关坎脚水库大坝碾压混凝土施工配合比设计及工程质量检测

刘念

（遵义黔通达检测试验有限责任公司，贵州遵义 563000）

1 概述

关坎脚水库位于湄潭县北部的洗马乡双河村境内。该水库为小（1）型，Ⅳ等级工程，水库工程坝型为碾压混凝土大坝。以灌溉为主，兼顾农村人畜饮水，水库正常蓄水位975.00m，相应库容590万m3，总库容622万m3。

大坝最大坝高50.5m，坝面长158.6m，坝顶宽7.5m。坝体内变态混凝土与碾压混凝土呈条带状分布；坝肩上游迎水空水面以下为厚度50cm二级配变态混凝土，其后为厚度1.5m二级配防渗碾压混凝土，坝体内部为三级配碾压混凝土，坝肩下游坝面为1.0m三级配变态混凝土。

大坝于2016年2月开始浇筑，2016年12月碾压混凝土浇筑完成。2017年8月工程完工。

2 原材料

2.1 水泥

水泥采用中电投绥阳化工有限公司生产的P.O 42.5等级[1]，其检测结果如表1、表2所示。

表1 水泥物理性能检测成果

表2 水泥化学成分检测成果

从以上表格检测结果看出，水泥物理化学检测指标符合水泥国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB 175—2007）标准要求。

2.2 粉煤灰

粉煤灰采用遵义景程环保材料有限公司（鸭溪电厂）生产的粉煤灰，检测指标见表3。

表3 粉煤灰性能检测成果

粉煤灰样品检测指标符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596—2005）中Ⅱ级粉煤灰标准技术要求。

2.3 外加剂

检测试验用减水剂为GTA聚羧酸系高性能缓凝减水剂，引气剂为GTA引气剂，生产厂家为贵州特普科技发展有限公司。检测指标如表4、表5所示。

表4 GTA聚羧酸高性能缓凝减水剂检测结果

表5 GTA引气剂检测结果

从检测结果评定，该GTA聚羧酸系高性能缓凝减水剂、GTA引气剂检测指标符合《混凝土外加剂》（GB8076—2008）、《聚羧酸系高性能减水剂》（JG/T 223—2007）标准技术要求。

2.4 细骨料

试验采用碳酸盐系（白云岩）岩石加工的人工砂，检验结果见表6、表7。

表6 细骨料颗粒级配分析结果

表7 细骨料性能检测结果

2.5 粗骨料

试验采用碳酸盐系（白云岩）岩石加工的碎石，检验结果见表8、表9。

表8 粗骨料颗粒级配分析结果

3 混凝土配合比设计

3.1 配合比设计要求

根据设计文件，碾压混凝土技术要求如表10所示。

表10 碾压混凝土技术要求

3.2 碾压混凝土室内试验推荐配合比

2015年09月08日至2016年01月20日进行了碾压混凝土室内试验，各项技术指标满足设计要求，如表11所示。

表11 碾压混凝土推荐配合比

4 碾压混凝土施工工艺参数控制

（1）通过拌合楼试验确定碾压拌合楼投料顺序：C9015W4F50为砂、胶材、小石、中石、大石、（水+外加剂）依次投放；拌合时间为90s。

（2）碾压混凝土摊铺层厚35cm，压实层厚30cm。

（3）碾压混凝土碾压遍数：无振2遍+有振8遍。

（4）选择温缝和冷缝的处理方式（含高压水冲毛时间和压力）和层面处理材料。控制碾压混凝土出机口VC值，行车速度1.2km/h进行碾压。

（5）变态混凝土采用插孔加浆法进行加浆。

（6）碾压混凝土芯样的表面光滑程度较好，骨料分布基本均匀。这表明，碾压混凝土的碾压施工工艺能够满足施工要求。

5 工程质量检测

5.1 混凝土质量检测

5.1.1 抗压强度

大坝内部C9015W4F50碾压三级配混凝土抗压强度共检测90组，最大值19.3MPa，最小值15.8MPa，平均值17.4MPa。大坝防渗C9015W6F50碾压二级配混凝土抗压强度共检测48组，最大值19.1MPa，最小值15.9MPa，平均值17.2MPa。检测结果满足设计要求。

5.1.2 抗渗抗冻试验

大坝内部C9015W4F50及大坝防渗C9015W6F50碾压混凝土抗冻抗渗指标均满足设计要求。

5.2 大坝钻芯检测

大坝建成后，对大坝进行钻芯检测。共钻取3个芯样孔，开孔直径219mm，其中2孔为碾压混凝土三级配重力区，1孔为碾压二级配防渗区。

5.2.1 芯样获得率

钻孔取芯碾压混凝土进尺120.5m，累计芯样119.62m，其中柱状芯样长119.12m，芯样采取率99.27%，获得率98.85%。

5.2.2 芯样外观描述

混凝土芯样总体外观表面基本光滑，局部稍有麻面，总体结构较为密实，骨料分布基本均匀，胶结情况良好，碾压混凝土外观质量合格[2]。

5.2.3 芯样物理力学性能试验

根据规范要求，选择部分芯样进行物理力学性能试验。C9015W4F50碾压混凝土芯样抗压强度18组，平均值18.3MPa，最大值20.8MPa，最小值16.7MPa；C9015W6F50碾压混凝土芯样抗压强度9组，平均值18.0MPa，最大值18.6MPa，最小值17.2MPa。混凝土芯样抗剪段试验c′为2.62～2.91MPa，f′为1.68～1.83。

5.2.4 压水试验

压水试验共布3孔，开孔直径76mm。完成压水试验段长度107m，完成压水22段/次。

三级配压水孔14段/次压水试验中，透水率为0.88Lu至1.57Lu；防渗区压水孔8段/次压水试验中，透水率为0.16Lu至0.50Lu。

5.2.5 芯样断口类别与折断形态

碾压混凝土芯样136个断口中，按折断形态共分5类，具体如下。

C1型：机械人工折断，断口呈齿状的44个，占碾压混凝土芯样断口总数的32.35%。

C2型：层面折断，断口凹凸不平的42个，占碾压混凝土芯样断口总数的30.88%。

C3型：缝面折断，断口粘砂浆的11个，占碾压混凝土芯样断口总数的8.08%。

C4型：人工搬运折断，断口不规则状的13个，占碾压混凝土芯样断口总数的9.55%。

C5型：浆液离析，骨料分离而折断的26个，占碾压混凝土芯样断口总数的19.11%。

以上数据表明，碾压混凝土芯样断口多为机械人工及层面折断。

6 结语

（1）施工质量对混凝土耐久性能起着决定性的影响，在水泥品种、砂石骨料、掺和料及外加剂品质应严格控制。为了确保混凝土质量，要严格控制水灰比，要严格控制施工工艺，混凝土浇捣不密实，漏振的现象均会降低混凝土质量，应做到搅拌均匀、浇捣密实。

（2）通过对大坝施工质量检测，大坝钻芯检测及压水试验，各检测数据符合设计要求，说明大坝碾压混凝土达到了较高水平。