(一)原材料质量检测
大坝使用的原材料,由承包商和监理工程师独立地、系统地按规范要求进行了检测和抽检。
1.水泥
江垭大坝工程使用的水泥是湖南坝道特种水泥股份有限公司生产的硅酸盐中热525号水泥,该产品质量稳定优良,各项指标符合国家标准。
2.粉煤灰
受厂家供货能力的影响,为满足大坝高强度施工的要求,使用了汉川、株洲、石门等9个厂家的粉煤灰。各厂家的粉煤灰虽品质略有差异,但基本上都符合国家Ⅱ级灰标准。
3.骨料
骨料原材料取自索水料场,其母岩为白云质灰岩。由意大利孔多特公司干法生产。用于碾压混凝土的干砂石粉含量平均为19.1%。
我国SL53—94《水工碾压混凝土施工规范》中的规定:“砂中石粉(d≤0.15mm的颗粒)含量以8%~17%为宜,超过17%的应经试验论证。”
实际干法生产的人工砂中的石粉含量一般超过17%,最高达到24%。没有要求承包商把砂中石粉含量降到17%以下。主要是根据江垭大坝招标文件技术规范规定:砂中石粉(d<0.15mm的颗粒)含量应控制在骨料总量14%以内。根据这一控制指标,按江垭大坝3种配合比的碾压混凝土砂率为33%~36%进行换算,则相当于砂中石粉含量的上限为42%~39%,是规范上限值的2.5~2.3倍。
对于常态混凝土,SDJ207—82《水工混凝土施工规范》规定:“人工砂中的石粉含量为6%~12%。”因此,承包商采用干法生产的人工砂经水洗降低石粉含量后,再掺入50%的干砂使其满足规范对石粉含量及细度模数的要求。
承包商每天在砂石加工系统检测砂、石骨料质量,并报监理工程师审查,由监理工程师抽检,以保证砂、石骨料质量。其检测结果见表8-34、表8-35。
表8-34 骨料加工厂取样检验成果统计表
表8-35 混凝土骨料特性试验成果表
续表
4.水
拌和混凝土及养护用水均取自导流洞出口处河水,可饮用,经水质分析,硫酸根离子、氯离子等含量远小于标准。
5.外加剂
外加剂选用吉林省开山屯纸浆厂生产的木质素磺酸钙,用量为胶凝材料的0.25%。变态混凝土灰浆使用石家庄外加剂厂生产的高效缓凝剂DH4R。泵送混凝土使用湖北贺强外加剂厂生产的SF泵送剂。喷射混凝土使用长沙矿山研究院生产的ZS—3速凝剂。所有外加剂均有厂家合格证。外加剂掺量均有大量配比试验。对进场外加剂需取样检测合格后方可使用。
6.其他原材料
大坝使用的钢筋、钢材、止水铜片和塑料止水的材质均有厂家证明,经抽样检测,符合设计要求。
(二)混凝土质量检测成果
1.混凝土密度
1)核子密度仪现场检测成果见表8-36。
表8-36 RCC压实密度检测成果表(监理检测)
注 设计要求的相对压实度不小于98%。
2)芯样测试成果见表8-37。
表8-37 芯样密度检测成果表
注 设计要求的相对压实度不小于98%。
核子密度仪现场压实密度检测成果和钻孔芯样密度检测成果表明,各类碾压混凝土的相对压实度均大于98%,超过规范要求,常态混凝土与碾压混凝土密度很接近,均满足设计要求。
2.混凝土抗压强度
1)机口取样测试成果见表8-38。
表8-38 机口取样测试成果(监理检测)
注 C为溢流面(中孔、表孔)混凝土。
混凝土(机口样)抗压强度检测成果表明:各类碾压混凝土强度保证率均大于90%,28d龄期各类碾压混凝土均方差均小于3.5MPa,碾压混凝土生产质量管理水平和强度质量等级均为优良。
2)混凝土芯样测试成果见表8-39。
表8-39 混凝土芯样抗压强度检测成果表
混凝土芯样抗压强度检测成果表明:各类碾压混凝土芯样平均抗压强度均大于设计标号,满足设计要求;常态混凝土(C2)28d平均抗压强度为设计值的91.5%,其机口样的抗压强度高于设计强度。
3.混凝土劈裂抗拉强度(www.daowen.com)
1)机口取样测试成果见表8-40。
表8-40 劈裂抗拉强度(机口样)检测成果表(监理检测)
注 与设计抗压强度(fcu)对应的劈拉强度(fm)是根据经验公式计算的:fm=0.18fcu0.75。
2)钻孔芯样测试成果见表8-41。
表8-41 劈裂抗拉强度(芯样)检测成果表(监理检测)
注 C2常态混凝土,回归换算90d龄期的劈拉强度为2.20 MPa。
