三峡工程混凝土技术三

三峡工程混凝土技术简介：三峡水利枢纽是目前世界上规模最大的混凝土建筑物,混凝土总量近2800万m3,除满足稳定性要求外，还需要满足泄洪、发电、航运等方面的特殊要求,具有结构复杂、施工强度高、技术标准高等特点。为保证混凝土质量,采取了若干新技术、新工艺。本文全面论述了三峡工程混凝土工程所采取的设计、施工及管理措施。关键字：三峡混凝土新技术1.三峡工程概述长江三峡水利枢纽是开发和治理长江的关键性骨干项目,具有防洪、发电、航运等巨大的综合效益。三峡大坝坝址位于湖北省宜昌市境内。大坝控制流域面积100万km2，总库容393亿m3。枢纽主要由拦河大坝、水电站、通航建筑物等三大部分组成。大坝为混凝土重力坝，最大坝高181m。水电站为坝后式，安装有26台700MW的水轮发电机组，总装机容量18,200MW，年平均发电量84.7TW·h。通航建筑物包括永久船闸和垂直升船机，永久船闸为双线五级连续梯级船闸，可通过万吨级船队；升船机为单线一级垂直提升式，一次可通过一艘3,000吨级的客货轮。三峡工程采用分期导流方式，分三期进行施工，总工期需17年。第一期工程5年（1993～1997），以实现大江截流为标志；第二期工程6年（1998～2003），以实现首批机组投入运行和永久船闸开始通航为标志；第三期工程6年（2003～2009），以全部土建工程完工和全部机组投入运行为标志。工程自1993年开始施工准备，工程完全按照预定计划顺利实施，目前已进入二期工程收尾阶段。主要工程量如下：土石方开挖10,283万m3；土石方填筑3,198万m3；混凝土2,794万m3；钢筋46.30万t；金属结构25.65万t。2.三峡大坝混凝土的特点2.1混凝土量巨大，施工强度极高。三峡工程混凝土总量近2800万m3，二期工程施工强度更为突出，1999、2000和2001年三年分别浇筑混凝土458万m3,548万m3和402万m3,连续三年远远超过原苏联古比雪夫电站创造的364万m3的世界纪录。2.2结构复杂。三峡大坝不是普通实体挡水大坝,由于长江洪峰量大,加上分期导流要求,泄洪坝段共设三层泄洪孔口,使得坝体结构异常复杂,而且导流底孔和为深孔的高速水流流速均达30m/s以上,体形要求和表面平整度要求极高，给施工以及质量控制带来极大难度。2.3混凝土温控难度大。大坝混凝土属大体积混凝土,必须采取严格的温控措施,保证大坝不出现危害性裂缝。要严格控制混凝土内部最高温升、上下层温差、基础温差、混凝土内外温差。而且三峡地区夏季炎热,温控难度尤其大。2.4耐久性要求特别高。这是由于三峡大坝的特殊重要性，大坝混凝土的抗冻性要求：内部混凝土D100、外部达到D250，抗渗要求内部要达到S8，外部要达到S10（10-9cm/s）。2.5有些特殊部位要求采用有特殊要求的混凝土。如蜗壳周围、钢管底部等不易浇筑的部位要采用高流态、自密实混凝土,围堰防渗墙采用能适应较大变形、弹模低的柔性混凝土。3.混凝土配合比设计三峡大坝混凝土是用大坝基坑和船闸开挖出来的新鲜岩石作骨料，岩性为闪云斜长花岗岩，这种岩石具有较高的抗压强度（100MPa以上），但是其拉压比小，骨料中含有较多的云母，破碎过程中容易产生隐性节理，而且易产生泌水。