干貧混凝土在宜興抽水蓄能電站的應用

關鍵詞:干貧混凝土;宜興抽水蓄能電站;上水庫;應用

中圖分類號: TV431 　　文獻標識碼:B 　　文章編號:1672-1683 (2008) 02-0100-02

1 　工程概況

　　江蘇宜興抽水蓄能電站是一座日調節(jié)純抽水蓄能電站。電站額定發(fā)電水頭363. 0 m ,總裝機容量為4 ×250 MW。建成后主要擔負調峰、填谷、調頻、調相和旋轉備用等任務。電站由上水庫、下水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房和500 kV 地面開關站等工程組成。

　　上水庫利用溝源坳地挖填形成,主要建筑物有主壩、副壩、進/ 出水口等。進/ 出水口混凝土結構由防渦梁段及整流段、擴散段、漸變段、埋鋼管段、隧洞段等組成,詳見圖1 。

2 　進/ 出水口工程地質條件

　　上水庫進/ 出水口位于上水庫左岸,距壩軸線160 余m ,底板高程413 m ,洞向N15 E。地面高程428～435 m ,山坡坡角為20 ,坡向近EW,與洞向呈大角度相交。輸水隧洞走向N15°E ,洞臉開挖邊坡N75°W。洞口處巖體以弱風化巖屑石英砂巖夾泥質粉砂巖為主,受F3 、F4 斷層的影響,F4 斷層上盤的巖體呈破碎狀,下盤也有5～10 m 寬的影響帶,圍巖為Ⅳ～ Ⅴ類,進洞條件差。

　　經對上述地質情況的深入分析,庫岸若按原設計的坡比1 ∶1. 7 或1 ∶1. 4 進行開挖,則進洞口恰位于F4 斷層上盤破碎帶,進洞困難,也不易成洞,即使加強支護而勉強進洞,由于破碎帶巖體的變形模量小,將其保留于庫盆,會產生較大的差異沉降變形,成庫后會造成庫岸防滲面板拉裂。同時還需對F4 斷層上盤的破碎巖體及下盤的影響帶采取必要處理措施。對此,經專家論證后決定采用挖除F4 斷層上盤破碎巖體、利用下盤較完整的巖體進洞較安全的優(yōu)化方案。

　　進洞優(yōu)化方案的要點是在挖除F4 斷層上盤的破碎巖體后,采用干貧混凝土填筑以形成北庫岸防滲面板的基礎。詳見圖2 。

3 　干貧混凝土設計指標及技術要求

　　設計要求干貧混凝土的集料采用最大粒徑80 mm ,小于5 mm 的含量2 25 %～32 %摻入3 %左右的水泥拌制而成,其變形模量≥1 000 Mpa ,壓實干密度不小于2. 2 t/ m3 。干貧混凝土的施工工藝參數(shù)通過現(xiàn)場生產性試驗確定。干貧混凝土集料顆粒級配見表1 。

4 　干貧混凝土施工

4. 1 　原材料及施工配合比

　　4. 1. 1 　水泥　采用寧國PC32. 5R 級水泥。

　　4. 1. 2 　砂石骨料　碎石為大漢界生產的人工碎石,其級配組成試驗結果見表2 。

　　砂為C16 標生產的砂巖人工砂。其顆粒級配組成試驗結果見表3 。

　　4. 1. 3 　配合比　通過采用2. 5 %和3. 0 %水泥用量進行試驗比較,用水量應控制在69～75 kg/ m3 ,得到施工配合比見表4。

4. 2 　拌制

　　干貧混凝土采用3. 0 m3 和0. 75 m3 強制式拌和機拌制,拌和時間30～40 s。由于干貧混凝土的生產強度比較高,連續(xù)作業(yè)時間較長,通過生產性試驗,發(fā)現(xiàn)采用攪拌機拌制干貧混凝土,不能滿足施工強度要求,通過試驗后,將干貧混凝土改用反鏟和裝載機拌制,拌和物均勻性較拌和機拌制的差,但通過顆分試驗檢測,其均勻性可以滿足要求。

4. 3 　運輸

　　干貧混凝土具體方法是按施工配合比進行配料后,由反鏟和裝載機反復翻拌至拌和料均勻。采用自卸汽車進行水平運輸。汽車不能到達的部位,通過溜槽將其運輸?shù)教钪鳂I(yè)面。溜槽坡度達到1 ∶1. 5～1 ∶1. 8 。采用溜槽入倉時,有輕微的骨料分離,處理方法是采用人工在溜槽末端料堆處將分離的粗骨料均勻鋪撒在填筑作業(yè)面。

4. 4 　攤鋪

　　施工中干貧混凝土的主要攤鋪采用推土機進行,較狹窄的部位采用人工配合反鏟進行攤鋪。松鋪厚度為45 cm。

4. 5 　碾壓

　　干貧混凝土碾壓采用18 t 振動碾進行,施工技術參數(shù)為靜壓2 遍,振動碾壓6 遍,碾壓層厚不超過40 cm。邊角部位采用液壓平板夯或沖擊夯進行夯實,夯實質量能滿足設計要求。

4. 6 　養(yǎng)護

　　干貧混凝土經碾壓達到設計要求的壓實干密度后,采用人工灑水養(yǎng)護,養(yǎng)護時間7～14 d。

5 　質量控制與檢測結果

　　設計要求對壓實的干貧混凝土進行干密度和變形模量檢測。由于變形模量檢測較為復雜,耗時較長,變形模量在生產性試驗中采用平板荷載法共檢測4 組。施工過程中的質量控制主要進行施工參數(shù)控制,采用核子密度儀或灌砂法進行干密度檢測。

5. 1 　變形模量檢測

　　5. 1. 1 　檢測方法　采用平板載荷法,在一定面積的承壓板上逐級加荷載,觀測干貧混凝土所承受壓力及相應變形。所有變形觀測數(shù)據(jù)采用電腦自動采集,穩(wěn)定標準采用沉降相對穩(wěn)定法。變形模量檢測方法如圖3 所示。

　　5. 1. 2 　檢測結果　變形模量檢測結果見表5 。

5. 2 　干密度檢測

　　檢測依據(jù):《土工試驗規(guī)程》SL237 - 1999 。北庫岸共填筑干貧混凝土2. 8 萬m3 ,主要采用核子密度儀進行干密度檢測,條件不具備時采用灌砂法檢測,共計檢測88 組干密度,檢測結果統(tǒng)計情況為:最大值2. 28 t/ m3 ;最小值:2. 20 t/ m3 ;平均值2. 22 t/ m3 。

6 　結語

　　干貧混凝土在宜興抽水蓄能電站上水庫施工中,主要用于北庫岸填筑以及庫岸和庫底大型巖脈及囊狀風化帶處理。經過處理后邊坡穩(wěn)定,地基承載力和變形滿足設計要求。采用干貧混凝土填筑施工速度較快,填筑層可適當加厚。如考慮將填筑層厚度加大到60～80 cm ,需適當增加一定碾壓遍數(shù),其參數(shù)可通過生產性試驗來確定。

參考文獻:

[1] 　江蘇宜興抽水蓄能電站上水庫工程地質勘察專題報告[ R] . 華東勘測設計研究院,2001.

[2] 　江蘇宜興抽水蓄能電站上水庫蓄水安全鑒定自查報告[ R] . 中國葛洲壩集團公司,2001.

[3] 　江蘇宜興抽水蓄能電站上水庫蓄水安全鑒定報告[ R ] . 中國水電工程顧問集團公司2001.