机口取样和钻孔芯样劈裂抗拉强度测试成果表明:碾压混凝土的劈拉强度均处于较高水平;常态混凝土(C2)芯样28d 的劈拉强度略微偏低,而90d 的劈拉强度可达2.2MPa。
4.混凝土芯样压缩弹模
钻孔芯样压缩弹模见表8-42。
表8-42 压缩弹模(芯样)检测成果表(监理检测)
混凝土芯样压缩弹模检测成果表明:碾压混凝土与常态混凝土(C2)压缩弹模平均值相差不大;碾压混凝土(A2)水平向压缩弹模平均值略高于垂直向压缩弹模值。
5.混凝土抗剪断指标
由坝体钻孔取芯,切割成试件进行抗剪断指标测试,共进行了2次。第一次在1997年8月,第二次在1998年3月。测试工作由湖南省水利水电勘测设计研究总院完成。其测试成果见表8-43。
表8-43 A2抗剪断指标(芯样)测试成果表(湖南省勘测设计研究总院测试)
注 1.A2混凝土层面(浆):坝体下游高应力区部位,每一碾压层的表面均铺灰浆(不论间隔时间长短)。
2.设计要求值:f′=1.1,c′=1.0MPa。
测试成果表明,抗剪断指标满足设计要求。
6.混凝土抗渗性能
1)抗渗标号(机口样)测试成果见表8-44。
表8-44 大坝抗渗标号(机口样)检测成果表(监理检测)
机口取样抗渗标号测试,常态混凝土(C2)抗渗标号,除1996年汛前所浇垫层混凝土未达到设计要求外,其余均满足设计要求。碾压混凝土(A1、A2、A3)均达到设计要求抗渗标号。
2)芯样渗透系数测试成果如下:
1997年8月,在大坝BL8上游面EL150~EL155m 和BL4上游面EL145.5~149m共钻了8个孔。每个孔取出芯样长2m,其中0.6m长为变态混凝土,1.4m长为A1混凝土。由芯样切割成100mm和140mm正方体试件,由河海大学进行混凝土渗透系数试验,试验成果报告表明:正常情况下,碾压混凝土(A1)顺层面的平均渗透系数为1.14×10-9cm/s,顺缝面的平均渗透系数为1.31×10-9cm/s,变态混凝土顺层(缝)面的平均渗透系数为1.32×10-9cm/s,变态混凝土本体的平均渗透系数为0.87×10-9cm/s。
含层面与含缝面的碾压混凝土的平均渗透系数基本相同,说明层面和缝面的面层处理技术是成功的。
根据美国汉森(Hansen)提出的100m高坝要求渗透系数小于10-8为标准衡量,江垭大坝上游坝面混凝土抗渗性能达到并超过了上述标准。
7.坝体混凝土钻孔压水试验
坝体A1混凝土钻孔压水试验成果见表8-45。
表8-45 坝体A1混凝土钻孔压水试验成果(湘水公司试验)
现场压水试验成果表明,绝大部分压水段具有较小的透水率。
对出现透水率较大(q≥1Lu)的孔,采用分段压力灌浆法进行封孔;在大透水率段附近进行扩大范围检查和灌浆处理;对上游面的渗水点进行了表面封堵处理。经上述处理后,大坝实际透水率小于表8-45中所列情况。
8.混凝土钻孔芯样外观质量检查
截至1999年6月,大坝钻孔取芯作了外观描述的芯样长度共390m,芯样外观质量描述见表8-46。
表8-46 芯样外观质量表(辽宁局描述)
根据各类碾压混凝土压实密度检测成果和机口取样及钻孔芯样密度、抗压、抗拉、弹模、抗剪、抗渗以及现场压水试验和芯样外观质量描述等测试成果表明,大坝碾压混凝土生产质量管理水平和混凝土强度质量均为优良。
9.大坝坝体排水孔渗水量观测成果
坝体布置了排水孔总数265个,实际施工254个,排水孔为机钻孔,孔径φ100,孔距2.5~3.0m,排水孔渗水量随着水库水位上升,进行了不定期观测,其成果见表8-47。
表8-47 大坝坝体排水孔渗水量表
从表8-47可见,在2000年1月25日库水位为213.98m时,实测最大渗水量为0.481L/s。后对渗水量较大的裂缝进行了处理,在2000年10月31日库水位达到235.7m接近正常水位(236.0m)时,测得渗水量为0.445L/s。这些数值与美国上静水坝初期蓄水渗水量107L/s、阿根廷乌拉圭坝84.6L/s、中国坑口坝4.8L/s相比渗水量极少。因此,江垭碾压混凝土大坝防渗效果总体上讲是成功的。
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