因此，给最大限度的减少水泥用量，优化配合比，尽可能减少水化热带来了极大的困难。另外，由于对混凝土质量要求中，又特别突出了耐久性问题，因此，在混凝土配合比设计中，各种技术指标相互制约，必须与温度控制要求矛盾进行全面平衡和优化，这是一个十分复杂的技术难题。为此做了大量的试验研究工作，所采取的主要措施有：3.1优选混凝土原材料，高掺优质粉煤灰①主要选用525#中热水泥,并尽可能多掺粉煤灰。如坝内混凝土最大可掺量可达40%~45%，结构混凝土可掺20%。水泥熟料中的MgO含量控制在3.5~5%，使混凝土具有微膨胀性,补偿混凝土降温阶段体积收缩,减少混凝土裂缝。②采用I级粉煤灰，并坚持将Ⅰ级粉煤灰作为功能材料掺用。掺用Ⅰ级粉煤灰可取代部分水泥，而且由于Ⅰ级粉煤灰具有减水效果，可降低混凝土用水量，利用Ⅰ级粉煤灰的微珠效应，还可大大改善混凝土的和易性。Ⅰ级粉煤灰具体参数如下：细度(0.045mm方孔筛余量)≤12%,需水量比≤95%,烧失量≤5%,含水量≤1%.三氧化硫含量≤3%。局她宗3.2财耍采用高效置减水剂揭为有忽效解决花根岗岩人工闸骨料混凝险土用水量卷高的难题配，选用了材与其他原退材料有良虑好适应性呼，且减水京率钳在喂18蜡%喊以上、其竟他指标满忘足国标一黄等品的高贺效减水剂降，这是降箩低混凝土匀用水量的航一个非常吓重要的措索施，为配咸制高性能衡大坝混凝薯土创造了流条件。哄片松3.珍3尾坚持在混游凝土中全候部掺引气太剂。这是纳提高混凝致土工作性外、保证三蠢峡大坝混少凝土耐久帆性和使用菠寿命的重湖要措施。莲另外选为了防止幸发生碱骨聋料反应，族严格限制串原材料的举碱含量和想混凝土总烈碱量。限乒制中热水害泥的碱含升量小混于中0.6巴%服；粉煤灰率碱含量小讨于匙1.5窜%井；混凝土粉总碱量小请于踢2.5k梳g/m掠3件。声在混因凝土配合车比的设计站中，坚持过采用缩小寒水胶比、谢并增加粉攀煤灰掺量沾的技术路规线。水胶男比是影响正混凝土强杂度和耐久胸性的重要耀因素，水撞胶比越小摧，混凝土膏孔隙率越庆小，强度淹越高，耐应久性越好资。优化后遇的三峡坝照体外部混镰凝土水胶吹比小形于固0.解5苦，水位变纱化区剧＜污0.4它5贯，内部混腥凝土不大犁于饰0.5膜5诵，高速水韵流区小奶于诉0.3差5搅。撒由于瓣采用了多还项技术措塔施，优选泛出的混凝纠土配合比话使混凝土针具有优越位的性能。伤例如混凝存土内部抗临冻性可萄达价D25惕0翅以上、水软变区可思达鲜D30狡0浪以上。四兰级配混凝镰土用水量虚由原来瞧的析110k严g/m定3烦降屡至肯85kg寺/m牧3弯，同时降漠低了大体蝇积混凝土蹦的绝热温弦升和干缩扛，提高了瘦抗裂性、铺体积新稳定性和越耐久性等咽，并使混壤凝土具有委良好的施刚工和易性港和经济性浪。在查知脖骨料种类满的配合比根中，以花盯岗岩作骨丝料的大坝画混凝土最属低用水量酷为杆100k军g/m泪3匀。朗三峡钢大坝混凝启土采乳用答9唤0连天龄期强帅度设计，六其主要指两标如吉表惕1猾。单轧唐4.寸证混凝土施否工方案狮合理狡的施工方社案是施工助进度和混智凝土施工绩质量的根道本保证。乒根据三峡嚷二期厂坝厘工程的施坟工特点，氏经过综合辽比较后，躁最后选择享了以塔带真机为主、字摆塔式缆瞧机和高架满门机（塔禽机）为辅族的施工方危案。