組合骨料在堆石混凝土壩中的應用

羅 鍵，張全意，曾 旭

(遵義市水利水電勘測設計研究院有限責任公司，貴州 遵義 563000)

堆石混凝土是一種由高自密實混凝土和堆石組成的型復合筑壩材料，具有工藝簡便、施工快速、溫控易行、成本低廉、環(huán)境友好和高強耐久等特點。其施工工藝是將粒徑大于300mm的塊石直接入倉，形成有自然空隙的堆石體，利用無需振搗的高自密實性能混凝土，依靠其自重充填堆石體空隙，形成密實、完整的混凝土。自該技術(shù)投入工程應用以來，國內(nèi)完(在)建堆石混凝土壩超過125座，其中，絕大多數(shù)高自密實混凝土骨料母巖采用灰?guī)r，極少數(shù)采用花崗巖、板巖等。

1 工程概況

沙千水庫位于貴州省赤水市境內(nèi)，工程主要任務為村鎮(zhèn)供水、工業(yè)園區(qū)供水及農(nóng)田灌溉，水庫總庫容642萬m3，工程為Ⅳ等小(1)型水庫。

壩址出露地層為白堊系上統(tǒng)夾關組下段(K2j1)及第四系地層。夾關組下段第一層地層K2j1-1和夾關組下段第二層K2j1-2。出露巖性主要為中厚至巨厚層鈣質(zhì)巖屑石英砂巖、巖屑石英砂巖夾粉砂巖、泥巖。

新興的工作重塑理論還有很多未解之謎，為今后的研究留下了廣闊的空間。對本土學者而言，只有扎根中國文化和管理實踐，結(jié)合質(zhì)性與定量研究等多種方法，對各類行業(yè)和職業(yè)勞動者的工作重塑行為及其影響因素進行深入探索和細致分析，才能為構(gòu)建中國本土的工作重塑理論做出貢獻。

大壩為C9015堆石混凝土拱壩，最大壩高66m。壩體堆石混凝土總用量12萬m3，其中高自密實混凝土用量約5.6萬m3。堆石料通過料場自采砂巖運輸至壩前沖洗后，再利用塔機入倉，堆石平均飽和抗壓強度53.3MPa，大壩采用不縱、橫分縫，全斷面整體上升方式澆筑。

初步設計審批壩體堆石混凝土砂石骨料方案為習水縣城東面已成采石場外購灰?guī)r料加工，運距75km。項目開工后，一方面由于環(huán)保問題，習水縣周邊大多料場關停，導致料場供不應求，沙千水庫建設用料得不到保障；另一方面，工程所在地至習水縣之間的官渡大橋配套公路遲遲未完建，運輸條件受限，部分原材料被迫繞道運輸，運距增大，成本增加。

卡爾曼濾波用狀態(tài)方程和遞推方法進行估計,根據(jù)前一個估計值和最近一個測量數(shù)據(jù)來估計信號的當前值,其解以估計值的形式給出。卡爾曼濾波算法如下[8]。

2 試驗研究

2.1 試驗原材料

由于料場主要出露白堊系上統(tǒng)夾關組(K2j1-1-1—K2j1-1-2)石英砂巖夾粉砂巖，故砂石骨料方案的調(diào)整，同時考慮了石英砂巖及粉砂巖，并研究其可行性，原材料特性見表1。

住院醫(yī)師培訓作為醫(yī)學教育的重要組成部分，是培養(yǎng)臨床醫(yī)學人才的重要途徑，也是成為合格醫(yī)師的必經(jīng)之路[1] 。對于培養(yǎng)高水平醫(yī)學人才，住院醫(yī)師培訓起著不可或缺的作用[2]。全面落實住院醫(yī)師培訓制度對于加強醫(yī)院綜合競爭力以及樹立品牌，具有極為重要的現(xiàn)實意義[3]。住院醫(yī)師經(jīng)過培訓后，大多數(shù)人不希望分配到基層，而傾向于留在培訓基地[4]。導致基層婦幼保健院所招聘的人員普遍存在學歷層次和畢業(yè)院校檔次偏低的現(xiàn)象，人員素質(zhì)參差不齊。如何把這些住院醫(yī)師培養(yǎng)成合格可用的優(yōu)秀人才，對于每一個基層婦幼保健院都是一個最重要的課題之一。為解決這個難題，我院初步作了一些嘗試，取得了一些成績，現(xiàn)匯報如下。

