綠塘水庫工程建設(shè)材料性能試驗(yàn)分析

杜科銀

（貴州省遵義市水利水電工程建設(shè)總公司，貴州 遵義 563000）

水庫工程建設(shè)中，通過明確各項(xiàng)生產(chǎn)性原材料的使用要求，采取合理的試驗(yàn)控制方法，不僅能夠提升各項(xiàng)生產(chǎn)性原材料的利用率，而且可以有效保證水庫工程的施工質(zhì)量。試驗(yàn)中，要認(rèn)真按照各項(xiàng)生產(chǎn)性原材料試驗(yàn)檢測(cè)流程進(jìn)行檢驗(yàn)，如全面檢驗(yàn)工程施工場(chǎng)地各項(xiàng)施工機(jī)械設(shè)備、重點(diǎn)檢測(cè)自密實(shí)混凝土澆筑過程所產(chǎn)生的側(cè)壓力等，以保證材料試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確。基于此，本文針對(duì)綠塘水庫的生產(chǎn)性原材料進(jìn)行分析。

1 工程概況

遵義市綠塘水庫工程位于貴州省遵義市新蒲新區(qū)東面，地處湘江二級(jí)支流、湄江一級(jí)支流茅官河中下游河段，壩址距茅官河河口14.0 km。水庫壩址距永樂集鎮(zhèn)19 km，距新舟集鎮(zhèn)26 km，距新蒲新區(qū)56 km，距遵義市中心城區(qū)68 km。綠塘水庫壩址以上流域面積225 km2，多年平均徑流量1.124億m3，多年平均流量3.56 m3/s。綠塘水庫正常蓄水位826 m，相應(yīng)庫容為1660萬m3，校核洪水位828.47 m，相應(yīng)庫容為2040萬m3。水庫規(guī)模為中型，工程等別為Ⅲ等。

2 綠塘水庫建設(shè)原材料

綠塘水庫工程建設(shè)所使用的原材料主要包括水泥、堆石料、粉煤灰、粗細(xì)骨料、水、外加劑等。原材料質(zhì)量是否滿足生產(chǎn)要求，對(duì)水庫工程的建設(shè)具有至關(guān)重要作用。為了試驗(yàn)效果全面、可靠，應(yīng)明確水庫生產(chǎn)性原材料的使用要求。結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)要求及相關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)，確定綠源水庫原材料使用要求。

（1）水泥

在進(jìn)行生產(chǎn)性原材料試驗(yàn)時(shí)，所選擇的水泥品質(zhì)要達(dá)到國(guó)家有關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，水泥種類，包括其生產(chǎn)廠家、混凝土配合比與送樣內(nèi)容保持一致。

（2）堆石料

堆石料要保持完整狀態(tài)，質(zhì)地較為堅(jiān)硬，粒徑不小于300.0 mm，小粒徑的石料不能夠過于集中。堆石料的最大粒徑不超過結(jié)構(gòu)斷面最小邊長(zhǎng)的四分之一，而且不超過混凝土澆筑層高[1]。通常來講，堆石料的飽和抗壓強(qiáng)度不小于40.0 MPa，內(nèi)部不含有泥塊。

（3）粉煤灰

粉煤灰要滿足《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596—2017）中的標(biāo)準(zhǔn)。

（4）細(xì)骨料

細(xì)骨料的品質(zhì)需要和混凝土配合比試驗(yàn)送樣的骨料一致，骨料的表觀密度不小于2500.0 kg/m3。細(xì)度模數(shù)控制在2.4～2.8之間，石粉含量在8.0%～15.0%間，細(xì)骨料表面的含水率不超過6.0%，剩余的各項(xiàng)指標(biāo)需要滿足《水工混凝土施工規(guī)范》（SL 677-2014）的各項(xiàng)規(guī)定[2]。

