小灣水電站滑?；炷恋呐浜媳仍O(shè)計(jì)

摘　要: 文章通過(guò)介紹小灣水電站滑?；炷僚浜媳鹊脑O(shè)計(jì)過(guò)程，揭示并定量分析了影響混凝土凝結(jié)的各種因素，按照工地實(shí)際情況進(jìn)行了滑模混凝土滑升速度的計(jì)算，對(duì)滑?；炷恋呐浜媳仍O(shè)計(jì)和施工可供參考。

 

關(guān)鍵詞: 小灣水電站；滑?；炷?；凝結(jié)時(shí)間；滑升速度

 

中圖分類號(hào): TU5281062 　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B 　　

 

 

      由水電十四局和水電一局聯(lián)營(yíng)體(簡(jiǎn)稱小灣141 水電工程聯(lián)營(yíng)體) 中標(biāo)承建的云南小灣水電站地下廠房工程的混凝土約100 萬(wàn)m³ ，目前正進(jìn)入混凝土的施工高峰期。工程中采用液壓滑動(dòng)模板施工的項(xiàng)目有:發(fā)電廠房至壩頂交通通道的電梯井1 條，襯砌直徑為￠<10.5 m ，長(zhǎng)265.2 m ，混凝土等級(jí)C20；引水發(fā)電的壓力豎井管道6 條，襯砌直徑為￠<10.3m ，長(zhǎng)160 m ，混凝土等C25W10 ；2 條傾角為32°的出線洞斜井，襯砌尺寸為￠5.5 m ×6. 649 m 城門洞斷面，長(zhǎng)度各約500m ，混凝土等級(jí)C20。采用滑模施工的混凝土，要求模板在滑升時(shí)混凝土已具有一定的出模強(qiáng)度或達(dá)到一定的貫入阻力，以保證自身的穩(wěn)定，這要求對(duì)混凝土的出模時(shí)間有較好把握，否則，因滑升過(guò)早，混凝土?xí)冃瘟魈噬踔撂?，而滑升過(guò)晚則由于粘結(jié)力的增加，導(dǎo)致混凝土表面被拉裂的現(xiàn)象出現(xiàn)。因此，通過(guò)試驗(yàn)了解混凝土的凝結(jié)規(guī)律并掌握適宜的出模時(shí)間是做好滑?；炷潦┕さ那疤??；炷恋哪Y(jié)狀態(tài)一般可用貫入阻力或出模強(qiáng)度來(lái)表示，當(dāng)貫入阻力達(dá)到3. 5 MPa 和28 MPa 時(shí)定義為混凝土的初凝和終凝，所經(jīng)歷的時(shí)間稱為初、終凝時(shí)間。文獻(xiàn)^〔1〕給出滑升時(shí)貫入阻力為0. 3～1.05kN/cm² 或出模強(qiáng)度為0.2～0. 4 MPa ，這正值混凝土初凝前后的狀態(tài)，但僅是對(duì)垂直滑升體言。而對(duì)于有一定傾角的斜井，由于頂拱部位受到重力的作用，混凝土的出模強(qiáng)度要求稍大于豎井標(biāo)準(zhǔn)。文獻(xiàn)^〔2〕給出的出模強(qiáng)度范圍為0.7～0. 8 MPa 。小灣電站工程由于采用滑模施工的項(xiàng)目較多，混凝土的滑模施工有可能跨于一年四季，而氣溫又是影響混凝土出模時(shí)間的主要因素，所以要滿足同一滑升速度的施工，必須有可適應(yīng)不同氣溫條件下施工的混凝土配合比。此外，在同一氣溫條件下施工，滑升較為順利時(shí)希望混凝土的出模時(shí)間短一些以利于快速施工；而在施工中因處理問(wèn)題需要停歇一定的時(shí)間時(shí)，又要求混凝土具有較長(zhǎng)的初凝時(shí)間，以避免冷縫的出現(xiàn)，并省略混凝土施工縫的處理。因此，滑模施工要求混凝土具備多種不同凝結(jié)時(shí)間的配合比供使用，這也是滑模施工的一大特點(diǎn)。

 

 

(1) 水泥:為祥云水泥廠生產(chǎn)的普通硅酸鹽42.5水泥和中熱硅酸鹽42.5水泥，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合國(guó)家規(guī)范的要求，其物理性能檢驗(yàn)成果見(jiàn)表1。