表1 原材料特性統(tǒng)計表

2.2 粉砂巖母巖

農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣人員的專業(yè)能力將會直接決定我國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣的效果，在這樣的情況下，要更好的提升農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣的作用，對于農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣人員的專業(yè)能力進行提升是非常有必要的。政府的相關部門可以通過定期對農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣人員進行培訓，組織技術(shù)人員下鄉(xiāng)與弄濕實際溝通等方式，提升其專業(yè)能力。在此基礎上還可以通過編制調(diào)整，更好的引入人才，為農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣的開展提供充分支持。

由表2知，沙千水庫采用料場粉砂巖加工成粗、細骨料，各項檢測指標基本不滿足規(guī)范要求。

表2 粉砂巖加工細骨料性能檢測數(shù)據(jù)

母巖材質(zhì)表觀密度/(g/cm3)壓碎指標/%飽和面干吸水率/%粉砂巖2490182.4規(guī)范要求≥2550≤16≤1.5結(jié)論不滿足不滿足不滿足

2.3 石英砂巖母巖

從古至今，描寫大自然風光的文學作品不計其數(shù)，但更多的是借助對自然風景的描繪去抒發(fā)個人情感，把自然當作心靈的寄托，在作品中自然多為一種意象的存在，缺少對人與自然的關系的關注。“只有伴著現(xiàn)代工業(yè)和現(xiàn)代科學技術(shù)、物質(zhì)文明迅速發(fā)展,人類生存與自然環(huán)境因形形色色的污染破壞而變得惡劣的嚴峻的今天,才應運而生當下新時代‘大自然文學'。”⑧劉先平最早提出“大自然文學”概念，也是我國最早的大自然文學創(chuàng)作者，劉先平所創(chuàng)作的大自然文學不同于以往，他是使用文學的方式喚醒人與自然的和諧統(tǒng)一關系，大自然文學是熱愛生命的文學。

方案一：純石英砂巖骨料：壩體堆石混凝土粗骨料和細骨料均采用料場自采的石英砂巖作為母巖。

針對上述原因，為確保沙千水庫建設各節(jié)點目標順利實現(xiàn)、項目投資可控，結(jié)合工程區(qū)地層巖性，開展了壩體堆石混凝土骨料調(diào)整方案的研究工作。

方案二：組合骨料：壩體堆石混凝土粗骨料采用料場自采石英砂巖加工，細骨料維持習水縣外購灰?guī)r加工。

由于亞甲藍指標MB值主要反映小于0.075mm細粒中泥質(zhì)含量，而高自密實混凝土中摻入一定量的石粉可以取代部分粉煤灰用量，上述指標均可以通過增加外加劑達到高自密實混凝土性態(tài)，但考慮到施工過程細骨料加工時，泥質(zhì)含量難以控制，同時增加外加劑用量也會帶來成本的增加。故最終選定了更為經(jīng)濟可靠、工期節(jié)省的組合骨料方案(石英砂巖粗骨料+灰?guī)r細骨料)。

