陳世文，王福托

(中國水利水電第五工程局有限公司，成都，610066)

1 工程概況

長河壩水電站是以單一發(fā)電為主的大型水庫電站，無航運、漂木、防洪、灌溉等綜合利用要求。工程為Ⅰ等大(1)型工程，擋水、泄洪、引水及發(fā)電等永久性主要建筑物級別為1級，永久性次要建筑物級別為3級，臨時建筑物級別為3級。電站采用水庫大壩、首部式地下引水發(fā)電系統(tǒng)開發(fā)，總裝機容量2600MW，水庫正常蓄水位1690m，具有季調(diào)節(jié)能力。

初期導(dǎo)流洞位于大壩壩址右岸，初期導(dǎo)流洞為兩條，分別為1#及2#導(dǎo)流洞，導(dǎo)流洞為城門洞型斷面，斷面最大尺寸為16m×16.5m，封堵部位斷面尺寸12m×14.5m。1#導(dǎo)流洞長1061.076m，縱坡坡度0.66%；2#導(dǎo)流洞長1235.409m，縱坡坡度0.567%，進口高程為1482m，出口高程1475m。根據(jù)《長河壩導(dǎo)流洞下閘蓄水規(guī)劃設(shè)計專題報告》中推薦的方案，兩條導(dǎo)流洞封堵長度均為70m，其中臨時堵頭20m，永久堵頭50m，1#導(dǎo)流洞堵頭位于帷幕灌漿軸線處，2#導(dǎo)流洞通過將帷幕軸線下移后布置在帷幕軸線下游。封堵堵頭布置詳見圖1、圖2。

圖1 封堵堵頭平面布置示意

圖2 封堵堵頭剖面布置

2 混凝土設(shè)計要求

由于工程施工工期及施工要求，導(dǎo)流洞封堵混凝土澆筑量大，考慮到混凝土澆筑的連續(xù)性、耐久性、穩(wěn)定性、水化熱低等特點，且混凝土堵頭施工的溫度控制要求較高，故采用低熱微膨脹混凝土，以減少裂縫、防止混凝土收縮、簡化混凝土溫控施工措施，滿足封堵堵頭混凝土的各項指標要求。

3 原材料對混凝土性能影響

3.1 低熱水泥的性能指標要求

原材料是施工質(zhì)量控制的源頭，而水泥在水利水電工程、道路建筑工程中是最重要的建筑材料，應(yīng)用十分廣泛。目前，水工混凝土中常用的水泥品種主要有：普通硅酸鹽水泥、中熱硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥等。根據(jù)工程施工要求，采用P·LH42.5低熱硅酸鹽水泥，通過配合比優(yōu)化，嚴格控制各項技術(shù)指標，有效降低了混凝土水化熱升溫并控制了混凝土質(zhì)量波動，提高了混凝土低溫硬化性能。

3.2 外加劑及摻和料對混凝土性能影響

導(dǎo)流洞封堵采用泵送混凝土進行澆筑，對控制混凝土入倉溫度有較高要求。膨脹劑摻入混凝土中，通過產(chǎn)生一定的膨脹，補償商品混凝土的收縮，有利于提高商品混凝土的抗?jié)B防裂；膨脹劑使混凝土硬化過程中產(chǎn)生體積膨脹，補償混凝土收縮，改善混凝土變形能力，而溫濕度對膨脹劑的作用效率有重要影響。膨脹劑的早期膨脹效率提高，中后期膨脹效率則略有降低，經(jīng)試驗檢測膨脹劑細度、抗壓強度及限制膨脹率等各項指標均達到規(guī)范要求。

減水劑為江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)的PCA(Ⅰ)聚羧酸高性能減水劑：摻量為0.7%～1.2%；引氣劑為江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)的GYQ型，根據(jù)《混凝土外加劑》(GB 8076-2008)中相關(guān)規(guī)定，對減水率，泌水率比、含氣量等各項指標進行檢測，均滿足規(guī)范要求。摻外加劑的混凝土在多向約束條件下改善混凝土拌合物施工性能、起到增加混凝土后期強度和提高混凝土耐久性。

摻和料對膨脹劑混凝土的膨脹性能有一定的影響，摻和料作為混凝土膠凝材料的重要組成部分，摻加粉煤灰后可減少水泥用量，且粉煤灰水化放熱量很少，從而減少了水化放熱量，混凝土各項性能得到明顯改善，起到增加混凝土后期強度和提高混凝土抗腐蝕的作用，但粉煤灰的摻入將削弱膨脹劑的膨脹功能。

骨料在混凝土中起骨架支撐的同時還可作為膠凝材料的廉價填充材料。細骨料(簡稱S)選擇磨子溝骨料加工系統(tǒng)生產(chǎn)的人工砂，級配曲線優(yōu)良，質(zhì)地堅硬，含泥量、堿含量、石粉含量等各項指標均達到規(guī)范要求。粗骨料(簡稱G)采用磨子溝骨料加工系統(tǒng)生產(chǎn)的人工碎石，小石(5mm～20mm)、中石(20mm～40mm)質(zhì)地堅硬，級配良好、超遜徑(針片狀)含量、壓碎指標及其余指標均達到規(guī)范要求。