（5）粗骨料

與細(xì)骨料不同，粗骨料品種應(yīng)該和混凝土配合比試驗(yàn)送樣粗骨料保持一致，表觀密度不小于2550.0 kg/m3，其吸水率不超過1.5%，軟弱顆粒含量不超過5.0%，針片狀顆粒含量不超過8.0%。其他各項(xiàng)性能指標(biāo)要滿足《水工混凝土施工規(guī)范》（SL 677-2014）的有關(guān)規(guī)定。

（6）水

凡是可以飲用的水源，均能夠作為拌合水，沒有經(jīng)過科學(xué)處理的工業(yè)污水，包括沒有處理過的沼澤水，均不能夠作為拌合養(yǎng)護(hù)水來使用。混凝土拌合所使用的水不能夠?qū)炷临|(zhì)量產(chǎn)生較大影響，水的pH值不宜小于4.5。

（7）外加劑

混凝土外加劑的性能指標(biāo)要滿足《水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)程》（DL/T 5100-2014）中的有關(guān)規(guī)定[3]。

3 原材料試驗(yàn)控制分析

3.1 試驗(yàn)原則

（1）全面檢驗(yàn)工程施工場(chǎng)地的各項(xiàng)施工機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。結(jié)合生產(chǎn)性材料試驗(yàn)要求，自堆石料的沖洗、運(yùn)輸與入倉等分別進(jìn)行檢驗(yàn)。混凝土的生產(chǎn)運(yùn)輸與澆灌環(huán)節(jié)，對(duì)各項(xiàng)施工機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，包括施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的技能水平[4]。

（2）重點(diǎn)檢測(cè)自密實(shí)混凝土澆筑過程中所產(chǎn)生的側(cè)壓力。結(jié)合自密實(shí)混凝土擴(kuò)展半徑，并根據(jù)綠塘水庫工程的倉面施工情況，提前對(duì)混凝土的澆筑流程進(jìn)行模擬。可以埋設(shè)壓力計(jì)，準(zhǔn)確測(cè)量自密實(shí)混凝土的側(cè)壓力，并結(jié)合各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行反算，確定混凝土澆筑層高[5]。

3.2 試驗(yàn)方法

3.2.1 場(chǎng)地布置和準(zhǔn)備工作

試驗(yàn)場(chǎng)地布置，要結(jié)合具體的情況來選擇，所選擇的試驗(yàn)場(chǎng)地需平坦、地基堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定，基礎(chǔ)的承載力不能夠小于2.0 MPa，試驗(yàn)場(chǎng)地的面積通常為6.0 m×24.0 m，周圍需要有充足的空間，以供試驗(yàn)機(jī)械設(shè)備行駛。

如果試驗(yàn)場(chǎng)地中沒有供水管路，需要建立一個(gè)臨時(shí)的水池，該水池容積為20 m3左右，并配備相應(yīng)的抽水設(shè)備，灑水管路和灑水軟管要準(zhǔn)備充足。保持試驗(yàn)場(chǎng)地的平整，將場(chǎng)地表層的覆蓋層徹底清除，使用破碎機(jī)將試驗(yàn)場(chǎng)地開挖成型，待場(chǎng)地基礎(chǔ)承載力滿足相關(guān)要求后，使用高壓力水槍進(jìn)行沖洗。生產(chǎn)性試驗(yàn)機(jī)械設(shè)備配置表，見表1。

表1 生產(chǎn)性試驗(yàn)機(jī)械設(shè)備配置表

3.2.2 混凝土砼預(yù)制塊模板砌筑

試驗(yàn)場(chǎng)地內(nèi)部的有效面積為6.0 m×24.0 m，外圍使用M15水泥砂漿一順一丁砌筑C15混凝土預(yù)制塊模板。

第一倉混凝土施工強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa之后，需要澆筑第二倉堆石混凝土，第二倉堆石混凝土預(yù)制塊模板砌筑與第一倉相同。

3.2.3 混凝土倉內(nèi)壓力計(jì)埋設(shè)

