對南水北調(diào)潮河、魏河渠道倒虹吸混凝土配合比試驗(yàn)的探討

李明

（河南省石漫灘水庫管理局）

對南水北調(diào)潮河、魏河渠道倒虹吸混凝土配合比試驗(yàn)的探討

李明

（河南省石漫灘水庫管理局）

潮河、魏河渠道倒虹吸位于南水北調(diào)中線工程鄭州2段一標(biāo)段內(nèi)的總干渠上，為河渠交叉建筑物?；炷量偡搅看蟆⒎N類多，性能要求各異，前期混凝土配合比試驗(yàn)方案選擇是影響工程順利開展的前提，施工組織設(shè)計(jì)中應(yīng)就配合比的試驗(yàn)設(shè)計(jì)選擇進(jìn)行總體規(guī)劃。試驗(yàn)室的委托、原材料、半成品的優(yōu)選、混凝土的技術(shù)指標(biāo)要求等都與施工方案息息相關(guān)，該混凝土試驗(yàn)方案選擇過程中的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)可供類似工程參考借鑒。

潮、魏河倒虹吸；混凝土配比試驗(yàn)；試驗(yàn)方案

水利工程施工組織設(shè)計(jì)中，對混凝土試驗(yàn)一般只做概括性的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，每個施工單位采用的原材料、半成品（業(yè)主供應(yīng)除外）、施工工藝、設(shè)備各不相同，因此混凝土配合比的試驗(yàn)方案的選擇，應(yīng)按照業(yè)主的統(tǒng)一要求，由各家施工單位根據(jù)自身實(shí)際情況綜合各種因素，合理地進(jìn)行選擇。針對混凝土試驗(yàn)過程中存在問題，相關(guān)專家提出了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際操作中試驗(yàn)方案的選擇、試驗(yàn)室配合比與施工配合比的換算問題以及對混凝土配比試驗(yàn)過程的質(zhì)量控制管理還存在很多不盡完善的地方，希望通過問題的提出與廣大同行的探討，達(dá)到拋磚引玉的目的。

1 工程概況

1.1 潮河倒虹吸

潮河渠道倒虹吸工程位于河南省鄭州市管城區(qū)南曹鄉(xiāng)畢河村南約300m處，工程區(qū)附近有鄉(xiāng)村公路與鄭州～南曹公路相通。倒虹吸進(jìn)口漸變段起點(diǎn)樁號為總干渠SH（3）179+496.5，出口漸變段終點(diǎn)樁號為總干渠SH（3）179+835.5，建筑物總長339m，其中管身水平投影長165m。設(shè)計(jì)流量295m3/s，加大流量355m3/s，倒虹吸管身橫向?yàn)?孔箱形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，2聯(lián)4孔，單孔尺寸7.0m×6.85m（寬×高）。

1.2 魏河倒虹吸

魏河渠道倒虹吸位于河南省鄭州市管城區(qū)南曹鄉(xiāng)蘇莊村南，北距鄭州市區(qū)約14km。倒虹吸起點(diǎn)為總干渠樁號SH（3）184+ 771.3，終點(diǎn)樁號為SH（3）185+120.3，建筑物總長349m，其中管身水平投影長180m。設(shè)計(jì)流量同潮河倒虹吸，倒虹吸管身橫向?yàn)?孔箱形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，2聯(lián)4孔，單孔尺寸7.0m×6.7m（寬×高）。

2 原材料的選擇與檢測

2.1 水泥

依據(jù)就地選材的原則，選用運(yùn)距較短實(shí)力較強(qiáng)的鄭州天瑞水泥有限公司（中牟縣白沙鎮(zhèn)）生產(chǎn)的P.O.42.5散裝水泥（集中拌和）和P.C.32.5袋裝水泥（零星拌和）。對堿含量有特殊限制的，還應(yīng)選擇低堿水泥并最終驗(yàn)算單方混凝土中總堿含量是否超標(biāo)。水泥強(qiáng)度一般應(yīng)為混凝土強(qiáng)度等級的1.0～1.5倍為宜。其物理、化學(xué)性能指標(biāo)檢測結(jié)果應(yīng)符合《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 粉煤灰

因倒虹吸結(jié)構(gòu)屬于大體積混凝土，為減少不利季節(jié)水泥水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過大而導(dǎo)致各種裂縫的產(chǎn)生，必須摻加粉煤灰，選用前需根據(jù)已選用的水泥、外加劑種類進(jìn)行相容性試驗(yàn)。本工程選用洛陽首龍集團(tuán)有限公司粉煤灰開發(fā)分公司生產(chǎn)的Ⅰ級粉煤灰，其檢測結(jié)果應(yīng)符合《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/ T5144-2001）標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 骨料

使用的骨料應(yīng)根據(jù)優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、就地取材的原則進(jìn)行選擇。考慮到天然骨料成本大、運(yùn)費(fèi)高等因素，結(jié)合前期業(yè)主已經(jīng)做過的較詳細(xì)的勘察和論證，綜合考慮，選用滎陽產(chǎn)的石灰?guī)r質(zhì)人工骨料料源。本工程選用細(xì)骨料選用瑞隆建材廠生產(chǎn)的0～5mm人工砂和千尺山石料廠生產(chǎn)的人工碎石。小石、中石規(guī)格分別為5～ 20mm、20～40mm，依據(jù)《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》DL/ T5151-2001進(jìn)行檢測，其檢測結(jié)果應(yīng)符合《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144-2001）標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 外加劑

