關坎腳水庫大壩碾壓混凝土施工配合比設計及工程質量檢測

劉念

（遵義黔通達檢測試驗有限責任公司，貴州遵義 563000）

1 概述

關坎腳水庫位于湄潭縣北部的洗馬鄉雙河村境內。該水庫為小（1）型，Ⅳ等級工程，水庫工程壩型為碾壓混凝土大壩。以灌溉為主，兼顧農村人畜飲水，水庫正常蓄水位975.00m，相應庫容590萬m3，總庫容622萬m3。

大壩最大壩高50.5m，壩面長158.6m，壩頂寬7.5m。壩體內變態混凝土與碾壓混凝土呈條帶狀分布；壩肩上游迎水空水面以下為厚度50cm二級配變態混凝土，其后為厚度1.5m二級配防滲碾壓混凝土，壩體內部為三級配碾壓混凝土，壩肩下游壩面為1.0m三級配變態混凝土。

大壩于2016年2月開始澆筑，2016年12月碾壓混凝土澆筑完成。2017年8月工程完工。

2 原材料

2.1 水泥

水泥采用中電投綏陽化工有限公司生產的P.O 42.5等級[1]，其檢測結果如表1、表2所示。

表1 水泥物理性能檢測成果

表2 水泥化學成分檢測成果

從以上表格檢測結果看出，水泥物理化學檢測指標符合水泥國家標準《通用硅酸鹽水泥》（GB 175—2007）標準要求。

2.2 粉煤灰

粉煤灰采用遵義景程環保材料有限公司（鴨溪電廠）生產的粉煤灰，檢測指標見表3。

表3 粉煤灰性能檢測成果

粉煤灰樣品檢測指標符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596—2005）中Ⅱ級粉煤灰標準技術要求。

2.3 外加劑

檢測試驗用減水劑為GTA聚羧酸系高性能緩凝減水劑，引氣劑為GTA引氣劑，生產廠家為貴州特普科技發展有限公司。檢測指標如表4、表5所示。

表4 GTA聚羧酸高性能緩凝減水劑檢測結果

表5 GTA引氣劑檢測結果

從檢測結果評定，該GTA聚羧酸系高性能緩凝減水劑、GTA引氣劑檢測指標符合《混凝土外加劑》（GB8076—2008）、《聚羧酸系高性能減水劑》（JG/T 223—2007）標準技術要求。

2.4 細骨料

試驗采用碳酸鹽系（白云巖）巖石加工的人工砂，檢驗結果見表6、表7。

表6 細骨料顆粒級配分析結果

表7 細骨料性能檢測結果

2.5 粗骨料

試驗采用碳酸鹽系（白云巖）巖石加工的碎石，檢驗結果見表8、表9。

表8 粗骨料顆粒級配分析結果

3 混凝土配合比設計

3.1 配合比設計要求

根據設計文件，碾壓混凝土技術要求如表10所示。

表10 碾壓混凝土技術要求

3.2 碾壓混凝土室內試驗推薦配合比

2015年09月08日至2016年01月20日進行了碾壓混凝土室內試驗，各項技術指標滿足設計要求，如表11所示。

表11 碾壓混凝土推薦配合比

4 碾壓混凝土施工工藝參數控制

（1）通過拌合樓試驗確定碾壓拌合樓投料順序：C9015W4F50為砂、膠材、小石、中石、大石、（水+外加劑）依次投放；拌合時間為90s。

（2）碾壓混凝土攤鋪層厚35cm，壓實層厚30cm。

（3）碾壓混凝土碾壓遍數：無振2遍+有振8遍。

（4）選擇溫縫和冷縫的處理方式（含高壓水沖毛時間和壓力）和層面處理材料。控制碾壓混凝土出機口VC值，行車速度1.2km/h進行碾壓。

（5）變態混凝土采用插孔加漿法進行加漿。

（6）碾壓混凝土芯樣的表面光滑程度較好，骨料分布基本均勻。這表明，碾壓混凝土的碾壓施工工藝能夠滿足施工要求。

5 工程質量檢測

5.1 混凝土質量檢測

5.1.1 抗壓強度

大壩內部C9015W4F50碾壓三級配混凝土抗壓強度共檢測90組，最大值19.3MPa，最小值15.8MPa，平均值17.4MPa。大壩防滲C9015W6F50碾壓二級配混凝土抗壓強度共檢測48組，最大值19.1MPa，最小值15.9MPa，平均值17.2MPa。檢測結果滿足設計要求。

5.1.2 抗滲抗凍試驗

大壩內部C9015W4F50及大壩防滲C9015W6F50碾壓混凝土抗凍抗滲指標均滿足設計要求。

5.2 大壩鉆芯檢測

大壩建成后，對大壩進行鉆芯檢測。共鉆取3個芯樣孔，開孔直徑219mm，其中2孔為碾壓混凝土三級配重力區，1孔為碾壓二級配防滲區。

5.2.1 芯樣獲得率

鉆孔取芯碾壓混凝土進尺120.5m，累計芯樣119.62m，其中柱狀芯樣長119.12m，芯樣采取率99.27%，獲得率98.85%。

5.2.2 芯樣外觀描述

混凝土芯樣總體外觀表面基本光滑，局部稍有麻面，總體結構較為密實，骨料分布基本均勻，膠結情況良好，碾壓混凝土外觀質量合格[2]。

5.2.3 芯樣物理力學性能試驗

根據規范要求，選擇部分芯樣進行物理力學性能試驗。C9015W4F50碾壓混凝土芯樣抗壓強度18組，平均值18.3MPa，最大值20.8MPa，最小值16.7MPa；C9015W6F50碾壓混凝土芯樣抗壓強度9組，平均值18.0MPa，最大值18.6MPa，最小值17.2MPa。混凝土芯樣抗剪段試驗c′為2.62～2.91MPa，f′為1.68～1.83。

5.2.4 壓水試驗

壓水試驗共布3孔，開孔直徑76mm。完成壓水試驗段長度107m，完成壓水22段/次。

三級配壓水孔14段/次壓水試驗中，透水率為0.88Lu至1.57Lu；防滲區壓水孔8段/次壓水試驗中，透水率為0.16Lu至0.50Lu。

5.2.5 芯樣斷口類別與折斷形態

碾壓混凝土芯樣136個斷口中，按折斷形態共分5類，具體如下。

C1型：機械人工折斷，斷口呈齒狀的44個，占碾壓混凝土芯樣斷口總數的32.35%。

C2型：層面折斷，斷口凹凸不平的42個，占碾壓混凝土芯樣斷口總數的30.88%。

C3型：縫面折斷，斷口粘砂漿的11個，占碾壓混凝土芯樣斷口總數的8.08%。

C4型：人工搬運折斷，斷口不規則狀的13個，占碾壓混凝土芯樣斷口總數的9.55%。

C5型：漿液離析，骨料分離而折斷的26個，占碾壓混凝土芯樣斷口總數的19.11%。

以上數據表明，碾壓混凝土芯樣斷口多為機械人工及層面折斷。

6 結語

（1）施工質量對混凝土耐久性能起著決定性的影響，在水泥品種、砂石骨料、摻和料及外加劑品質應嚴格控制。為了確保混凝土質量，要嚴格控制水灰比，要嚴格控制施工工藝，混凝土澆搗不密實，漏振的現象均會降低混凝土質量，應做到攪拌均勻、澆搗密實。

（2）通過對大壩施工質量檢測，大壩鉆芯檢測及壓水試驗，各檢測數據符合設計要求，說明大壩碾壓混凝土達到了較高水平。