干贫混凝土在宜兴抽水蓄能电站的应用

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关键词:干贫混凝土;宜兴抽水蓄能电站;上水库;应用

中图分类号: TV431 　　文献标识码:B 　　文章编号:1672-1683 (2008) 02-0100-02

1 　工程概况

江苏宜兴抽水蓄能电站是一座日调节纯抽水蓄能电站。电站额定发电水头363. 0 m ,总装机容量为4 ×250 MW。建成后主要担负调峰、填谷、调频、调相和旋转备用等任务。电站由上水库、下水库、输水系统、地下厂房和500 kV 地面开关站等工程组成。

上水库利用沟源坳地挖填形成,主要建筑物有主坝、副坝、进/ 出水口等。进/ 出水口混凝土结构由防涡梁段及整流段、扩散段、渐变段、埋钢管段、隧洞段等组成,详见图1 。

2 　进/ 出水口工程地质条件

上水库进/ 出水口位于上水库左岸,距坝轴线160 余m ,底板高程413 m ,洞向N15 E。地面高程428～435 m ,山坡坡角为20 ,坡向近EW,与洞向呈大角度相交。输水隧洞走向N15°E ,洞脸开挖边坡N75°W。洞口处岩体以弱风化岩屑石英砂岩夹泥质粉砂岩为主,受F3 、F4 断层的影响,F4 断层上盘的岩体呈破碎状,下盘也有5～10 m 宽的影响带,围岩为Ⅳ～ Ⅴ类,进洞条件差。

经对上述地质情况的深入分析,库岸若按原设计的坡比1 ∶1. 7 或1 ∶1. 4 进行开挖,则进洞口恰位于F4 断层上盘破碎带,进洞困难,也不易成洞,即使加强支护而勉强进洞,由于破碎带岩体的变形模量小,将其保留于库盆,会产生较大的差异沉降变形,成库后会造成库岸防渗面板拉裂。同时还需对F4 断层上盘的破碎岩体及下盘的影响带采取必要处理措施。对此,经专家论证后决定采用挖除F4 断层上盘破碎岩体、利用下盘较完整的岩体进洞较安全的优化方案。

进洞优化方案的要点是在挖除F4 断层上盘的破碎岩体后,采用干贫混凝土填筑以形成北库岸防渗面板的基础。详见图2 。

3 　干贫混凝土设计指标及技术要求

设计要求干贫混凝土的集料采用最大粒径80 mm ,小于5 mm 的含量2 25 %～32 %掺入3 %左右的水泥拌制而成,其变形模量≥1 000 Mpa ,压实干密度不小于2. 2 t/ m3 。干贫混凝土的施工工艺参数通过现场生产性试验确定。干贫混凝土集料颗粒级配见表1 。

4 　干贫混凝土施工

4. 1 　原材料及施工配合比

4. 1. 1 　水泥　采用宁国PC32. 5R 级水泥。

4. 1. 2 　砂石骨料　碎石为大汉界生产的人工碎石,其级配组成试验结果见表2 。

砂为C16 标生产的砂岩人工砂。其颗粒级配组成试验结果见表3 。

4. 1. 3 　配合比　通过采用2. 5 %和3. 0 %水泥用量进行试验比较,用水量应控制在69～75 kg/ m3 ,得到施工配合比见表4。

4. 2 　拌制

干贫混凝土采用3. 0 m3 和0. 75 m3 强制式拌和机拌制,拌和时间30～40 s。由于干贫混凝土的生产强度比较高,连续作业时间较长,通过生产性试验,发现采用搅拌机拌制干贫混凝土,不能满足施工强度要求,通过试验后,将干贫混凝土改用反铲和装载机拌制,拌和物均匀性较拌和机拌制的差,但通过颗分试验检测,其均匀性可以满足要求。

4. 3 　运输

干贫混凝土具体方法是按施工配合比进行配料后,由反铲和装载机反复翻拌至拌和料均匀。采用自卸汽车进行水平运输。汽车不能到达的部位,通过溜槽将其运输到填筑作业面。溜槽坡度达到1 ∶1. 5～1 ∶1. 8 。采用溜槽入仓时,有轻微的骨料分离,处理方法是采用人工在溜槽末端料堆处将分离的粗骨料均匀铺撒在填筑作业面。

4. 4 　摊铺

施工中干贫混凝土的主要摊铺采用推土机进行,较狭窄的部位采用人工配合反铲进行摊铺。松铺厚度为45 cm。

4. 5 　碾压

干贫混凝土碾压采用18 t 振动碾进行,施工技术参数为静压2 遍,振动碾压6 遍,碾压层厚不超过40 cm。边角部位采用液压平板夯或冲击夯进行夯实,夯实质量能满足设计要求。

4. 6 　养护

干贫混凝土经碾压达到设计要求的压实干密度后,采用人工洒水养护,养护时间7～14 d。

5 　质量控制与检测结果

设计要求对压实的干贫混凝土进行干密度和变形模量检测。由于变形模量检测较为复杂,耗时较长,变形模量在生产性试验中采用平板荷载法共检测4 组。施工过程中的质量控制主要进行施工参数控制,采用核子密度仪或灌砂法进行干密度检测。

5. 1 　变形模量检测

5. 1. 1 　检测方法　采用平板载荷法,在一定面积的承压板上逐级加荷载,观测干贫混凝土所承受压力及相应变形。所有变形观测数据采用电脑自动采集,稳定标准采用沉降相对稳定法。变形模量检测方法如图3 所示。

5. 1. 2 　检测结果　变形模量检测结果见表5 。

5. 2 　干密度检测

检测依据:《土工试验规程》SL237 - 1999 。北库岸共填筑干贫混凝土2. 8 万m3 ,主要采用核子密度仪进行干密度检测,条件不具备时采用灌砂法检测,共计检测88 组干密度,检测结果统计情况为:最大值2. 28 t/ m3 ;最小值:2. 20 t/ m3 ;平均值2. 22 t/ m3 。

6 　结语

干贫混凝土在宜兴抽水蓄能电站上水库施工中,主要用于北库岸填筑以及库岸和库底大型岩脉及囊状风化带处理。经过处理后边坡稳定,地基承载力和变形满足设计要求。采用干贫混凝土填筑施工速度较快,填筑层可适当加厚。如考虑将填筑层厚度加大到60～80 cm ,需适当增加一定碾压遍数,其参数可通过生产性试验来确定。

参考文献:

[1] 　江苏宜兴抽水蓄能电站上水库工程地质勘察专题报告[ R] . 华东勘测设计研究院,2001.

[2] 　江苏宜兴抽水蓄能电站上水库蓄水安全鉴定自查报告[ R] . 中国葛洲坝集团公司,2001.

[3] 　江苏宜兴抽水蓄能电站上水库蓄水安全鉴定报告[ R ] . 中国水电工程顾问集团公司2001.