趙海峰，周 燕，卜崇財(cái)

(中國水利水電第四工程局有限公司，青海 西寧 810007)

1 工程概況

納子峽水電站地處青海省東北部門源縣的燕麥圖呼鄉(xiāng)和祁連縣皇城鄉(xiāng)交界處，為大通河上游末段(上游：河源～尕大灘，中游：尕大灘～連城，下游：連城～大通河口)，地理位置東經(jīng)98°30′～103°25′，北緯36°30′～38°25′。電站裝機(jī)容量87.0 MW，水庫正常蓄水位3 201.5 m，相應(yīng)庫容7.15億 m3。本工程以發(fā)電為主，工程規(guī)模屬二等大(Ⅱ)型，主要建筑物溢洪道、放空泄洪排砂洞、引水隧洞、高壓管道、廠房等為2級，次要建筑物為3級。由于混凝土面板堆石壩壩高大于100 m(為121.5 m)，因此將大壩級別由2級提高為1級。

2 擠壓式混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)和試驗(yàn)內(nèi)容

根據(jù)《大通河納子峽水電站面板堆石壩工程擠壓邊墻混凝土配合比試驗(yàn)委托書》，混凝土設(shè)計(jì)齡期均為28天?；炷翑D壓邊墻相關(guān)設(shè)計(jì)要求見表1。

表1 納子峽水電站擠壓邊墻混凝土相關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)

3 混凝土配合比試驗(yàn)概況

大通河納子峽水電站面板堆石壩工程擠壓邊墻混凝土配合比試驗(yàn)，已完成混凝土配合比試驗(yàn)工作，并成型試驗(yàn)各類混凝土試件。到目前為止，混凝土各項(xiàng)性能試驗(yàn)已經(jīng)完成，因此通過對試驗(yàn)成果整理、匯總、分析的基礎(chǔ)上，形成本試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告。

4 原材料檢測

4.1 水泥

水泥是混凝土的一種膠凝材料，是對于混凝土強(qiáng)度指標(biāo)及其他項(xiàng)目性能指標(biāo)的主要因素。根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)要求，大通河納子峽水電站面板堆石壩工程項(xiàng)目中的擠壓邊墻混凝土配合比使用青海“昆侖山”P.C32.5級復(fù)合硅酸鹽水泥。

水泥相關(guān)檢測結(jié)果見表2。試驗(yàn)結(jié)果表明，所使用的昆侖山P.C32.5級復(fù)合硅酸鹽水泥能夠滿足規(guī)范要求。

表2 水泥相關(guān)性能試驗(yàn)結(jié)果

4.2 骨料

本配合比試驗(yàn)粗細(xì)骨料均為納子峽砂石場生產(chǎn)的天然骨料。試驗(yàn)室對粗細(xì)骨料分別進(jìn)行了試驗(yàn)檢測。骨料試驗(yàn)按照《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》(DL/T5151-2001)進(jìn)行。

4.2.1 細(xì)骨料

細(xì)骨料參照《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》(DL/T5151-2001)要求檢測，其中篩分試驗(yàn)結(jié)果見表3，品質(zhì)指標(biāo)試驗(yàn)檢測結(jié)果見表4。

表3 砂料顆粒級配試驗(yàn)結(jié)果

表4 砂料品質(zhì)指標(biāo)及物理性能檢測結(jié)果

通過試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，砂子的細(xì)度模數(shù)適中，為中砂范圍，但砂照片中的含泥量為2.4%略顯偏高，在施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制，加強(qiáng)檢測；從砂料的品質(zhì)指標(biāo)以及相關(guān)物理性能試驗(yàn)檢測結(jié)果分析，其性能指標(biāo)能夠滿足《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T 5144-2001相關(guān)要求。

4.2.2 粗骨料

從工地現(xiàn)場拉運(yùn)來的粗骨料為小石(5～20 mm)，試驗(yàn)參照《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》(DL/T5151-2001)相關(guān)要求進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果參見表5。從粗骨料檢測結(jié)果得出，其各項(xiàng)指標(biāo)能夠滿足《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T 5144-2001相關(guān)要求，最優(yōu)砂率的選擇試驗(yàn)見表6，從試驗(yàn)結(jié)果看，砂：小石=40:60時孔隙率最小，故砂率選擇40%。

