干貧混凝土在宜興抽水蓄能電站的應(yīng)用

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關(guān)鍵詞:干貧混凝土;宜興抽水蓄能電站;上水庫;應(yīng)用

中圖分類號(hào): TV431 　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 　　文章編號(hào):1672-1683 (2008) 02-0100-02

1 　工程概況

江蘇宜興抽水蓄能電站是一座日調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站。電站額定發(fā)電水頭363. 0 m ,總裝機(jī)容量為4 ×250 MW。建成后主要擔(dān)負(fù)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相和旋轉(zhuǎn)備用等任務(wù)。電站由上水庫、下水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房和500 kV 地面開關(guān)站等工程組成。

上水庫利用溝源坳地挖填形成,主要建筑物有主壩、副壩、進(jìn)/ 出水口等。進(jìn)/ 出水口混凝土結(jié)構(gòu)由防渦梁段及整流段、擴(kuò)散段、漸變段、埋鋼管段、隧洞段等組成,詳見圖1 。

2 　進(jìn)/ 出水口工程地質(zhì)條件

上水庫進(jìn)/ 出水口位于上水庫左岸,距壩軸線160 余m ,底板高程413 m ,洞向N15 E。地面高程428～435 m ,山坡坡角為20 ,坡向近EW,與洞向呈大角度相交。輸水隧洞走向N15°E ,洞臉開挖邊坡N75°W。洞口處巖體以弱風(fēng)化巖屑石英砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖為主,受F3 、F4 斷層的影響,F4 斷層上盤的巖體呈破碎狀,下盤也有5～10 m 寬的影響帶,圍巖為Ⅳ～ Ⅴ類,進(jìn)洞條件差。

經(jīng)對(duì)上述地質(zhì)情況的深入分析,庫岸若按原設(shè)計(jì)的坡比1 ∶1. 7 或1 ∶1. 4 進(jìn)行開挖,則進(jìn)洞口恰位于F4 斷層上盤破碎帶,進(jìn)洞困難,也不易成洞,即使加強(qiáng)支護(hù)而勉強(qiáng)進(jìn)洞,由于破碎帶巖體的變形模量小,將其保留于庫盆,會(huì)產(chǎn)生較大的差異沉降變形,成庫后會(huì)造成庫岸防滲面板拉裂。同時(shí)還需對(duì)F4 斷層上盤的破碎巖體及下盤的影響帶采取必要處理措施。對(duì)此,經(jīng)專家論證后決定采用挖除F4 斷層上盤破碎巖體、利用下盤較完整的巖體進(jìn)洞較安全的優(yōu)化方案。

進(jìn)洞優(yōu)化方案的要點(diǎn)是在挖除F4 斷層上盤的破碎巖體后,采用干貧混凝土填筑以形成北庫岸防滲面板的基礎(chǔ)。詳見圖2 。

3 　干貧混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)及技術(shù)要求

設(shè)計(jì)要求干貧混凝土的集料采用最大粒徑80 mm ,小于5 mm 的含量2 25 %～32 %摻入3 %左右的水泥拌制而成,其變形模量≥1 000 Mpa ,壓實(shí)干密度不小于2. 2 t/ m3 。干貧混凝土的施工工藝參數(shù)通過現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn)確定。干貧混凝土集料顆粒級(jí)配見表1 。

4 　干貧混凝土施工

4. 1 　原材料及施工配合比

4. 1. 1 　水泥　采用寧國(guó)PC32. 5R 級(jí)水泥。

4. 1. 2 　砂石骨料　碎石為大漢界生產(chǎn)的人工碎石,其級(jí)配組成試驗(yàn)結(jié)果見表2 。

砂為C16 標(biāo)生產(chǎn)的砂巖人工砂。其顆粒級(jí)配組成試驗(yàn)結(jié)果見表3 。

4. 1. 3 　配合比　通過采用2. 5 %和3. 0 %水泥用量進(jìn)行試驗(yàn)比較,用水量應(yīng)控制在69～75 kg/ m3 ,得到施工配合比見表4。

4. 2 　拌制

干貧混凝土采用3. 0 m3 和0. 75 m3 強(qiáng)制式拌和機(jī)拌制,拌和時(shí)間30～40 s。由于干貧混凝土的生產(chǎn)強(qiáng)度比較高,連續(xù)作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng),通過生產(chǎn)性試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)采用攪拌機(jī)拌制干貧混凝土,不能滿足施工強(qiáng)度要求,通過試驗(yàn)后,將干貧混凝土改用反鏟和裝載機(jī)拌制,拌和物均勻性較拌和機(jī)拌制的差,但通過顆分試驗(yàn)檢測(cè),其均勻性可以滿足要求。