而且隨著社會的發(fā)展,護理模式的轉(zhuǎn)變以及護理服務的拓展、內(nèi)涵的加深,臨床對護理要求越來越高(3)。這樣促使我們護理人員學習和培訓尤為重要,當代護士的壓力大,工作任務繁重,對照組中傳統(tǒng)護理集中培訓方式,占用了大量的休息時間,普遍積極性不高,學習熱情低,很難達不到學習的目的及效果,而且當班護士無法參加,每次授課均有缺課。而實驗組人性化的培訓方式,是基于騰訊公司于2011年1月21日推出的一款通過網(wǎng)絡快速發(fā)送語音短信、視頻、圖片和文字,支持多人群的手機聊天軟件(4)。較之對照組,是一種更體現(xiàn)了互動及時、方便快捷,信息交流量大,更貼近現(xiàn)實后學習模式,且當班護士可下班后通過回顧記錄來學習。

根據(jù)擬定的方案，對石英砂巖母巖及加工成粗、細骨料各項指標委托有資質(zhì)的檢測單位進行檢測試驗，相應結(jié)果見表3—4。

由于料場主要出露白堊系上統(tǒng)夾關組(K2j1-1-1—K2j1-1-2)石英砂巖夾粉砂巖，為此初步研究粉砂巖加工成骨料的可行性，從而決定是否對其進行篩選。粉砂巖加工細骨科性能檢測數(shù)據(jù)見表2。

根據(jù)表3細骨料各項檢測數(shù)據(jù)可知，若采用石英砂巖作為高自密實混凝土細骨料，亞甲藍指標MB值和石粉含量不滿足要求。而根據(jù)表4粗骨料各項檢測數(shù)據(jù)可知，采用石英砂巖作為高自密實混凝土粗骨料各項檢測指標均滿足規(guī)范要求。

表3 石英砂巖加工細骨料性能檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

表4 石英砂巖加工粗骨料性能檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

由以上分析可見,暴雨發(fā)生前大氣層呈現(xiàn)熱力和動力的不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)特征,垂直風切變較明顯。暴雨期間水汽主要集中在900～500 hPa各層。

3 組合骨料的應用

3.1 組合骨料對高自密實混凝土配合比的影響

沙千水庫壩體高自密實混凝土配合比見表5。由表5可知，采用組合骨料時，各材料用量與純灰?guī)r料方案相近，同時水泥和外加劑用量明顯低于純砂巖料方案，因此，混凝土水化熱和成本得到進一步控制。

表5 沙千水庫壩體高自密實混凝土配合比 單位：kg/m3

3.2 組合骨料對高自密實混凝土力學性能及耐久性的影響

壩體高自密實混凝土力學性能指標及耐久性檢測值見表6,從室內(nèi)及現(xiàn)場試驗可知，壩體高自密實混凝土采用組合骨料方案，滿足C9015高自密實混凝土相關物理力學指標及耐久性要求。

表6 壩體高自密實混凝土力學性能指標及耐久性檢測值

3.3 組合骨料對高自密實混凝土性態(tài)的影響

壩體高自密實混凝土性能指標檢測值見表7，從檢測結(jié)果可知，壩體高自密實混凝土性能指標滿足DB52/T 1545—2020《堆石混凝土拱壩技術(shù)規(guī)范》相關要求。

表7 壩體高自密實混凝土性能指標檢測值

3.4 組合骨料對大壩溫度變形的影響

混凝土隨環(huán)境溫度變化而產(chǎn)生的膨脹或收縮變形成為溫度變形。除外界氣溫影響，混凝土溫度變形主要取決于混凝土線膨脹系數(shù)，而混凝土溫度變形是產(chǎn)生裂縫的主要原因。因此，降低混凝土溫度變形同樣需要重點關注。

文獻針對堆石混凝土絕熱溫升計算方法，高自密實混凝土熱力學參數(shù)按照施工配合比和各種材料熱力學參數(shù)按質(zhì)量權(quán)重計算得出。根據(jù)計算結(jié)果繪制了采用灰?guī)r作為砂石骨料母巖和采用組合骨料2種情況的絕熱溫升過程線如圖1所示。由圖1可知，采用組合骨料后高自密實混凝土絕熱溫升較灰?guī)r砂石骨料方案略有增加(0.8℃)，主要是由于本工程砂巖料比熱容低于灰?guī)r料，使得堆石在高自密實混凝土放熱過程中吸熱效果略有降低。但總體上，堆石混凝土絕熱溫升在15℃以內(nèi)。

