蔣小軍，維 康，曹榮國

（1.青河縣水利管理總站，新疆 青河 836200；2.甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000；3.中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，天津 300000）

1 工程概況

阿合塔斯水庫位于新疆青河縣阿熱勒托別鎮(zhèn),壩型為堆石混凝土重力壩，工程的主要建筑物由溢流壩段、非溢流壩段、右岸導(dǎo)流兼泄洪涵洞等建筑物組成。最大壩高33.5 m，水庫庫容939 萬m3，工程為Ⅳ等?。ㄒ唬┬凸こ?。在大壩混凝土澆筑前，根據(jù)工程實(shí)際選用的材料、施工設(shè)備、試驗(yàn)室配合比等在工地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

2 混凝土試驗(yàn)倉布置

試驗(yàn)倉選在上游導(dǎo)墻位置,試驗(yàn)倉長度10 m，寬8.5 m，高3 m。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，試驗(yàn)倉堆石自密實(shí)混凝土共分兩層澆筑，每層高度為1.5 m。

3 自密實(shí)混凝土施工

3.1 堆石入倉

（1）堆石料

堆石料粒徑不小于30 cm，存在部分小于30 cm 的石料。小于30 cm 的堆石料滿足“堆石體外露面所含有的粒徑小于200 mm 的塊石數(shù)量不應(yīng)超過10 塊/m2”的要求。

（2）堆石料清洗

（3）堆石料入倉

1）使用挖機(jī)堆石，挖機(jī)挑選干凈、粒徑滿足要求的石料自然堆放在倉面。

2）人工配合機(jī)械將不滿足要求的堆石料清理出倉面。

3）試驗(yàn)倉面積較小采用人工配合機(jī)械的方式進(jìn)行堆石。裝載機(jī)水平運(yùn)輸塊石，挖機(jī)等機(jī)械入倉，部分區(qū)域人工平倉擺邊。

3.2 模板

試驗(yàn)段模板上游面和橫縫面采用3.0 m×1.53 m 翻轉(zhuǎn)鋼模板，下游面采用3.0 m×1.87 m 翻轉(zhuǎn)鋼模板。

3.3 高自密實(shí)性能混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸與入倉

本工程大壩堆石自密實(shí)混凝土體積比為55%∶45%。自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)C9025W6F300,設(shè)計(jì)含氣量5%，密度不小于2400 kg/m3。施工配合比水灰比0.4，每方自密實(shí)混凝土膠材總用量450 kg（其中普通硅酸鹽42.5 級(jí)水泥和II 級(jí)粉煤灰各225 kg），天然砂子用量985 kg，人工小石（5 mm～20 mm）用量806 kg。

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自密實(shí)混凝土采用1 m3強(qiáng)制式攪拌機(jī)（JS1000）拌和，拌和時(shí)間90 s，出機(jī)口塌落度按260 mm～280 mm，擴(kuò)展度按650 mm～750 mm，V 漏斗通過時(shí)間按7 s～25 s 控制。

自密實(shí)混凝土采用8 m3混凝土攪拌車（三一重工SY308C-6）運(yùn)輸（運(yùn)距約660 m），通過車載泵（天泵）（三一重工SYM5337THBDW 520 C9）送入倉。

3.4 高自密實(shí)性能混凝土澆筑

自密實(shí)混凝土的澆筑采用泵送方式入倉。泵送前檢查泵管和各節(jié)泵管接頭處密封圈連接是否緊密，保證整個(gè)管路不漏氣、不漏漿。連接前，泵管內(nèi)不得有雜物及未清理的的混凝土，以保證泵管管壁光滑。泵送自密實(shí)混凝土按照以下順序操作：首先向內(nèi)輸送0.2 m3～0.3 m3清水潤濕和清潔泵管；而后使用同配比水泥砂漿潤泵；最后泵送自密實(shí)混凝土。

