組合骨料在堆石混凝土壩中的應(yīng)用

羅 鍵，張全意，曾 旭

(遵義市水利水電勘測設(shè)計研究院有限責(zé)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(fù)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(qiáng)耐久等特點(diǎn)。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(yīng)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(wù)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(guān)組下段(K2j1)及第四系地層。夾關(guān)組下段第一層地層K2j1-1和夾關(guān)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(xué)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(jìn)行深入探索和細(xì)致分析，才能為構(gòu)建中國本土的工作重塑理論做出貢獻(xiàn)。

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(yùn)輸至壩前沖洗后，再利用塔機(jī)入倉，堆石平均飽和抗壓強(qiáng)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(shè)計審批壩體堆石混凝土砂石骨料方案為習(xí)水縣城東面已成采石場外購灰?guī)r料加工，運(yùn)距75km。項目開工后，一方面由于環(huán)保問題，習(xí)水縣周邊大多料場關(guān)停，導(dǎo)致料場供不應(yīng)求，沙千水庫建設(shè)用料得不到保障；另一方面，工程所在地至習(xí)水縣之間的官渡大橋配套公路遲遲未完建，運(yùn)輸條件受限，部分原材料被迫繞道運(yùn)輸，運(yùn)距增大，成本增加。

卡爾曼濾波用狀態(tài)方程和遞推方法進(jìn)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(dāng)前值,其解以估計值的形式給出?？柭鼮V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(guān)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(xùn)作為醫(yī)學(xué)教育的重要組成部分，是培養(yǎng)臨床醫(yī)學(xué)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(xué)人才，住院醫(yī)師培訓(xùn)起著不可或缺的作用[2]。全面落實住院醫(yī)師培訓(xùn)制度對于加強(qiáng)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(xùn)后，大多數(shù)人不希望分配到基層，而傾向于留在培訓(xùn)基地[4]。導(dǎo)致基層婦幼保健院所招聘的人員普遍存在學(xué)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(jìn)行提升是非常有必要的。政府的相關(guān)部門可以通過定期對農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣人員進(jìn)行培訓(xùn)，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(chǔ)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(xì)骨料，各項檢測指標(biāo)基本不滿足規(guī)范要求。

表2 粉砂巖加工細(xì)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(biāo)/%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(fēng)光的文學(xué)作品不計其數(shù)，但更多的是借助對自然風(fēng)景的描繪去抒發(fā)個人情感，把自然當(dāng)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(guān)系的關(guān)注?！爸挥邪橹F(xiàn)代工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)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(yán)峻的今天,才應(yīng)運(yùn)而生當(dāng)下新時代‘大自然文學(xué)'?！雹鄤⑾绕阶钤缣岢觥按笞匀晃膶W(xué)”概念，也是我國最早的大自然文學(xué)創(chuàng)作者，劉先平所創(chuàng)作的大自然文學(xué)不同于以往，他是使用文學(xué)的方式喚醒人與自然的和諧統(tǒng)一關(guān)系，大自然文學(xué)是熱愛生命的文學(xué)。

方案一：純石英砂巖骨料：壩體堆石混凝土粗骨料和細(xì)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(shè)各節(jié)點(diǎn)目標(biāo)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(xì)骨料維持習(xí)水縣外購灰?guī)r加工。

由于亞甲藍(lán)指標(biāo)MB值主要反映小于0.075mm細(xì)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(biāo)均可以通過增加外加劑達(dá)到高自密實混凝土性態(tài)，但考慮到施工過程細(xì)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(jì)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(xì)骨料)。

而且隨著社會的發(fā)展,護(hù)理模式的轉(zhuǎn)變以及護(hù)理服務(wù)的拓展、內(nèi)涵的加深,臨床對護(hù)理要求越來越高(3)。這樣促使我們護(hù)理人員學(xué)習(xí)和培訓(xùn)尤為重要,當(dāng)代護(hù)士的壓力大,工作任務(wù)繁重,對照組中傳統(tǒng)護(hù)理集中培訓(xùn)方式,占用了大量的休息時間,普遍積極性不高,學(xué)習(xí)熱情低,很難達(dá)不到學(xué)習(xí)的目的及效果,而且當(dāng)班護(hù)士無法參加,每次授課均有缺課。而實驗組人性化的培訓(xùn)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(luò)快速發(fā)送語音短信、視頻、圖片和文字,支持多人群的手機(jī)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(xué)習(xí)模式,且當(dāng)班護(hù)士可下班后通過回顧記錄來學(xué)習(xí)。

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

由于料場主要出露白堊系上統(tǒng)夾關(guān)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(jìn)行篩選。粉砂巖加工細(xì)骨科性能檢測數(shù)據(jù)見表2。

根據(jù)表3細(xì)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(xì)骨料，亞甲藍(lán)指標(biāo)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(biāo)均滿足規(guī)范要求。

表3 石英砂巖加工細(xì)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(fēng)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(yīng)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(jìn)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(xué)性能及耐久性的影響

壩體高自密實混凝土力學(xué)性能指標(biāo)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(guān)物理力學(xué)指標(biāo)及耐久性要求。

表6 壩體高自密實混凝土力學(xué)性能指標(biāo)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(biāo)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(biāo)滿足DB52/T 1545—2020《堆石混凝土拱壩技術(shù)規(guī)范》相關(guān)要求。

表7 壩體高自密實混凝土性能指標(biāo)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(diǎn)關(guān)注。

文獻(xiàn)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(xué)參數(shù)按照施工配合比和各種材料熱力學(xué)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(guān)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(yīng)力及壩肩穩(wěn)定的影響

混凝土骨料的變化對大壩應(yīng)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(fù)核計算，與原設(shè)計相比，壩體應(yīng)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(yīng)力以及拱壩周邊拉應(yīng)力均在規(guī)定的允許范圍內(nèi)，同時拱壩周邊壓應(yīng)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(yùn)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(shè)13支溫度計，目前已埋設(shè)了5支，其中基礎(chǔ)C15拋石型堆石混凝土基礎(chǔ)內(nèi)埋設(shè)2支(T0、T4)，壩體河床段起拱高程堆石混凝土內(nèi)埋設(shè)3支(T1、T2、T3)。

由已埋設(shè)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(xué)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(yīng)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(xì)骨料)是可行的。

(2)由于紅層地區(qū)混凝土骨料運(yùn)距一般較遠(yuǎn)，組合骨料在沙千水庫的創(chuàng)新應(yīng)用，節(jié)省了工程投資和工期，確保了2022年的度汛節(jié)點(diǎn)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(yīng)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(guān)注大壩各項檢測指標(biāo)及監(jiān)測成果。