4 混凝土配合比設(shè)計

4.1 設(shè)計要求

根據(jù)工程施工設(shè)計，混凝土性能指標采用C25W10F150強度等級。

4.2 保證率和標準差確定

混凝土的概率度系數(shù)與強度保證率P之間的關(guān)系、混凝土標準差σ參照表1和表2。

表1 概率度系數(shù)t與強度保證率P之間的關(guān)系

表2 混凝土標準差σ值

根據(jù)表1、表2中的取值，混凝土配制強度計算結(jié)果如下：

Fcu.0=fcu.k+tσ=25+1.645×4.0=31.58MPa

4.3 配合比試拌

試驗依據(jù)為DL/T 5330-2005《水工混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》，為了確保混凝土的各種性能指標達到設(shè)計要求，在設(shè)計施工配合比時，充分考慮到施工質(zhì)量的不均勻性，加強均勻性檢測，考察低熱微膨脹混凝土配合比單位用水量、最優(yōu)砂率、混凝土抗壓強度、抗?jié)B性及抗凍性與水膠比之間的關(guān)系，混凝土配合比所摻的PCA(Ⅰ)聚羧酸高性能減水劑摻量占總膠材用量的0.7%，GYQ引氣劑摻量占總膠材用量的1/萬，(KT型UEA)膨脹劑摻量占總膠材用量的4%，粉煤灰替代水泥用量為總膠材用量的20%。混凝土拌和物出機口坍落度按140mm～180mm控制?；炷僚浜媳仍嚢枨闆r見表3。

表3 混凝土配合比各項參數(shù)(設(shè)計坍落度140mm～180mm)

4.4 混凝土各項性能指標檢測結(jié)果

配制不同水灰比的混凝土，制作標準試件并標準養(yǎng)護28d，混凝土在養(yǎng)護期間提供足夠的水分，使其能充分發(fā)揮工作性能。測試混凝土試樣的抗壓強度、抗?jié)B等級以及抗凍性能，具體檢測結(jié)果表4。

表4 混凝土抗壓強度、抗?jié)B、抗凍性能指標檢測結(jié)果

4.5 混凝土抗壓強度與膠水比的關(guān)系

根據(jù)表4的試驗結(jié)果分析，可以計算混凝土28d抗壓強度與膠水比之間的回歸關(guān)系及曲線，具體見圖3。

圖3 混凝土抗壓強度與膠水比回歸曲線

5 推薦混凝土配合比參數(shù)及復(fù)核

5.1 推薦混凝土配合比參數(shù)

根據(jù)上述試驗結(jié)果，并充分考慮到所用原材料質(zhì)量、現(xiàn)場質(zhì)量控制水平與室內(nèi)試驗的差異，根據(jù)表3、表4的抗壓強度結(jié)果特提出混凝土配合比參數(shù)，具體見表5。

表5 推薦混凝土配合比參數(shù)

5.2 推薦混凝土配合比參數(shù)復(fù)核

根據(jù)混凝土回歸曲線與膠水比的關(guān)系確定的配合比參數(shù)對其進行復(fù)核，28d抗壓強度結(jié)果見表6。

表6 推薦混凝土配合比參數(shù)28d強度復(fù)核結(jié)果

5.3 低熱微膨脹混凝土的應(yīng)用效果

通過配合比試驗檢測結(jié)果復(fù)核可以驗證低熱微膨脹混凝土的抗壓強度，抗?jié)B、抗凍性能指標能充分展示低熱微膨脹混凝土在施工現(xiàn)場的優(yōu)越性，有效降低混凝土升溫，從而減少縱縫，有效抑制了混凝土表面溫度過高產(chǎn)生的裂縫，對大體積混凝土澆筑非常有利，實現(xiàn)了大體積混凝土持續(xù)性澆筑的操作性。

6 結(jié)論

(1)通過選擇原材料，充分利用微膨脹補償收縮的性能，有效降低水化熱混凝土的開裂性，澆筑后的混凝土與塊體之間緊密結(jié)合，加強了混凝土低溫硬化性能，提高了混凝土性能。

(2)適當增加了混凝土澆筑厚度，加快了施工進度，在保證強度的基礎(chǔ)上，提高了混凝土的抗裂性、抗?jié)B性和抗沖擊性能，同時也提高了工程的施工質(zhì)量，并節(jié)約了施工工期和管理費用。

(3)注意事項：①微膨脹混凝土在進行澆筑時需要進行全面合理地振搗，增大混凝土密實性，防止出現(xiàn)蜂窩麻面等現(xiàn)象，同時應(yīng)加強混凝土養(yǎng)護方面的工作；②施工過程中不得隨意更改各種材料用量，加強每個施工環(huán)節(jié)管理，如有變化，需重新進行混凝土配合比試驗。