抗沖磨混凝土在官宋硼堰樞紐工程中的應(yīng)用

張國(guó)榮 陳建剛

（江蘇省鎮(zhèn)江市工程勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 212001）

1 工程概述

官宋硼堰取水樞紐位于漢旺鎮(zhèn)綿遠(yuǎn)河出山口，是一座以灌溉為主綜合利用的水利工程，是官宋硼灌區(qū)重要的骨干控制工程，集雨面積410km2。官宋硼灌區(qū)屬于中型自流灌區(qū)，引綿遠(yuǎn)河水，通過(guò)官、宋、硼三堰分水，灌溉11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，控制灌溉面積1.11萬(wàn)hm2，有效灌溉面積0.97萬(wàn)hm2。

2008年5月12日，四川省發(fā)生了震級(jí)為8.0級(jí)的“5.12”大地震，加之隨后的“6.12”小崗劍堰塞湖泄流，致使該工程閘墩、排架、護(hù)坦、導(dǎo)墻、工作橋梁、管理設(shè)施等嚴(yán)重受損，出現(xiàn)了不同程度的垮塌、裂縫、位移、變形、滑坡等重大病險(xiǎn)。

2008年10月24日，經(jīng)四川省水利科學(xué)院專家組鑒定，該樞紐為四類閘，需要整體報(bào)廢重建。

工程規(guī)模：重建工程屬Ⅲ等中型水利工程，主要建筑物級(jí)別為3級(jí)，次要建筑物級(jí)別為4級(jí)，臨時(shí)建筑物為5級(jí)。重建工程設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，流量2811m3/s；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇，流量3931m3/s。工程區(qū)抗震設(shè)防烈度為Ⅷ度。

沖沙閘及泄洪閘閘室結(jié)構(gòu)布置相同，單孔凈寬均為10m，沖沙閘共計(jì)2孔，為兩孔一聯(lián)一塊底板，泄洪閘共計(jì)9孔，分三孔一聯(lián)三塊底板。閘室底板面高程為694.1m，底板順?biāo)飨蜷L(zhǎng)16.3m，底板厚均為1.8m。閘墩頂高程702.2m，泄洪閘、沖沙閘上下游均設(shè)置了鋼筋混凝土護(hù)坦。

官宋硼堰取水樞紐重建工程的抗沖磨混凝土設(shè)計(jì)于沖沙閘閘室、泄洪閘閘室、上下游護(hù)坦的面層，厚度0.3m。另外，沖沙閘閘室底板采用鋼板護(hù)面，厚度12mm，該工程抗沖磨混凝土總方量為540m3。施工工藝為在澆筑下層C25（閘室）、C20（上下游護(hù)坦）一期混凝土?xí)r預(yù)埋錨筋，一期混凝土達(dá)到終凝后打毛、沖洗，驗(yàn)收合格后進(jìn)行C50F50二期抗沖磨混凝土施工。

2 抗沖磨混凝土配合比設(shè)計(jì)

抗沖磨混凝土是江蘇援建綿竹市官宋硼堰取水樞紐重建工程抗沖磨體系最重要的組成部分，其配合比設(shè)計(jì)必須能顯著提高混凝土的整體強(qiáng)度并使混凝土中的膠凝產(chǎn)物致密、堅(jiān)硬、耐磨；同時(shí)還需盡量滿足施工方便的要求，避免施工困難、平整度差、運(yùn)行中產(chǎn)生氣蝕破壞。為此施工單位（江蘇省水利建設(shè)工程有限公司）委托中國(guó)水利水電第七工程局有限公司試驗(yàn)室進(jìn)行C50F50抗沖磨混凝土配合比設(shè)計(jì)。

2.1 抗沖磨混凝土設(shè)計(jì)參數(shù)

官宋硼取水樞紐重建工程抗沖磨混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50，二級(jí)配，抗凍性F50，混凝土設(shè)計(jì)要求見(jiàn)表1。

2.2 抗沖磨混凝土原材料選擇

2.2.1 水泥

配合比試驗(yàn)采用四川利森建材有限公司生產(chǎn)的“利森”牌P.O42.5R水泥，樣品抽測(cè)標(biāo)準(zhǔn)稠度26.5%，初凝182min，終凝230min，體積安定性合格，28天抗壓、抗折強(qiáng)度分別為45.6MPa、8.3MPa。檢測(cè)結(jié)果表明，“利森”牌P.O42.5R水泥物理力學(xué)性能各項(xiàng)指標(biāo)符合《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）的有關(guān)技術(shù)要求。

表1 抗沖磨混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)

