軟巖應(yīng)用于中低堆石混凝土重力壩的質(zhì)量控制和技術(shù)要求

(四川南充水利電力建筑勘察設(shè)計(jì)研究院，四川 南充,637000)

1 工程概況

某工程項(xiàng)目為小(1)型水庫，工程等別為Ⅳ級(jí)，樞紐大壩為堆石混凝土重力壩，工程區(qū)內(nèi)出露地層為白堊系下統(tǒng)蒼溪組地層(K1c)。壩軸線長85.50m，壩頂寬7.0m，最大壩高為36.0m。大壩壩基設(shè)2m厚C20常態(tài)混凝土，大壩壩體采用C9015堆石混凝土，上游迎水面采用C25(W8)混凝土，均厚1.0m，上游邊坡1∶0.1，下游邊坡1∶0.75。

堆石混凝土中的塊石一般以硬巖為主，軟巖在紅層地區(qū)中低堆石混凝土中的應(yīng)用尚未有已建成的案例，可供借鑒的資料和數(shù)據(jù)不多。本工程通過大量的前期勘察試驗(yàn)進(jìn)行充分論證后，確定將軟巖作為本堆石混凝土重力壩的塊石料。該項(xiàng)目現(xiàn)已施工完成，從施工過程和初步監(jiān)測資料來看，基本達(dá)到了預(yù)期的效果，現(xiàn)將質(zhì)量控制要點(diǎn)和主要技術(shù)要求做一總結(jié)，以供類似工程參考。

2 主要材料的質(zhì)量控制

2.1 堆石料質(zhì)量要求

(1)堆石混凝土所用的堆石材料應(yīng)新鮮、完整、質(zhì)地堅(jiān)硬、不得有剝落層和裂紋。堆石料粒徑不宜小于200mm；堆石料最大粒徑不應(yīng)超過結(jié)構(gòu)斷面最小邊長的1/4、厚度的1/2，且不超過1.0m，粒徑在200mm～300mm的堆石料不可集中。

(2)堆石材料的飽和抗壓強(qiáng)度不低于25MPa。

(3)堆石料中不允許出現(xiàn)泥塊，其含泥量不大于0.5%。

2.2 高自密實(shí)性能混凝土骨料質(zhì)量要求

骨料的品質(zhì)除應(yīng)符合《水工混凝土施工規(guī)范》(SL 677)的有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)滿足下列要求：粗骨料最大粒徑不超過20mm； 針片狀顆粒含量不超過8%； 人工砂中粒徑小于0.075mm的石粉含量不超過18%；石粉的MB值小于1.4，人工砂的石粉含量每檢驗(yàn)批次的波動(dòng)量不超過±2%；骨料取樣與檢驗(yàn)方法應(yīng)符合《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》(SL 352)的有關(guān)規(guī)定。

2.3 水泥質(zhì)量要求

(1)凡符合《通用硅酸鹽水泥》(GB 175)、《中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥》(GB 200)的硅酸鹽系列水泥均可用于堆石混凝土大壩。

(2)當(dāng)膠凝材料中摻入粉煤灰等礦物摻合料時(shí)，水泥宜優(yōu)先選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、中熱或低熱硅酸鹽水泥。

(3)高自密實(shí)性能混凝土不應(yīng)使用快凝水泥。

2.4 摻合料質(zhì)量要求

高自密實(shí)性能混凝土宜使用摻合料，并應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)的試配試驗(yàn)。

高自密實(shí)性能混凝土宜使用粉煤灰作為活性摻合料，粉煤灰應(yīng)符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596)的有關(guān)規(guī)定，高自密實(shí)性能混凝土宜使用Ⅰ級(jí)或Ⅱ級(jí)粉煤灰。

2.5 外加劑質(zhì)量要求

(1)高自密實(shí)性能混凝土所使用的外加劑均應(yīng)符合《混凝土外加劑》(GB 8076)的有關(guān)規(guī)定，并考慮與水泥的相容性。

(2)高自密實(shí)性能混凝土應(yīng)使用以聚羧酸鹽高分子為主要原料的高性能減水劑，其品質(zhì)除應(yīng)滿足《混凝土外加劑》(GB 8076)高性能減水劑的基本要求外，還應(yīng)按附錄B標(biāo)準(zhǔn)自密實(shí)砂漿法進(jìn)行檢測，其性能指標(biāo)應(yīng)符合表1的要求。

表1標(biāo)準(zhǔn)自密實(shí)砂漿摻用外加劑后的性能指標(biāo)

3 堆石混凝土質(zhì)量控制

3.1 一般規(guī)定

堆石混凝土原材料、配合比、施工各主要環(huán)節(jié)及施工后的質(zhì)量均應(yīng)進(jìn)行控制和檢查；堆石混凝土施工過程中，應(yīng)由專職人員進(jìn)行質(zhì)量檢測和質(zhì)量控制；堆石自密實(shí)混凝土的質(zhì)量控制應(yīng)符合《水工混凝土施工規(guī)范》(SL 677-2014)及《膠結(jié)顆粒料筑壩技術(shù)導(dǎo)則》(SL 678-2014)中的有關(guān)規(guī)定。

3.2 原材料質(zhì)量控制

自密實(shí)混凝土不宜使用堿活性骨料。不得不使用時(shí)，施工前應(yīng)檢測原材料的含堿量，控制自密實(shí)混凝土中的總堿量不大于3kg/m3。自密實(shí)混凝土的專用外加劑應(yīng)符合《混凝土外加劑》(GB 8076-2008)中第7章的有關(guān)規(guī)定。

堆石混凝土原材料主要檢測項(xiàng)目、頻次要求和控制標(biāo)準(zhǔn)按表2規(guī)定。

表2原材料的主要檢測項(xiàng)目、頻次和控制標(biāo)準(zhǔn)