看该方道案的优点仿是，可以堪将混凝土选垂直运输吴和水平运堆输结合起削来，实现凶从拌和楼而至浇筑仓肆面混凝土士的连续供进应，达到释快速、连游续、高强萝度施工的料目的。实召践证明，地正是由于己这一方案党的正确选陵择，才保割证了连续叫三年的高路强度施工怠。葱剂那5洗泪混凝土温盆度控制召温度变控制是大幻坝混凝土题质量控制好的重点和疯难点。由舱于三峡气挨候条件非垒常特殊，责每年纤的饿3~1帜1种月（基础委约束区）陈，长钢达炮9蹈个月的时气间里，都计要进行温历度控制。任设计要求慧混凝土出摧机口温度员必须达酿到础7°铁C白，浇筑温问度不超川过嗽12°民C巧，并且要谷通过通水童冷却等措鲁施，削减阵最高温度娘。温度控缝制实际上善是一个系聪统工程，多从混凝土爹的制备，炸到浇筑过单程，以及籍后期的冷睛却，每一爬个环节都壁必须进行哀全面的、同有效的控等制。温度趣控制方面次，主要要宾求和措施腥如下。这揪腾5.茅1夹预冷混凝腰土技术和滑工艺怜为了仙保证混凝洞土内部温致度，主体尽建筑物基缎础约束区吸或重要结坑构部位除慕冬越季锤1踏2氏～刻2摩月采用自匹然温度入洞仓外，其碰它季节出铸机口温度沈不超婆过埋7塑℃差。为了达松到这一要被求，在混据凝土生产雾过程中，搁采用了二愿次风冷骨义料、加冰捷和冷水拌倚和等技术年和工艺措旦施。车如此奸大规模地俊生淋产抵7多℃衬，以及采狼用二次风篮冷骨料技栋术在国内拥外并不多栗见，后者出更是如此半。在一次奖风冷骨料厚仓，骨料溜平均冷却乌终温从常其温降昼至采6黄～诱80路c双。经二次翻风冷后，日骨料平均帐冷却终温逢可为达假-20具c写～廊00联c悲。运行实辰践表明二象次风冷效饼果显著，神生产运行存稳定，为侄生肝产矿70述c饼混凝土提匪供了保证坛。在生把产韵70班c忘混凝土时角，还需掺浑加伍-80锄c翼冰粒4尝0愧～停50kg孩,万以及所需足数量蛙的宴20头c理冷却水，玩经二期工粒程的生产典实践证明轻，茎70蚊c四预冷混凝宣土生产工俩艺流程先恰进合理，倚合格率一洗般都焰在谜85铺%病以上，为局厂坝混凝帝土温度控己制提供了抚保障。你狡骄5.酷2艰合理分缝刷分块鱼坝体矩分缝分块沸主要根据扛坝体结构墨特点和要宽求、浇筑斩能力、温侦度控制要拣求并参照谈工程施工幕经验等因湾素确定。于经温度应业力分析和近从施工条屯件、国内度柱状块施射工有较成陵熟经验考饮虑，为更搅可靠地保蛮证大坝安砌全运行，折大坝纵向桐分二条纵臂缝方案，莲泄洪坝段量最长坝块威控制荡在哲4冲4薪米。剂宴蒸5.夸3浑合理安排箩施工程序冠和施工进妈度滚合理干安排混凝忠土施工程捧序和施工唤进度是防爷止基础贯斧穿裂缝、另减少表面淡裂缝的主馆要措施之捉一。为此珍，设计要醒求，基础销约束区和砌重要结构屯部位混凝磁土在规定挖的间歇其生内连续均页匀上升，谨不得出现抹薄层长间达歇，基础佣约束区混驼凝土宜在初低温季节舅施工，相誓邻块、相蜓邻坝段高畅差符合设蝇计允许的猜高差要求榴。其余部幕分基本做蝶到短间歇温连续上升资。形伍际5.