2.2.2 粉煤灰

采用巴蜀江油粉煤灰開(kāi)發(fā)公司生產(chǎn)的Ⅰ級(jí)灰，其細(xì)度5.6%，燒失量2.58%，需水量比93%，SO3含量2.01%，含水量0.3%，各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果符合《水工混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規(guī)范》（DL/T5055—2007）的有關(guān)技術(shù)要求。

2.2.3 外加劑

采用江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)的JM—PCA（Ⅰ）聚羧酸超塑化劑（液體），減水率25.1%，抗壓強(qiáng)度比3天為165%，7天為157%，28天為151%，其性能檢測(cè)符合《聚羧酸系高性能減水劑》（JG/T223—2007）的有關(guān)技術(shù)要求。

2.2.4 細(xì)骨料

采用綿竹市綿遠(yuǎn)河砂石廠生產(chǎn)的黃砂（人工砂），細(xì)度模數(shù)3.03，石粉含量14.1%，泥塊含量無(wú)，檢測(cè)指標(biāo)均滿足《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144—2001）的有關(guān)技術(shù)要求。

2.2.5 粗骨料

采用綿竹市綿遠(yuǎn)河砂石廠生產(chǎn)的碎石，粒徑5～20mm和20～40mm，表觀密度為2720kg/m3和2730kg/m3，級(jí)配良好，含泥量小于1%，壓碎指標(biāo)6%，各項(xiàng)指標(biāo)均符合《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144—2001）的有關(guān)技術(shù)要求。

2.2.6 硅粉

采用成都東藍(lán)星科技發(fā)展有限公司提供的“東藍(lán)星”牌硅粉。硅粉品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果：燒失量1.7%、SiO2含量95.4%，含水率0.41%，流動(dòng)度120mm，pH值5.98，各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合《高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑》（GB/T18736—2002）的有關(guān)技術(shù)要求。

2.3 混凝土配合比設(shè)計(jì)

為確保混凝土的各項(xiàng)性能達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)和滿足施工要求，中國(guó)水利水電第七工程局有限公司試驗(yàn)室通過(guò)不同的水膠比對(duì)混凝土拌和物及硬化性能試驗(yàn)進(jìn)行比較，形成了混凝土配合比參數(shù)及每立米混凝土各種材料用量計(jì)算表（見(jiàn)表 2、表 3）。

3 施工質(zhì)量控制

根據(jù)工程實(shí)際情況，施工單位選用了泵送混凝土，為保證抗沖磨混凝土的施工質(zhì)量，主要采取了以下技術(shù)措施進(jìn)行質(zhì)量控制:

a.嚴(yán)格按中國(guó)水利水電第七工程局有限公司試驗(yàn)室提供的C50F50抗沖磨混凝土配合比進(jìn)行投料，出機(jī)口的坍落度控制在130～150mm之間，所有原材料衡量誤差控制在規(guī)范限制的范圍內(nèi)。

表2 混凝土配合比參數(shù)

表3 每立方米混凝土各種材料用量計(jì)算表

b.平倉(cāng)、振搗是抗沖磨混凝土施工的關(guān)鍵工序，安排專人振搗，布點(diǎn)合理，避免欠振和過(guò)振。

c.抗沖磨混凝土其水泥用量較多、結(jié)構(gòu)較薄，極易因混凝土表面失水干燥而出現(xiàn)干縮變形，形成不同程度的裂縫，這是施工質(zhì)量中不容忽視的主要問(wèn)題。在施工中加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)相當(dāng)重要。初凝后立即覆蓋草袋，進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，隨時(shí)保持草袋濕潤(rùn)，一般不少于28天，并采取相應(yīng)溫控措施。

d.施工中加強(qiáng)混凝土表面平整度的質(zhì)量控制。

4 實(shí)際應(yīng)用效果

混凝土抗壓強(qiáng)度和抗沖磨實(shí)測(cè)成果見(jiàn)表4、表5。

表5 混凝土抗沖磨（水下鋼球法）抽樣實(shí)測(cè)成果

檢測(cè)數(shù)據(jù)表明:抗沖磨混凝土抗壓強(qiáng)度和抗沖磨強(qiáng)度均符合設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

江蘇援建綿竹市官宋硼堰取水樞紐重建工程中抗沖磨混凝土的應(yīng)用表明：采用摻加硅粉和粉煤灰配制抗沖磨混凝土具有較高的力學(xué)性能指標(biāo)和抗沖磨性能，施工工藝與常態(tài)混凝土相同，施工簡(jiǎn)便易于掌握，是一種較理想的抗沖磨材料。?