注：①每批不足最小值時(shí)，也應(yīng)檢測1次。堆石料的單位為m3，表示石料自然堆積的虛方。

高自密實(shí)性能混凝土的骨料控制要求：在自密實(shí)混凝土開倉前1d內(nèi)，須對(duì)砂石骨料的水洗含粉量、粒徑分布等進(jìn)行檢測，并以此參數(shù)以理論配合比為基礎(chǔ)計(jì)算現(xiàn)場實(shí)際配合比。在自密實(shí)混凝土開倉前2h內(nèi)，須對(duì)砂石骨料的含水率進(jìn)行檢測，并以此為基礎(chǔ)在理論用水量的基礎(chǔ)上扣除砂石含水；生產(chǎn)過程中每4h應(yīng)檢測砂石含水量1次，當(dāng)含水率有顯著變化時(shí)，應(yīng)增加測定次數(shù)；砂石料的取樣應(yīng)深入料堆內(nèi)部0.5m以上，取樣點(diǎn)不少于3個(gè)。

堆石入倉主要檢測項(xiàng)目、頻次要求和控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足表3的規(guī)定。

表3入倉堆石料主要檢測項(xiàng)目、頻次和控制標(biāo)準(zhǔn)

檢測項(xiàng)目頻次控制標(biāo)準(zhǔn)飽和抗壓強(qiáng)度每2000m3檢測1次①符合設(shè)計(jì)要求質(zhì)地入倉全過程無風(fēng)化層含泥(粉)量每班檢測1次②≤0.5%泥塊含量入倉全過程不允許粒徑③每4h檢測1次粒徑小于200mm的石塊總體積不超過堆石體積的2%插筋、管路等埋設(shè)件以及模板的保護(hù)每4h檢測1次保護(hù)好,符合設(shè)計(jì)要求堆石底部層面控制堆石料入倉前;堆石料入倉過程中每4h檢測1次;底部層面禁止有泥土、泥水污染現(xiàn)象

注：① 每批不足最小值時(shí)，也應(yīng)檢測1次；②堆石料的檢測在倉面取樣；③堆石粒徑主要采用觀測法進(jìn)行控制，可按照粒徑小于200mm的石塊數(shù)量不超過10塊/m2且不集中的原則進(jìn)行控制。

3.3 高自密實(shí)性能混凝土質(zhì)量控制

(1)坍落度、坍落擴(kuò)展度、V漏斗通過時(shí)間，開倉前幾盤均需逐盤檢測(出機(jī)口檢測)，直至性能合格且穩(wěn)定，之后每4h應(yīng)至少抽檢1次(倉面檢測)，倉面取樣高自密實(shí)性能混凝土性能指標(biāo)應(yīng)滿足表4的標(biāo)準(zhǔn)，所有檢測應(yīng)拍照、錄像存檔。

表4高自密實(shí)性能混凝土生產(chǎn)工作性能控制標(biāo)準(zhǔn)

檢測項(xiàng)目合格標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)坍落擴(kuò)展度>750mm無>750mm無650mm～750mm>70%650mm～750mm>90%620mm～650mm<30%620mm～650mm<10%<620mm無<620mm無坍落度260mm～280mmV形漏斗7s～25s穩(wěn)定性檢測≥1h含氣量≤7%

(2)澆筑過程中混凝土狀態(tài)若發(fā)生較大變化，應(yīng)及時(shí)通知攪拌站暫停生產(chǎn)并對(duì)混凝土性能進(jìn)行檢測分析，同時(shí)觀察原材料是否發(fā)生明顯變化，找出狀態(tài)發(fā)生突變的原因并及時(shí)調(diào)整配合比，調(diào)整過程中須逐盤檢測混凝土性能，直至性能合格穩(wěn)定。

(3)高自密實(shí)性能混凝土入倉溫度的測量，每100m2倉面面積應(yīng)不少于一個(gè)測點(diǎn)，每一澆筑層應(yīng)不少于3個(gè)測點(diǎn)。測點(diǎn)應(yīng)均勻分布在澆筑層面上。

(4)高自密實(shí)性能混凝土的質(zhì)量控制除應(yīng)符合本細(xì)則的有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)符合《水工混凝土施工規(guī)范》(SL 677)中的相關(guān)規(guī)定。

4 堆石混凝土檢測

4.1 堆石混凝土密實(shí)度檢驗(yàn)

通過孔內(nèi)電視、孔內(nèi)密實(shí)度檢測、孔內(nèi)聲波檢測、挖坑法等方法評(píng)價(jià)，檢測點(diǎn)由監(jiān)理工程師隨機(jī)選取，檢測頻率為每層每500m2檢測1個(gè)孔。

4.2 堆石混凝土的抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)

采用鉆孔取芯的方法，芯樣直徑不宜小于200mm，每1萬m3混凝土鉆孔取芯數(shù)量不少于3個(gè)，取芯孔深為檢測層深度。

5 結(jié)語

軟巖運(yùn)用在紅層地區(qū)堆石混凝土重力壩施工時(shí)，應(yīng)對(duì)堆石料開采方式、爆破控制參數(shù)、塊徑控制、自密實(shí)混凝土拌合質(zhì)量控制、大壩施工程序等要點(diǎn)編制成專項(xiàng)施工手冊(cè)，確保施工質(zhì)量與安全。

該項(xiàng)目已施工完成，施工過程較為順利，堆石混凝土鉆芯取樣的完整性較好。后期將會(huì)通過芯樣、孔內(nèi)電視等檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，以總結(jié)更多的經(jīng)驗(yàn)供相關(guān)工程參考。