水布埡高性能面板混凝土的研究與應(yīng)用

摘要: 水布埡大壩為世界最高的面板堆石壩，面板混凝土對(duì)混凝土性能要求高。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外同類工程面板混凝土的分析及“九五”科技攻關(guān)取得的成果，設(shè)計(jì)單位大膽采用新材料，設(shè)計(jì)出具有高強(qiáng)度、高抗裂、低彈模、低收縮、耐久性強(qiáng)、工作性好的多功能的高性能混凝土。施工結(jié)果表明:各項(xiàng)指標(biāo)能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，澆筑的面板混凝土均未發(fā)現(xiàn)早期裂縫。

關(guān) 鍵詞: 面板堆石壩;高性能混凝土;配合比;水布埡水利樞紐

中圖分類號(hào): TV641.4+ 3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

1 混凝土面板結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

水布埡面板堆石壩頂部高程405.0m，底部高程176.0m，最大壩高233.0m，是世界上最高的混凝土面板堆石壩。

大壩混凝土面板厚度由底部1.1m漸變至頂部0.3m，面板豎向共分58個(gè)條塊。其中，兩岸壩肩受拉區(qū)設(shè)15條張性縫，縫間距8m;其余受壓區(qū)設(shè)壓性縫，縫間距16m。面板混凝土分三期澆筑，在高程278.0m及340.0m處設(shè)有兩條水平施工縫，鋼筋穿過(guò)縫面。面板面積共13.84萬(wàn)m2 ，混凝土工程量8.66萬(wàn)m3 。

水布埡大壩混凝土面板具有如下特點(diǎn):①面板長(zhǎng)，最大斜長(zhǎng)392.0m，最大澆筑塊斜長(zhǎng)162.0m;②要求高，面板混凝土須具有良好的工作性、抗裂性和耐久性;③應(yīng)力復(fù)雜，三維有限元計(jì)算結(jié)果表明，面板大部份區(qū)域?yàn)槭軌簠^(qū)，受拉區(qū)分布在周邊縫處和面板頂部較小區(qū)域，最大值壓應(yīng)力為11.82～22.74MPa，拉應(yīng)力一般為2MPa。除采用合理的施工工藝和措施外，優(yōu)質(zhì)的混凝土配合比是滿足混凝土面板上述特點(diǎn)的根本保證。

2 面板混凝土實(shí)例及“九五”攻關(guān)成果

為了研制出適合水布埡工程需要的面板混凝土，設(shè)計(jì)及科研人員進(jìn)行了長(zhǎng)期的探索，并在國(guó)內(nèi)外已建工程及“九五”國(guó)家科技攻關(guān)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了針對(duì)性的室內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

2.1 國(guó)內(nèi)已建工程面板混凝土特點(diǎn)

國(guó)內(nèi)已建典型的混凝土面板堆石壩的面板混凝土配合比見表1。由表1及其它工程可知，面板混凝土配合比設(shè)計(jì)有以下特點(diǎn):

不再采用礦渣硅酸鹽水泥，而多采用42.5或32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，有條件時(shí)，采用中熱硅酸鹽水泥。尤其是撫順和貴州中熱硅酸鹽水泥具有微膨脹性。

采用適宜的摻和料?，F(xiàn)在已越來(lái)越重視活性材料的摻用，一般摻用粉煤灰。黑泉等工程曾研究過(guò)摻用硅粉，后因干縮性大而棄用;白溪、公伯峽及洪家渡等工程研究過(guò)摻聚丙烯纖維，并在白溪、洪家渡面板混凝土中得到應(yīng)用。

采用較小的水膠比，一般為0.35～0.55。珊溪面板混凝土水膠比小到0.338。

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