不合格的自密實(shí)混凝土嚴(yán)禁入倉，已入倉的不合格自密實(shí)混凝土必須清理出澆筑倉，并按監(jiān)理工程師指定的地點(diǎn)棄置。

澆筑自密實(shí)混凝土?xí)r嚴(yán)禁在倉內(nèi)加水。如發(fā)現(xiàn)混凝土和易性較差，應(yīng)采取如添加外加劑、重新拌和等措施來保證質(zhì)量。澆筑倉面較大時(shí)，采取多點(diǎn)澆筑法，采用“Z”型或“N”型澆筑方式，4 m2布置一個(gè)澆筑點(diǎn)，澆筑點(diǎn)間距不大于2 m，在每個(gè)澆筑點(diǎn)必須使自密實(shí)混凝土灌滿后方可移至相鄰的澆筑點(diǎn)，且澆筑點(diǎn)應(yīng)連續(xù)布置，以保證堆石混凝土密實(shí)。澆筑順序應(yīng)做到單向順序，不可在倉面上往返澆筑。在堆石下方密實(shí)后，混凝土到達(dá)倉面時(shí)，應(yīng)控制澆筑高度，一般情況下混凝土面低于堆石面5 cm～20 cm，以便于下個(gè)倉面的粘結(jié)。整個(gè)澆筑完成后，待自密實(shí)混凝土達(dá)到5 MPa 以上時(shí)進(jìn)行下層澆筑。

4 堆石混凝土檢測(cè)

4.1 堆石混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

通過鉆孔取芯的方法對(duì)堆石混凝土試驗(yàn)段的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)。全部澆筑完成14 d 后，進(jìn)行鉆孔取芯，鉆孔取芯時(shí)應(yīng)適當(dāng)包括高自密實(shí)性能混凝土與堆石均勻膠結(jié)的部位，對(duì)取出芯樣按照長徑比1.0 的要求加工抗壓試件，試樣檢測(cè)指標(biāo)見表1，強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果見表2。

表1 取樣明細(xì)表

表2 強(qiáng)度檢測(cè)

經(jīng)檢測(cè)，混凝土抗壓、抗凍、抗?jié)B指標(biāo)全部滿足設(shè)計(jì)要求。

4.2 超聲波檢測(cè)

試驗(yàn)過程中采用RSM聲波透射檢測(cè)儀，分別對(duì)4 個(gè)測(cè)孔6組斷面進(jìn)行測(cè)試，垂直方向每6 cm～8 cm 測(cè)試一次，總測(cè)試深度約3 m，依據(jù)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL 352-2006）：用以統(tǒng)計(jì)和判斷測(cè)值可以是聲速，也可以是振幅或頻率，都可以按以上方法獲得判斷結(jié)果?？紤]到振幅及頻率測(cè)試誤差較大，在最后確定某測(cè)點(diǎn)是否為異常值時(shí)，宜以聲速的判斷結(jié)果為主，以振幅或頻率的判斷結(jié)果為輔，并參考波形的觀察結(jié)果綜合確定。

（1）本次檢測(cè)測(cè)點(diǎn)數(shù)總計(jì)298 個(gè)，對(duì)可疑值進(jìn)行除后，Xn=X245=3.010，Xn+1=X246=2.993。

（2）平均值mx為3.471，標(biāo)準(zhǔn)差Sx為0.234。

（3）《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL 352-2006）公式（7.6.4-3）計(jì)算單點(diǎn)臨界值xL1其中K1取值參照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL 352-2006）表7.6.4-1，n=245 時(shí)K1=2.65，計(jì)算xL1=mx-K1Sx=2.851，xL2=mx-K2Sx=3.08。

（4）Xn=3.010＞xL1=2.851，因此無異常值，在檢測(cè)數(shù)據(jù)中無相鄰兩測(cè)點(diǎn)值均同時(shí)不大于xL2，因此在相鄰兩點(diǎn)測(cè)值判定時(shí)未發(fā)現(xiàn)異常值。

（5）依據(jù)上述判斷在所測(cè)的298 個(gè)點(diǎn)中, 剔除可疑值外無異常值點(diǎn),滿足規(guī)范要求。

4.3 孔內(nèi)成像測(cè)試

本次試驗(yàn)段孔內(nèi)成像測(cè)試共檢測(cè)4 個(gè)孔，每個(gè)孔直徑95 mm，總計(jì)孔深度11.5 m。缺陷位置主要在1.4 m～1.6 m 深處，自密實(shí)混凝土內(nèi)部缺陷1 處，巖石下邊緣與自密實(shí)混凝土層間結(jié)合處有多處縫隙或空洞存在。每個(gè)孔的內(nèi)部情況從孔內(nèi)電視成像圖片上來看，大部分堆石與高自密實(shí)混凝土的層間結(jié)合良好，但也存在如下問題：

（1）由于澆筑過程中受天氣（降雪、降雨、低溫）和模板（漲模）等原因，試驗(yàn)段兩倉混凝土澆筑均不連續(xù)，導(dǎo)致出現(xiàn)冷縫和兩倉的層間縫，且在冷縫（孔深約為0.5 m）和層間縫（孔深約為1.5 m），高自密實(shí)混凝土與堆石間的空洞現(xiàn)象較明顯。

