸送管道直接入倉。

表4 泄洪閘抗沖磨混凝土施工配合比

5.2 抗沖磨混凝土澆筑

開倉前對基層進(jìn)行沖毛、清洗，保持倉面濕潤無積水后澆筑面整體鋪筑2 cm厚同標(biāo)號水泥砂漿?；炷寥雮}后人工平倉，平倉結(jié)束，采用φ50 mm型或D100 mm型插入式振搗器振搗，振搗器移動距離不超過其有效半徑1.5倍(30 cm～40 cm)，振搗時間40 s～60 s。采用人工抹面，抹面按間隔時間以3次為宜。閘墩側(cè)墻混凝土按柱狀法分層澆筑，抗沖磨混凝土先入倉振搗澆筑，再進(jìn)行內(nèi)部常規(guī)混凝土入倉澆筑。

5.3 抗沖磨混凝土養(yǎng)護(hù)

在氣溫9℃～28℃、混凝土入倉溫度11.5℃～12.5℃、澆筑溫度12℃～17.5℃的條件下，采取沖毛機(jī)噴霧辦法，間歇性向倉內(nèi)噴霧始終保持倉面濕度及溫度，混凝土終凝后及時覆蓋濕潤棉被養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不少于28 d。養(yǎng)護(hù)期滿后對混凝土表面沖洗，經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)裂縫。

6 結(jié)語

抗沖磨混凝土在唐河水電站泄洪沖沙閘閘墩側(cè)面、閘室底板、陡坡段、消力池底板結(jié)構(gòu)面范圍的應(yīng)用，經(jīng)檢測沒有出現(xiàn)任何關(guān)于溫度裂縫的質(zhì)量問題，提高了混凝土的耐久性、抗?jié)B能力和抗凍性能，取得了很好的效果。

在施工中抗沖磨混凝土所用原材料必須經(jīng)檢驗(yàn)并滿足要求;嚴(yán)格控制外加劑、粉煤灰、硅粉摻量;做好抗沖磨混凝土攪拌時間、坍落度檢測控制;澆筑中充分振搗，把握好振搗時間;澆筑完成及時養(yǎng)護(hù)。

［1］ 中國建設(shè)監(jiān)理協(xié)會.注冊監(jiān)理工程師繼續(xù)教育培訓(xùn)選修課教材水利水電工程［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009.

［2］ SDJ 207-82，水工混凝土施工規(guī)范［S］.

［3］ SL 27-91，水閘施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］ GB 50204-2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［5］ 馮乃謙.高性能混凝土結(jié)構(gòu)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.