福建省仙游抽水蓄能電站斜井滑模混凝土配合比設(shè)計(jì)及優(yōu)化

陳 冰 曾 玉

（中國(guó)水利水電第十六工程局有限公司，福建福州 350003）

DOI：10.16617／j.cnki.11-5543／TK.2015.08.016

科學(xué)研究及工程設(shè)計(jì)

福建省仙游抽水蓄能電站斜井滑?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)及優(yōu)化

陳 冰 曾 玉

（中國(guó)水利水電第十六工程局有限公司，福建福州 350003）

斜井滑?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)優(yōu)劣對(duì)于混凝土施工質(zhì)量、進(jìn)度起著非常重要的作用。福建仙游抽水蓄能電站對(duì)從設(shè)計(jì)到實(shí)施階段的斜井滑?；炷僚浜媳?，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工等實(shí)際情況進(jìn)行了優(yōu)化，其合理性通過后續(xù)施工得到驗(yàn)證。本文著重對(duì)仙游抽水蓄能電站斜井滑?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)及優(yōu)化進(jìn)行分析總結(jié)，以供類似工程借鑒。

配合比；設(shè)計(jì)；優(yōu)化

1 概 述

福建仙游抽水蓄能電站裝機(jī)容量120萬kW，電站設(shè)有引水隧洞兩條，分別在樁號(hào)引10＋784.986、引20＋801.796處設(shè)兩岔管洞將兩洞分為四條高壓支管洞。單條引水隧洞總長(zhǎng)約1148m。其中上、下斜井長(zhǎng)分別為387.6m和311.1m，高差為490.4m。襯砌內(nèi)徑為6.5～3.8m，上、下斜井傾角均為50°。斜井混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C25W12F50（二級(jí)配），坍落度設(shè)計(jì)值為70～90mm。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用將坍落度提高至10～12cm，同時(shí)采用人工砂和天然砂進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后的配合比滿足施工需要。

2 原材料檢測(cè)

2.1 水泥品質(zhì)分析

采用P.O 42.5水泥，其物理力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果見表1。通過水泥物理力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果分析，該品種水泥已檢指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 水泥物理力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果

2.2 外加劑品質(zhì)分析

a.外加劑性能檢驗(yàn)結(jié)果見表2。

b.摻用外加劑混凝土物理力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果見表3。

通過該外加劑試驗(yàn)結(jié)果分析，減水劑的pH值較高，氯離子含量較低，不會(huì)對(duì)鋼筋產(chǎn)生銹蝕作用。其余指標(biāo)符合要求。

c.水泥與外加劑相容性試驗(yàn)結(jié)果見表4。

d.水泥、外加劑相容性試驗(yàn)結(jié)果與外加劑摻量與水泥凈漿流動(dòng)度關(guān)系見表5和圖1。

表2 外加劑性能檢驗(yàn)結(jié)果

表3 摻用外加劑混凝土物理力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果

表4 水泥、外加劑相容性試驗(yàn)結(jié)果

表5 水泥、外加劑相容性試驗(yàn)結(jié)果

圖1 外加劑摻量與水泥凈漿流動(dòng)度關(guān)系

從表5和圖1可以看出，水泥與WY-3緩凝高效減水劑有較好的相容性，當(dāng)摻量超過1.2%后，水泥凈漿流動(dòng)度趨于穩(wěn)定，故確定減水劑摻量為膠凝材料用量的1.2%。

e.WY-3減水溶液比重與濃度關(guān)系見表6。

表6 WY-3減水劑溶液比重與濃度關(guān)系

f.新拌混凝土坍落度損失與時(shí)間關(guān)系，見表7和圖2。

表7 混凝土坍落度與時(shí)間關(guān)系 單位：cm

從表7和圖2可以看出，新拌混凝土坍落度損失不大，可以滿足施工要求。

2.3 細(xì)骨料品質(zhì)檢驗(yàn)

a.細(xì)骨料物理力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果見表8。

b.細(xì)骨料顆粒分析結(jié)果見表9。

表9 細(xì)骨料顆粒分析結(jié)果

2.4 粗骨料品質(zhì)檢驗(yàn)

a.粗骨料物理力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果見表10。

表10 粗骨料物理力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果

表11 粗骨料顆粒級(jí)配檢驗(yàn)結(jié)果

表12 各擋粗骨料不同比例容重試驗(yàn)結(jié)果

通過試驗(yàn)，粗骨料已檢項(xiàng)目符合標(biāo)準(zhǔn)要求，根據(jù)堆集密度、緊密密度、孔隙率及表面積系數(shù)綜合考慮，二級(jí)配骨料比例選用GS∶Gm＝40∶60。

2.5 試驗(yàn)及拌和用水品質(zhì)檢驗(yàn)

混凝土配合比試驗(yàn)及施工用水品質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果見表13。

表13 混凝土配合比試驗(yàn)及施工用水品質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果

通過試驗(yàn)及施工用水經(jīng)檢驗(yàn)，不會(huì)對(duì)鋼筋產(chǎn)生銹蝕。

3 混凝土配合比設(shè)計(jì)及性能試驗(yàn)