承4阅控制混凝卷土最高温剩度于二期逢工程大体缺积混凝土泪主要部位漏允许最高踢温度见迅表差2:雹降低发混凝土最盗高温蒙度论,茂首先控制谷浇筑温津度寻,狂主要从降牛低混凝土观出机口温俊度，养护锈运输途中绢和仓面温挺度回升两萄方面着杏手钥,蜻夏季浇筑赚混凝惧土脏,悼除混凝土羽机口温度周必须府达金7荡℃列外势,留应严格控品制混凝土董运输时间弃和仓面浇利筑坯层覆愚盖前的暴债露时间，夫并要求混挡凝土运输毫途中和仓令面设置必宝要的保温夸措施，使滨预冷混凝密土的浇筑菜温度比机符口温度回烂升率不大移于牺0.2论5传（浇筑温蚂度不大简于则1季2缺～界14址℃搅）。勾降低顿水化热温亩升主要靠饭采用发热冒量低的中挨热硅酸盐艰水泥和低锹热矿渣硅殖酸盐水泥题，选择较鹅优骨料级爷配和掺适读量粉煤灰很、外加剂肉，以减少眉水泥用量张和延缓水抽化热发散吸速率，并佣综合采取显合理控制碗层厚、间阁歇期和通霸水冷却等礼措施。汉在混我凝土浇筑冈温度与当欧时外界气剃温相近情筝况下，为鼻较充分利偏用浇筑层港顶面散热店的有利因洲素，层厚妖可根据温歉控、浇筑单能力、结依构和立模查等条件调垂整。夏季炸一般采越用签1.涛5她～钟2.0炸m充，春、秋孝、冬季可贩适当加厚德。对大坝蝇部位如层傅厚大罩于将2义m事，除满足收温控条件击外还需具加备相应的蔑浇筑能力翠。贤棍赢5.成5扶通水冷却瓶通水指冷却是混超凝土温度拢控制有效浆措施之一逼，通水冷袍却分三期边进行。初午期通水是捎削减浇筑刃层水化热傍温升，采礼用芽6占～选8浙℃各的制冷水牌，通水时张间兄1洗0谅～盆1篇5污天，在混膨凝土收谋仓姻1性2女小时内开照始通水，震单根水管掏通水流量刮不小即于个1艰8链升纳/班分。中期彼通水是削践减坝体内矛外温差，洁每扮年令9随月初开始沿对当钟年心5苏～膨8肿月浇筑的起大体积混之凝土块体渐、葛1婆0城月初对当句年村4秋月湾及掘9退月浇筑的见大体积混戏凝土块体戴、罚1凝1跃月初对当沫年最1基0润月浇筑的说大体积混怕凝土块体灿进行中期患通水，削爹减坝体内平外温差。瞧后期通水氏是使混凝串土柱状块悬达到稳定弦温度，以糠便进行接舅缝灌浆。旁找兰5.驻6签流水养护尘对新护浇混凝土度进行及时葡、持续地狸养护，对适混凝土强身度的正常补增长和防佛止混凝土按表面干缩元裂缝有重乱要意义，叠并对混凝葱土的散热浴降温有很膏大帮助。援在混圾凝土浇筑颤收统仓如12拼h居内，必须绒进行流水千养护，连黎续养护时梨间不得少零于混凝土防设计龄期傻。大坝和块厂房的上率下游面及瓶长期暴露陡的混凝土军侧面，应生做为重点城进行连续依流水养护挤，使混凝塘土始终保页持湿润状壶态。恢寸评5.炒7奥表面保护梅表面蛙保护是防嘱止混凝土揪表面裂缝剥发生的重葛要措施。享三峡大坝乐和电站厂依房暴露面志大，坝区判的气温骤氧降又很频昌繁，混凝逗土表面保蚕护显得尤选为重要，希特别是基越础约束区呀、上游面君及其它重驱要结构部追位，要作护为防护的吹重点。盘①庙对于永久滔暴露唯面震,1裤0鹊～摇4扒月份浇筑粗的混凝访土背,赶拆模后立腰即设永久贫保温层士；钩5写～诱9煎月份浇筑授的混凝倦土啊,1拆0禁月初设永盐久保温层质。肃②刚每年入倚秋洽(溉9凳月腹底车)胃,纳将导流底腔孔等所有纪孔洞进行翼封闭。当坊日平均气喷温俊在短2萄～锤3督天内连续宰下降超挑过乳6脖℃鲜时锈,2居8牢天龄期内趋混凝土表直面必须进哀行表面保千温。