根據(jù)前述分析，針對沙千水庫砂石骨料的調(diào)整，確定了2種方案開展相關試驗研究(其中，石英砂巖的開采單價考慮粉砂巖的剝離)。

表8 不同骨料自密實混凝土線性膨脹系數(shù)檢測值

3.5 組合骨料對絕熱溫升的影響

不同骨料自密實混凝土線性膨脹系數(shù)檢測值見表8,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，采用組合骨料可有效降低混凝土線膨脹系數(shù)，且與純灰?guī)r骨料線性膨脹系數(shù)相接近。

圖1 不同骨料類型堆石混凝土絕熱升溫過程線

3.6 組合骨料對大壩應力及壩肩穩(wěn)定的影響

混凝土骨料的變化對大壩應力主要體現(xiàn)在線膨脹系數(shù)、混凝土彈模、容重等方面，參數(shù)取值見表9。

表9 壩體結(jié)構(gòu)計算參數(shù)取值表

經(jīng)復核計算，與原設計相比，壩體應力及壩肩穩(wěn)定安全系數(shù)變化較小。其中，壩體最大主拉、壓應力以及拱壩周邊拉應力均在規(guī)定的允許范圍內(nèi)，同時拱壩周邊壓應力也滿足基巖承載力要求；壩肩各工況抗滑穩(wěn)定系數(shù)滿足要求。

3.7 組合骨料對投資的影響

壩體高自密實混凝土綜合單價對比表見表10，根據(jù)配合比，綜合考慮運距、剝采比、占地等綜合因素，現(xiàn)狀采用組合骨料較原審批外購灰?guī)r料加工砂石骨料方案節(jié)省。

表10 壩體高自密實混凝土綜合單價對比表

3.8 組合骨料對壩體實測溫度的影響

沙千水庫共設13支溫度計，目前已埋設了5支，其中基礎C15拋石型堆石混凝土基礎內(nèi)埋設2支(T0、T4)，壩體河床段起拱高程堆石混凝土內(nèi)埋設3支(T1、T2、T3)。

由已埋設的5支溫度計實測溫度變化成果，實測最大溫升為6.3～10.0℃，第1次最大溫升出現(xiàn)時間集中在2～4d，第2次溫升主要集中在上層倉澆筑后對下層倉的影響，第2次最大溫升5.3～9.9℃。表明目前沙千水庫實測最高溫升總體在10℃以內(nèi)，實測溫度變化過程線符合堆石混凝土溫度變化一般規(guī)律。

4 結(jié)語

(1)本文結(jié)合大量試驗，從高自密實混凝土配合比、力學性能、耐久性、高自密實混凝土性態(tài)、溫度變形、絕熱溫升、大壩應力及穩(wěn)定、投資等方面綜合分析表明，沙千水庫壩體堆石混凝土采用組合骨料(石英砂巖粗骨料+灰?guī)r細骨料)是可行的。

(2)由于紅層地區(qū)混凝土骨料運距一般較遠，組合骨料在沙千水庫的創(chuàng)新應用，節(jié)省了工程投資和工期，確保了2022年的度汛節(jié)點計劃。同時該組合骨料類型在國內(nèi)堆石混凝土壩中首次應用，推動了堆石混凝土筑壩技術(shù)的完善和發(fā)展。

秦明月想，這真是一個單純的從鄉(xiāng)下來的孩子。秦明月說：“你做毛教授的助理有多長時間了，他失蹤前有沒有什么反常的、或者說在你看起來與往常不一樣的地方？”

(3)沙千水庫尚未建成蓄水，后期仍需密切關注大壩各項檢測指標及監(jiān)測成果。