對倒虹吸進(jìn)出口漸變段、管身段、閘室、門槽二期等有耐久性要求的混凝土，必須摻用減水劑和引氣劑。外加劑的選用時，在滿足工期要求的前提下，可以提前選擇兩家以上產(chǎn)品送具有相應(yīng)資質(zhì)的檢測中心，根據(jù)選用的水泥品種、原材料情況，試配優(yōu)選出質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的產(chǎn)品，具體選擇方法可參照《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50119-2003）附錄A的混凝土外加劑對水泥的適應(yīng)性檢驗(yàn)方法。在工期緊或施工過程中出現(xiàn)特殊情況時，施工單位可在現(xiàn)場根據(jù)水泥凈漿與外加劑摻配后的流動性試驗(yàn)，快速比選出性價(jià)比滿足施工需要的水泥或外加劑品種。在價(jià)格相差不大前提下，一般選擇外加劑摻量低、流動性大、流動性損失小的外加劑品種。

本工程選用的外加劑品種為北京瑞蒂斯建材有限公司生產(chǎn)的聚羧酸高效減水劑及引氣劑。其檢測結(jié)果符合《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144-2001）標(biāo)準(zhǔn)。

3 混凝土配合比試驗(yàn)

3.1 混凝土配制強(qiáng)度

按照《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144-2001）、《水工混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（DL/T5330-2005）南水北調(diào)相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合施工單位的質(zhì)量控制水平，為確保施工質(zhì)量前提下，混凝土各強(qiáng)度等級的配制強(qiáng)度見表1。

表1 混凝土的配制強(qiáng)度

3.2 混凝土現(xiàn)場試拌方案

根據(jù)委托出混凝土配合比設(shè)計(jì)成果，正式使用前必須在監(jiān)理人的見證下進(jìn)行現(xiàn)場試拌，驗(yàn)證混凝土配合比結(jié)果的合理性。

3.3 混凝土試拌配合比

按照以上試驗(yàn)方案和試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行試拌成型，試驗(yàn)、檢測各部位混凝土的多項(xiàng)性能指標(biāo)情況。

3.4 混凝土成型參數(shù)及其試驗(yàn)成果

按照試拌的混凝土配合比參數(shù)拌和并成型混凝土7d、28d抗壓強(qiáng)度試件及28d抗?jié)B、抗凍試件，試拌過程詳細(xì)記錄各種材料的用量及試驗(yàn)過程拌和物性能的詳細(xì)情況。

3.5 試驗(yàn)成果分析

對各類混凝土試件28d抗壓強(qiáng)度試拌結(jié)果可以進(jìn)行試驗(yàn)成果回歸分析，作為以后施工過程中混凝土質(zhì)量動態(tài)控制的依據(jù)，結(jié)果見表2。

表2 28d混凝土抗壓強(qiáng)度回歸分析

4 施工配合比的管理與控制

4.1 施工配合比的管理

根據(jù)上述試拌驗(yàn)證及監(jiān)理人批準(zhǔn)配合比，整理出南水北調(diào)鄭州2-1標(biāo)倒虹吸混凝土試驗(yàn)室配合比一覽表，詳細(xì)記錄每種配合比所用原材料種類、性能要求、使用部位等情況，表格樣式詳見表3。

4.2 混凝土施工配合比的控制

4.3 混凝土配比試驗(yàn)存在問題與現(xiàn)狀

在混凝土拌合生產(chǎn)前或生產(chǎn)過程中，還存在試驗(yàn)檢測方法和手段落后、時效性差、不規(guī)范、難于統(tǒng)一的狀況。譬如對人工砂的表面含水率檢測問題，行業(yè)規(guī)范中的飽和面干試模，目前市場還沒有批量生產(chǎn)和出售及出臺相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，這樣對原材料的檢測結(jié)果就很難有一個正確的判別標(biāo)準(zhǔn)。對外加劑的性能檢測需要一定周期，時效性很差，實(shí)際操作中與生產(chǎn)進(jìn)度不協(xié)調(diào)。此外對水泥的檢驗(yàn)沒有強(qiáng)制要求進(jìn)場快速檢驗(yàn)，現(xiàn)場又沒有充足的備用儲罐，并很難分批次存放和驗(yàn)證，等發(fā)現(xiàn)問題有可能已經(jīng)與合格批次混合在一起存放或使用的弊端。

5 結(jié)束語

在混凝土拌合生產(chǎn)前或生產(chǎn)過程中，根據(jù)檢測出的原材料物理性能狀況及拌合物的工作性能指標(biāo)，對試驗(yàn)室配合比要進(jìn)行計(jì)算和調(diào)整。具體可在電子表格內(nèi)建立計(jì)算公式，可方便快捷地?fù)Q算成實(shí)際的施工配合比，具體可依照南水北調(diào)中線干線建設(shè)管理局的《南水北調(diào)中線干線工程混凝土拌合物生產(chǎn)質(zhì)量控制作業(yè)指導(dǎo)書》里的原材料檢測和配料單計(jì)算的相關(guān)要求。

總之，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，將會有更多新型的建筑材料和先進(jìn)的質(zhì)量控制技術(shù)被運(yùn)用到混凝土工程中。在新形勢下，我們要堅(jiān)持科技創(chuàng)新，堅(jiān)持科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力的原則，堅(jiān)決杜絕盲干、蠻干的行為，以事實(shí)為依據(jù)、尊重科學(xué)，做好混凝土配合比試驗(yàn)設(shè)計(jì)的事前控制，把先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成果更好地應(yīng)用混凝土相關(guān)的建筑技術(shù)當(dāng)中，為我國的建筑事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，這將更加有助于科技研發(fā)和混凝土的綠色低碳應(yīng)用。

表3 南水北調(diào)鄭州2-1標(biāo)混凝土試驗(yàn)室配合比一覽表

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1673-0038（2015）24-0327-02

2015-5-22

李明（1986-），男，漢族，助理工程師。