商③摇低温季麦节羊(亮如拆模后炉混凝土表球面温降可蔽能超巷过少6行～餐8孙℃旧)惜,兄以及气温裤骤降期稻间壶,耽推迟拆模孙时枕间走,彼否则在拆预模后立即煌进行表面进保护。泰④钱保温材料包要选择效晶果好且便晕于施工的固材料。保危温后混凝香土表面等舍效放热系赌数应满足兽要医求全:信大体积混剥凝慰土梢b醋≤脱2.0-把3.0W燃/m2·旷℃怕;竞导流底孔眠、深孔、伪尾水管、殊排漂孔及驴排沙孔等纪结构混凝薄土南,元b材≤记1.5-夜2.0W劈/m2·蚁℃闸。胖从三眼峡的实践棉看，表面芝保温对于激防止混凝羽土的裂缝犹极为关键臂，对于结水构复杂部青位的混凝沙土，即便垮是浇筑几塌年以后，提也要特别块注意在不射利的气侯彩条件下，摄严格保温麻。础涝序6瓣.嫩强有力的新混凝土质尿量保证牌三峡妈工程从开省工伊始就取有达到一工流质量的例明确的目困标要求。捧并在实践锄中逐步形突成了一整帽套具有特骆色的管理更体系、办迈法和措施铜。完必筐6.悬1颗质量监督错和管理体允系渔三峡下工程的质蔬量管理体肃系是在合咬同制、监愉理制的基逝础上，结布合我国的劝实际情况湿而逐渐形哈成的，既劲有合同的求、技术的南、管理方场面的因素氧，也有行瞒政的因素原。实践证并明，在我秋国市场经狠济建设初斜期，各种约法制的因甜素尚不完户善，企业逢的质量意燕识、信誉挑意识都不塘是很强的雅情况下，谊这是一种忍非常有效夏的方式。们具体来说牌，这种体杆系构成如字下：翁施工坏承包单位泻的质量体传系必须健摇全：行政汁首长负责吓制，质量愧体系的垂固直领导制勇，三个层将次的检查栋制，各种勺实验手段俗、测量手樱段都必须铜齐备。彼监理份单位的检庙查监督：乐监理对施捞工全过程乎进行监督贷，包括原框材料检查掀、施工方突案的审查遗批准、重雕要部位旁她站等，监绸理有权对浆不合格或屿不负责任厌的承包商雹质检人员森进行处理猪，有权进滋行质量的脾奖励或处闷罚的认定搞，监理都岸有独立的宁试验室和荷相应的测板量检查手将段。熊业主较的总体协张调和抽检饲制度。三屋峡总公司妄在现场组颗建了技术逃力量很强式的试验中鲁心、金结鹊中心、测拾量中心、考安全监测树中心和水役情中心等浑机构，对骨工程质量慨进行抽检腐、监督，骡并提供现谅场技术支特持。另外亦三峡总公浮司还牵头或成立了参狮建各方参基加芽的据“毫三峡工程脸质量管理旨委员能会祥”搞，定期对受工程质量漠情况进行和评价，通兄过典型事毅例进行表扶扬和批评罗，有效地朗促进了质谨量的提高衡。被为加桂强对三峡肾工程质量趟的监督，黎国务院三盆峡工程建附设委员会决于称199滩9武年杠6祖月成立了庙以钱正英母为组长、岸张光斗为矮副组长旷的止“返三峡枢纽营工程质量火检查专家脚组拥”长，因为专涝家组既有啄很高的技雾术权威，错又有很强咏的行政色揭彩，有力泡地促进了乞三峡质量暗提高。浪场古6.美2精质量检测暑标准退三峡链工程是千敬年大计，装而且很多轧方面均超部出现行规停范，因此野，三峡总随公司在现色有国家规胖范的基础苦上，结合源三峡工程胀的具体情光况，颁发慰了瓜7萌0妇多项三峡耗质量标准聋，随着工深程进展还碑将陆续制丛定其它标惹准。三峡抬工程质量误标准源于界国家标准慢和合同文狭件，部分阻规定又高因于国家标润准，是对筐一流工程未质量目标犯的具体量济化，为工沫程质量控竖制提供了宿重要依据府。穴怖帮6.浪3固原材料供烛应质