4. 3 　運(yùn)輸

干貧混凝土具體方法是按施工配合比進(jìn)行配料后,由反鏟和裝載機(jī)反復(fù)翻拌至拌和料均勻。采用自卸汽車進(jìn)行水平運(yùn)輸。汽車不能到達(dá)的部位,通過溜槽將其運(yùn)輸?shù)教钪鳂I(yè)面。溜槽坡度達(dá)到1 ∶1. 5～1 ∶1. 8 。采用溜槽入倉時(shí),有輕微的骨料分離,處理方法是采用人工在溜槽末端料堆處將分離的粗骨料均勻鋪撒在填筑作業(yè)面。

4. 4 　攤鋪

施工中干貧混凝土的主要攤鋪采用推土機(jī)進(jìn)行,較狹窄的部位采用人工配合反鏟進(jìn)行攤鋪。松鋪厚度為45 cm。

4. 5 　碾壓

干貧混凝土碾壓采用18 t 振動(dòng)碾進(jìn)行,施工技術(shù)參數(shù)為靜壓2 遍,振動(dòng)碾壓6 遍,碾壓層厚不超過40 cm。邊角部位采用液壓平板夯或沖擊夯進(jìn)行夯實(shí),夯實(shí)質(zhì)量能滿足設(shè)計(jì)要求。

4. 6 　養(yǎng)護(hù)

干貧混凝土經(jīng)碾壓達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)干密度后,采用人工灑水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間7～14 d。

5 　質(zhì)量控制與檢測(cè)結(jié)果

設(shè)計(jì)要求對(duì)壓實(shí)的干貧混凝土進(jìn)行干密度和變形模量檢測(cè)。由于變形模量檢測(cè)較為復(fù)雜,耗時(shí)較長(zhǎng),變形模量在生產(chǎn)性試驗(yàn)中采用平板荷載法共檢測(cè)4 組。施工過程中的質(zhì)量控制主要進(jìn)行施工參數(shù)控制,采用核子密度儀或灌砂法進(jìn)行干密度檢測(cè)。

5. 1 　變形模量檢測(cè)

5. 1. 1 　檢測(cè)方法　采用平板載荷法,在一定面積的承壓板上逐級(jí)加荷載,觀測(cè)干貧混凝土所承受壓力及相應(yīng)變形。所有變形觀測(cè)數(shù)據(jù)采用電腦自動(dòng)采集,穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)采用沉降相對(duì)穩(wěn)定法。變形模量檢測(cè)方法如圖3 所示。

5. 1. 2 　檢測(cè)結(jié)果　變形模量檢測(cè)結(jié)果見表5 。

5. 2 　干密度檢測(cè)

檢測(cè)依據(jù):《土工試驗(yàn)規(guī)程》SL237 - 1999 。北庫岸共填筑干貧混凝土2. 8 萬m3 ,主要采用核子密度儀進(jìn)行干密度檢測(cè),條件不具備時(shí)采用灌砂法檢測(cè),共計(jì)檢測(cè)88 組干密度,檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況為:最大值2. 28 t/ m3 ;最小值:2. 20 t/ m3 ;平均值2. 22 t/ m3 。

6 　結(jié)語

干貧混凝土在宜興抽水蓄能電站上水庫施工中,主要用于北庫岸填筑以及庫岸和庫底大型巖脈及囊狀風(fēng)化帶處理。經(jīng)過處理后邊坡穩(wěn)定,地基承載力和變形滿足設(shè)計(jì)要求。采用干貧混凝土填筑施工速度較快,填筑層可適當(dāng)加厚。如考慮將填筑層厚度加大到60～80 cm ,需適當(dāng)增加一定碾壓遍數(shù),其參數(shù)可通過生產(chǎn)性試驗(yàn)來確定。

參考文獻(xiàn):

[1] 　江蘇宜興抽水蓄能電站上水庫工程地質(zhì)勘察專題報(bào)告[ R] . 華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,2001.

[2] 　江蘇宜興抽水蓄能電站上水庫蓄水安全鑒定自查報(bào)告[ R] . 中國(guó)葛洲壩集團(tuán)公司,2001.

[3] 　江蘇宜興抽水蓄能電站上水庫蓄水安全鑒定報(bào)告[ R ] . 中國(guó)水電工程顧問集團(tuán)公司2001.