表5 粗骨料品質(zhì)指標(biāo)及物理性能檢測結(jié)果

表6 最優(yōu)砂率的選擇

4.3 外加劑

混凝土配合比外加劑采用KD-4液體速凝劑，速凝性能檢測結(jié)果見表7。

表7 速凝劑性能檢測結(jié)果

5 混凝土配合比設(shè)計(jì)

(1)通過設(shè)計(jì)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)擠壓機(jī)對混凝土配合影響較大，從行進(jìn)速度來看干性混凝土擠壓行進(jìn)速度慢，反之濕的則行進(jìn)速度快，因此選定試驗(yàn)配合比按照一級配和干硬性混凝土設(shè)計(jì)，坍落度設(shè)置為0，水泥用量71～86 kg/m3，用水量約101 kg/m3，水灰比1.31～1.45，及適量的速凝劑。28天混凝土抗壓強(qiáng)度為3.0～5.0 MPa，滲透系數(shù)為10-2～10-3cm/s范圍，確定為低彈模。

(2)室內(nèi)砂率確定為40%，采用DL/T 5355-2006中輕型擊實(shí)方法尋找不同水泥摻量下的最優(yōu)含水率和最大干密度，并繪制了不同水泥摻量下的最優(yōu)含水率和最大干密度變化曲線。具體詳見表8和圖1～圖5。

圖1 水泥摻入量2.5% 圖2 水泥摻入量3.0%

圖3 水泥摻入量3.5% 圖4 水泥摻入量4.0%

圖5 水泥摻入量4.5%

表8 不同水泥摻量最優(yōu)含水率及最大干密度試驗(yàn)

6 抗壓強(qiáng)度及其他性能試驗(yàn)

對試驗(yàn)結(jié)果中最大干密度和最優(yōu)含水率相對應(yīng)的配合比中加入了4.0%的KD-4速凝劑，并進(jìn)行了28d抗壓強(qiáng)度、滲透試驗(yàn)及彈性模量的成型。擠壓混凝土強(qiáng)度及其他性能試驗(yàn)見表9。

表9 擠壓混凝土強(qiáng)度及其他性能試驗(yàn)

7 推薦施工基本配合比

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，當(dāng)水泥摻量為3.5%時，混凝土各項(xiàng)指標(biāo)均滿足技術(shù)要求，現(xiàn)推薦現(xiàn)場施工基本配合比見表10。

表10 擠壓邊墻混凝土現(xiàn)場施工基本配合比

8 現(xiàn)場應(yīng)用效果

納子峽水電站面板在2014年5月初開始進(jìn)行面板施工，8月下旬結(jié)束，歷時3個月結(jié)束，從高寒、高海拔地區(qū)面板分時段采用不同的材料進(jìn)行保溫、養(yǎng)護(hù)對面板綜合防裂具有很明顯的作用。

由于納子峽面板施工時段為雨季，雨天較多，且晝夜溫差較大，從而使得面板混凝土水灰比發(fā)生變化，導(dǎo)致面板干縮裂縫和溫度裂縫發(fā)生的幾率增大，因此，在今后的施工中必須加強(qiáng)骨料、入倉、澆筑時的防雨措施，確?；炷恋臐仓|(zhì)量。

對于越冬期的面板保溫需要進(jìn)一步的探索和研究，納子峽面板在次年的3月份下閘蓄水，導(dǎo)致面板越冬保溫，越冬期間面板采用5cm保溫被和塑料薄膜進(jìn)行保溫，但經(jīng)一個冬期后面板裂縫發(fā)展還在繼續(xù)，越冬前的一些微細(xì)裂縫及處理過的裂縫均有進(jìn)一步的發(fā)展，這說明由于內(nèi)外溫差較大，保溫措施難以抑制裂縫的發(fā)展，因此，若條件容許建議采取面板施工和下閘連續(xù)進(jìn)行，以此，來保證面板的質(zhì)量[1]。

納子峽面板混凝土防裂材料采用纖維素纖維，從現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)判定，此材料對面板早起的溫度裂縫具有一定的抑制作用，中期、后期的作用還有待于研究和總結(jié)。

納子峽面板屬于長面板，一次性施工完成，建議對此類環(huán)境下的長面板的施工進(jìn)行分期施工，以此來減少裂縫發(fā)生的幾率。

9 結(jié)語

本配合應(yīng)用于納子峽面板堆石壩擠壓邊墻混凝土施工過程中混凝土彈性模量和滲透系數(shù)，均滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，納子峽水電站施工中按照最終擠壓邊墻混凝土配合比在現(xiàn)場施工運(yùn)用效果良好。