 

 

(2) 粉煤灰:為曲靖火電廠產(chǎn)生的一級(jí)灰，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)合格，其細(xì)度為01045 篩篩余量的8.6 % ，需水量比94 % ，SO₃ 0. 13 % ，燒失量3. 1 %；

(3) 減水劑和引氣劑:分別采用江蘇博特公司生產(chǎn)的緩凝高效減水劑JM - Ⅱ和非緩凝高效減水劑JM- A ，摻量均為膠材重量的0. 4 %～0.8 %；北京利力公司生產(chǎn)的FS 引氣劑，摻量為膠材重量的0. 4～1. 5/10 000 ，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2 的檢驗(yàn)成果。

 

(4) 砂石料:采用母材為黑云花崗片麻巖和角閃斜長(zhǎng)片麻巖軋制的人工砂石，人工砂的細(xì)度模數(shù)為2. 82 ，小于0. 16 mm 含量為14 % ，碎石分5～20 mm和20～40 mm 兩級(jí)，按5∶5 比例使用，表觀密度2730kg/m³ ，針片狀1 %。

 

 

     影響混凝土凝結(jié)時(shí)間的因素較多，根據(jù)小灣水電站的施工實(shí)際情況，影響因素大致有氣溫條件、水泥品種、減水劑品種和摻量、粉煤灰摻量、引氣劑摻量等幾種。為便于分析影響凝結(jié)時(shí)間因素的主次，混凝土凝結(jié)時(shí)間的試驗(yàn)采用L8 (27 ) 正交表安排進(jìn)行，正交試驗(yàn)的因素水平見(jiàn)表3 ，試驗(yàn)成果及極差分析見(jiàn)表4。

 

　  從正交試驗(yàn)的極差分析可以得出以下結(jié)論:

(1) 影響混凝土的初凝和終凝時(shí)間的主要因素是減水劑的品種和水泥品種，使用JM - A 減水劑，

混凝土的初凝時(shí)間可以比使用JM - Ⅱ縮短133min ，終凝時(shí)間縮短162 min ；使用普通水泥，混凝土的初凝時(shí)間可以比使用中熱水泥縮短106 min ，終凝時(shí)間縮短110 min ；

(2) 減水劑摻量對(duì)混凝土的凝結(jié)時(shí)間也有影響，摻量±0. 1 % ， 初凝時(shí)間±37 min ， 終凝時(shí)間±52min ；

(3) 氣溫高低對(duì)混凝土的凝結(jié)時(shí)間也有影響:氣溫升高5 ℃，初凝時(shí)間縮短30 min ，終凝時(shí)間縮短57min ；

(4) 粉煤灰摻量對(duì)混凝土的凝結(jié)時(shí)間也有影響粉煤灰摻量±10 % ，初凝時(shí)間±30 min ，終凝時(shí)間±57 min ；

(5) 摻用引氣劑會(huì)延長(zhǎng)混凝土的初凝時(shí)間39min ，延長(zhǎng)終凝時(shí)間24 min。

 

 

      根據(jù)正交試驗(yàn)得到凝結(jié)時(shí)間的成果，滑?；炷列阅艿脑囼?yàn)采用C20 泵送混凝土的配合比，確定在‘JM- Ⅱ0. 5 % + Fs0.4/10 000’和‘JM - A0. 5 % +FS 0.4/10 000’的兩種外加劑組合方案中，粉煤灰的摻量分別選用20 %和30 %來(lái)進(jìn)行混凝土的凝結(jié)時(shí)間及其它項(xiàng)目的試驗(yàn)。

 

 

滑?；炷猎囼?yàn)成果見(jiàn)表5。

　　

 

         試驗(yàn)成果見(jiàn)表6。

       通過(guò)對(duì)表6 成果進(jìn)行回歸分析，可得到貫入阻力P 與出模強(qiáng)度R 的關(guān)系式為:

R = 0.22 P^0.379 (1)相關(guān)系數(shù)r = 0. 990 > r0.01 = 0.834

     把混凝土的初凝時(shí)間和終凝時(shí)間的貫入阻力3. 5 MPa 和28 MPa 代入上式后，可算得對(duì)應(yīng)的出模強(qiáng)度為0. 35 MPa 和0.78 MPa 。