马来西亚沐若水电站碾压混凝土原位抗剪试验研究

郭 峰

（中国水利水电第八工程局有限公司 长沙市 410007）

1 工程概况

沐若水电站工程地处马来西亚婆罗洲岛的砂捞越州，坝址位于拉让（Rajang）河流域源头沐若河上，距民都鲁市约270 km，沐若水电站是拉让河上游四级梯级开发中的第2个梯级电站，距下游已建好的巴贡水电站约70 km。沐若水电站大坝设计坝型为碾压混凝土弧形重力坝，最大坝高151m，大坝工程碾压混凝土153万m3，常态混凝土14.6万m3。碾压混凝土层间胶结的好坏，将直接影响大坝的运行安全，是影响碾压混凝土质量的关键技术之一。

沐若大坝碾压混凝土进行了两次现场碾压工艺试验。在第一次碾压工艺试验的基础上，补充进行第二次碾压工艺试验。原位搞剪试验安排在补充试验中完成，共进行了7组（28个试块）原位抗剪试验。

2 试验目的

沐若河流域属热带季风气候，年平均气温26.5℃，最高气温31.5℃。降雨呈微弱性季节性，平均最旱月份的降雨量约为60mm，平均年降雨量约为3 681mm，估计降雨历时超过1 h的降雨时间在沐若坝址每年约140天，年均降雨＞10mm的天数为118天。所以沫若大坝碾压混凝土必须在多雨高温季节施工。同时，根据毛料的地质情况，采用石粉代替部分粉煤灰。根据现场的实际情况，需采取多种综合措施，才能保证大坝混凝土的施工质量。

这样的话，气象和毛料地质条件对碾压混凝土层间胶结影响很大，为了找到最佳的层间处理技术，在沐若工地现场开展了碾压混凝土原位抗剪试验研究。

3 试验配合比

本次原位抗剪试验针对沐若主体大坝C18015 F50W6三级配碾压混凝土进行，配合比参数见表1。

4 原位抗剪试验

4.1 层面抗剪参数设计指标

根据《沐若水电站碾压混凝土重力坝设计专题报告》，碾压混凝土层间参数：f′=1.0，c′=1.0MPa。

表1 碾压工艺试验施工配合比

4.2 试件制备

试验对选定工况各制备一组试样，每组试样制备4块试件。每块试件的尺寸为50 cm×50 cm，高度约为30 cm（以碾压层厚控制），误差小于2 cm，共制作7组试样（28块试件）。各种工况见表2。

表2 碾压混凝土原位抗剪试验工况

表3 沐若RCC原位抗剪试验成果汇总表

4.3 试验方法

按试验规程进行，采用平推法，推力方向与层面方向平行且与振动碾压方向成垂直。试验时，法向分配为 0.5 MPa、1.5 MPa、2.0 MPa、3.0 MPa 共 4 级进行加压，按库仑表达式通过回归和作图法(点群中心法)计算求出峰值强度 f′、c′值。

抗剪断强度用库仑公式τ＝σf′＋c′表示。

4.4 试验成果

原位抗剪试验进行了7组180 d龄期混凝土试验，共28块试件，试验结果见表3。

5 数据分析

（1）层间结合各工况的摩擦系数f′在1.02～1.69之间；层间结合各工况的粘聚力 c′在（1.07～1.55）MPa 之间。

（2）B3是碾压混凝土初凝前进行铺洒净浆处理，摩擦系数f′与 粘聚力 c′结果为最高；B1与B2属于碾压混凝土初凝前不处理直接上升方式，B1、B2的摩擦系数f′、粘聚力 c′结果次之；B5 属于混凝土初凝之后，终凝之前采用铺洒砂浆上升方式，B6、B7同属于碾压混凝土终凝之后，B6采用铺洒砂浆处理，而B7采用提高一个等级一级配常态混凝土接缝处理，B5、B6、B7摩擦系数f′、粘聚力c′值结果相当，但相对于B1、B2又稍低一些。B4属于混凝土初凝之后，终凝之前未处理直接上升方式，其摩擦系数 f′、粘聚力 c′值结果最差。

（3）在碾压混凝土初凝（初凝时间为12 h35min）之前采用不处理直接上升间隔时间为2 h46 min的摩擦系数f′为1.30、粘聚力 c′为 1.52MPa；间隔时间为 8 h12min的摩擦系数 f′为 1.43、粘聚力 c′为 1.52MPa，两者摩擦系数f′、粘聚力c′结果相当。

（4）混凝土初凝（初凝时间为12 h35 min）之前，采用铺洒水泥净浆间隔时间为8 h16 min上升方式的摩擦系数 f′为 1.69，粘聚力c′为1.55MPa；未处理直接上升间隔时间为8 h12 min的摩擦系数 f′为 1.43、 粘聚力 c′为 1.52 MPa，摩擦系数f′铺净浆的效果明显好于未处理直接上升的结果。但两种上升方式的粘聚力c′值结果相当。

（5）混凝土初凝之后，终凝（终凝时间为21 h20 min）之前间隔时间为14 h58min采用未处理直接上升的摩擦系数 f′为 1.02，粘聚力 c′为 1.07MPa；间隔时间为15h12min采用铺洒砂浆上升的摩擦系数f′为1.21，粘聚力 c′为1.27MPa；采用铺洒砂浆的摩擦系数f′、粘聚力 c′值明显高于未处理直接上升的结果。

（6）混凝土终凝之后，采用铺洒水泥砂浆间隔时间为77 h58min上升方式的摩擦系数f′为1.18，粘聚力c′为1.24MPa；采用提高一个等级一级配常态混凝土间隔时间为78 h14min上升方式的摩擦系数 f′为 1.24、粘聚力 c′为 1.25MPa，两种上升处理方式的摩擦系数f′、粘聚力c′值结果相当。

（7）采用石粉作为掺合料的碾压混凝土的亲和性和可碾性较好，但在实际施工过程中应严格控制石粉含量。在现场原位抗剪试验中发现骨料有裹粉现象，在大坝碾压混凝土施工中应引起重视。

根据本次马来西亚沐若碾压混凝土原位剪切试验成果，采取正常的处理方式进行施工，碾压混凝土摩擦系数 f′为（1.18～1.69），粘聚力 c′为（1.24～1.55）MPa。

6 结 语

根据本次马来西亚沐若碾压混凝土原位剪切试验成果，采取正常的处理方式进行施工，碾压混凝土摩擦系数 f′为（1.18～1.69），粘聚力 c′为（1.24～1.55）MPa。同时，根据现场实际施工的需要，确定了现场碾压混凝土层间处理的方法：

层间间隔6 h以内，层间不做处理，直接铺料上升；层间间隔（6～10）h，层间加铺水泥净浆后铺料上升；层间间隔（10～12）h，由质检和试验当班负责人员现场判定情况后可加加铺水泥净浆后铺料上升；层间间隔超过12 h，层间按施工缝面处理。