（2）由于聚羧酸減水劑里引氣成分的存在，自密實(shí)混凝土拌合物氣泡較多，加之受降雪（雨）天氣影響，各澆筑倉表面浮漿現(xiàn)象較明顯，并伴有泌水現(xiàn)象，在澆筑間歇期鑿毛沖洗不徹底，也導(dǎo)致了冷縫和施工縫處有浮漿痕跡以及堆石下緣與自密實(shí)混凝土有縫隙，從鉆芯取樣試件的形貌來看，自密實(shí)混凝土內(nèi)肉眼可見的孔隙也較多。

4.4 壓水試驗(yàn)

根據(jù)《水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程》（SL 31-2003），壓水試驗(yàn)鉆孔的孔徑宜為59 mm～150 m，現(xiàn)場(chǎng)采用鉆孔的直徑為65 mm。壓水鉆孔設(shè)置1 個(gè)，孔深為3 m，壓水位置為孔深0.6 m～2.6 m，壓水段長為2 m，壓水試驗(yàn)結(jié)果見表3。壓水試驗(yàn)結(jié)果表明，最大透水率2.11 Lu，最小透水率2.04 Lu，平均透水率2.06 Lu，小于5.0 Lu，滿足透水率要求。

表3 壓水實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.5 溫度監(jiān)測(cè)

根據(jù)設(shè)計(jì)壩面厚度要求，每個(gè)試驗(yàn)倉面溫度觀測(cè)共布置9支溫度計(jì)，溫度計(jì)布置見圖1，每2 小時(shí)測(cè)量1 次，測(cè)量內(nèi)外溫度無明顯變化小于0.2℃時(shí)為止。溫度監(jiān)測(cè)結(jié)果：除了5 月中旬降雪天氣外，壩址處晝夜溫差約為30℃，混凝土內(nèi)部溫度隨外界氣溫變化規(guī)律明顯，且在凌晨2：00～凌晨6：00 氣溫降低時(shí)，混凝土與氣溫的溫差較大，最大值接近30℃，有導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)溫度裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 溫度傳感器布置圖

5 結(jié)語

（1）混凝土的設(shè)計(jì)配合比是根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果確定的，現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境條件，骨料性能發(fā)生較大變化時(shí)，可維持設(shè)計(jì)配合比中水膠比不變，調(diào)整單位用水量、砂率等參數(shù)，確定符合施工技術(shù)要求和設(shè)計(jì)技術(shù)要求的混凝土施工配合比，以保證高自密實(shí)混凝土工程質(zhì)量。

（2）孔內(nèi)電視成像及鉆芯取樣顯示聚羧酸減水劑帶入混凝土內(nèi)的引氣成分過多，導(dǎo)致自密實(shí)混凝土拌合物大的氣泡較多，硬化混凝土內(nèi)氣孔多。建議在聚羧酸減水劑中加入適量的消泡劑，并采用加入適量引氣劑的方式保證混凝土的含氣量，確保自密實(shí)混凝土的抗凍性能。

（3）自密實(shí)混凝土砂率較高，砂子含水的均勻程度和含水狀態(tài)直接決定了自密實(shí)混凝土施工配料單是否保證了混凝土施工配合比（單方用水量、水膠比等參數(shù)）的準(zhǔn)確執(zhí)行，建議砂石料場(chǎng)采取搭棚、覆蓋塑料布、擴(kuò)大砂石骨料的堆放面積等措施保證砂石骨料含水的均勻性和含水狀態(tài)（含水率低于6%）。

（4）堆石混凝土中堆石的孔隙率偏大，堆石體積偏小，自密實(shí)混凝土的體積偏大，會(huì)導(dǎo)致堆石混凝土的溫升高，對(duì)堆石混凝土的溫控防裂不利。建議合理搭配堆石的粒徑，降低堆石的孔隙率。

（5）孔內(nèi)電視成像結(jié)果顯示混凝土層間接合面是堆石混凝土的薄弱環(huán)節(jié)，主要是浮漿清理不徹底以及下一澆筑倉堆石入倉時(shí)破碎成低于規(guī)定粒徑的碎石。建議加強(qiáng)鑿毛和對(duì)澆筑倉面雜質(zhì)的清理。

（6）堆石混凝土的質(zhì)量不僅僅取決于自密實(shí)混凝土的配合比（包括原材料的情況），更取決于施工工藝和條件，特別是自密實(shí)混凝土澆筑成型后，及時(shí)進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)至關(guān)重要。