在試驗(yàn)場(chǎng)地的長(zhǎng)度方向，與混凝土預(yù)制塊模板相鄰位置，設(shè)置3個(gè)自密實(shí)混凝土側(cè)壓力監(jiān)測(cè)斷面，斷面之間的距離為6.0 m，各個(gè)監(jiān)測(cè)斷面均需要在其倉面底部埋設(shè)壓力計(jì)。在混凝土預(yù)制塊模板表層設(shè)置標(biāo)尺，由于自密實(shí)混凝土澆筑高度的不斷提升，需要每隔0.3 m距離進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。

為保證讀取的各項(xiàng)數(shù)據(jù)更為精確，可以在壓力計(jì)設(shè)置部位，挖出一個(gè)深度為0.5 m的坑，并將儀器埋設(shè)在其中，形成良好的水平面，鑿毛處理之后，進(jìn)行有效沖洗，在平面上部鋪設(shè)一層厚度為10.0 mm的M15水泥砂漿。水泥砂漿初凝之后，需要在其表層鋪設(shè)一層稠水泥砂漿，并利用壓力計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，將水泥砂漿中的氣泡擠出[6]。確定好具體的試驗(yàn)位置之后，使用相應(yīng)的裝置進(jìn)行固定，并加大約10.0 kg壓重，儀器方向要正確，大約持續(xù)12 h之后，可將固定裝置去除。在安裝壓力計(jì)的過程之中，需要提前進(jìn)行檢查，保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確

3.2.4 混凝土堆石入倉、平倉

水泥砂漿達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度之后，通過讀取壓力計(jì)數(shù)值，獲取初始數(shù)值之后，使用自卸汽車卸送各項(xiàng)材料，將清洗干凈的石料運(yùn)送到試驗(yàn)場(chǎng)地，并運(yùn)用挖掘機(jī)，輔以人工方式，開展堆石入倉與平倉工作。在堆石入倉與平倉環(huán)節(jié)，堆石料不直接和壓力計(jì)接觸，如果有需要，則可采用可行性方案進(jìn)行有效保護(hù)。

3.2.5 混凝土澆筑

堆石入倉與平倉施工完畢后，使用混凝土攪拌車將自密實(shí)混凝土運(yùn)送到指定試驗(yàn)地點(diǎn)，采用混凝土輸送泵將自密實(shí)混凝土泵送到澆筑位置進(jìn)行澆筑，澆筑到倉面滿為止。在澆筑自密實(shí)混凝土環(huán)節(jié)，由于混凝土澆筑高度的不斷提升，需要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并準(zhǔn)確記錄有關(guān)數(shù)據(jù)。

4 結(jié)果分析

結(jié)合相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，自密實(shí)混凝土澆筑過程中，隨著澆筑高度的上升，應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)澆筑高度與壓力計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)。堆石混凝土應(yīng)在澆筑完畢6 h～18 h內(nèi)開始灑水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，養(yǎng)護(hù)期間混凝土表面及所有側(cè)面始終保持濕潤(rùn)[7]。

綠塘水庫工程生產(chǎn)性原材料物理力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果，見表2。

表2 綠塘水庫工程生產(chǎn)性原材料物理力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)語

通過對(duì)綠塘水庫工程生產(chǎn)性原材料的使用要求與試驗(yàn)控制要點(diǎn)進(jìn)行合理分析，能夠保證水庫工程生產(chǎn)原材料得到高效利用，有效減輕試驗(yàn)人員的工作壓力。結(jié)合綠塘水庫工程施工原材料的使用特點(diǎn)，嚴(yán)格按照生產(chǎn)性原材料試驗(yàn)要求進(jìn)行，并結(jié)合試驗(yàn)控制中常見的問題，制定好有效的解決對(duì)策，保證各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果更為準(zhǔn)確，提高各項(xiàng)生產(chǎn)性原材料的使用率。