3.1 混凝土配制強(qiáng)度

為保證混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，按照《水工混凝土施工規(guī)范》（DL／T 5144—2001）及《水工混凝土設(shè)計(jì)規(guī)程》（DL／T 5330—2005）要求，混凝土配制強(qiáng)度按下式計(jì)算：

式中 fcu，0——混凝土的配制強(qiáng)度，MPa；

fcu，k——混凝土設(shè)計(jì)齡期的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，MPa；

t——概率度系數(shù)，根據(jù)保證率P選定；

σ——混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差。

按照設(shè)計(jì)技術(shù)文件要求，混凝土強(qiáng)度保證率為95%，t＝1.645。計(jì)算的混凝土配制強(qiáng)度見表14。

表14 混凝土配制強(qiáng)度

3.2 混凝土砂率與用水量

確定的混凝土砂率與用水量見表15。

表15 混凝土砂率與用水量

3.3 混凝土膠水比與強(qiáng)度關(guān)系

混凝土膠水比與強(qiáng)度關(guān)系見表16和圖3。

圖3 混凝土膠水比與抗壓強(qiáng)度關(guān)系

表16 混凝土膠水比與強(qiáng)度關(guān)系

3.4 混凝土水膠比確定

根據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)結(jié)合上述關(guān)系試驗(yàn)，確定的水膠比見表17。

表17 水膠比確定

3.5 混凝土拌和物性能試驗(yàn)

a.根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果確定的配合比見表18。

b.根據(jù)確定的混凝土配合比進(jìn)行拌和物相關(guān)性能試驗(yàn)，對(duì)混凝土拌和物和易性、力學(xué)性能、耐久性能進(jìn)行試驗(yàn)，通過試驗(yàn)結(jié)果分析，配合比相關(guān)性能能夠滿足設(shè)計(jì)要求，見表19。

表18 混凝土配合比

表19 混凝土性能試驗(yàn)結(jié)果

通過上述試驗(yàn)結(jié)果，該配合比從理論設(shè)計(jì)及力學(xué)、耐久等性能來看，均能滿足要求，現(xiàn)場(chǎng)施工中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整及優(yōu)化能提高施工進(jìn)度及質(zhì)量。

4 配合比優(yōu)化

現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用中因混凝土入倉(cāng)時(shí)產(chǎn)生抱團(tuán)發(fā)渣現(xiàn)象影響滑模提升時(shí)間及在表面產(chǎn)生裂縫等原因，影響施工進(jìn)度，在保證原有設(shè)計(jì)指標(biāo)不變的情況下，對(duì)該配合比進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。調(diào)整配合比采用天然砂及人工砂進(jìn)行比較，調(diào)整坍落度至10～12cm。人工砂砂率為38%，水膠比為0.45；天然砂砂率為35%，水灰比為0.46。經(jīng)優(yōu)化采用天然砂和人工砂配合比均能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求，滑模提升正常，表面不易產(chǎn)生裂縫或掉渣。

a.優(yōu)化后配合比參數(shù)見表20。

表20 優(yōu)化后配合比參數(shù)

b.優(yōu)化后配合比性能見表21。

表21 優(yōu)化后配合比性能

5 結(jié) 語

由于斜井滑模施工對(duì)混凝土相關(guān)性能比其他部位混凝土要求不同且施工難度大，斜井混凝土配合比設(shè)計(jì)優(yōu)劣直接影響著混凝土施工進(jìn)度與質(zhì)量，在根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)好配合比的同時(shí)應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況，及時(shí)調(diào)整及優(yōu)化配合比，不斷采用不同砂率和不同品種砂料，設(shè)計(jì)出滿足斜井滑模要求的混凝土施工配合比?！?/p>

［1］ DL／T 5330—2005水工混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程［S］.北京：中國(guó)電力出版社，2005.

［2］ DL／T 5144—2001水工混凝土施工規(guī)范［S］.北京：中國(guó)電力出版社，2001.

［3］ GB 175—2007通用硅酸鹽水泥［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

［4］ DL／T 5100—1999水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)程［S］.北京：中國(guó)電力出版社，1999.

［5］ DL／T 5150—2001水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程［S］.北京：中國(guó)電力出版社，2001.

［6］ DL／T 5151—2001水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程［S］.北京：中國(guó)電力出版社，2001.

［7］ DL／T 5152—2001水工混凝土水質(zhì)分析試驗(yàn)規(guī)程［S］.北京：中國(guó)電力出版社，2001.

Design and optim ization of inclined shaft slip form concretem ixing proportion in Fujian Xianyou Pum ped Storage Power Station

CHEN Bing，ZENG Yu
（Sinohydro Bureau 16 Co.，Ltd.，F(xiàn)uzhou 350003，China）

Design quality of inclined shaft slipform concrete mixing proportion is very important in concrete construction quality and progress.Inclined shaft slipform concretemixing proportion of Fujian Xianyou Pumped Storage Power Station is optimized according to site construction and other practical condition.And its rationality is verified through subsequent construction.In the paper，design and optimization of inclined shaft slipform concretemixing proportion in Fujian Xianyou Pumped Storage Power Station are emphatically analyzed and summarized，thereby providing reference for similar projects.

mixing proportion；design；optimization

TV212

A

1673-8241（2015）08-0046-07

DOI：10.16617／j.cnki.11-5543／TK.2015.08.016