大型渠道混凝土機(jī)械化襯砌關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、作為世界上最大的調(diào)水工程,南水北調(diào)工程?hào)|、中線輸水主干線均以長(zhǎng)距離輸水為主要特點(diǎn),輸水渠道是南水北調(diào)工程的骨干,是實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)江水北調(diào)的關(guān)鍵。渠道沿線穿越的地形、地質(zhì)條件復(fù)雜,水文、氣象以及運(yùn)行條件差異變化很大,各種渠道建筑物在施工期和運(yùn)行期面臨復(fù)雜氣候變化的考驗(yàn)。解決混凝土襯砌中存在的渠道混凝土板的抗?jié)B、抗凍融、混凝土自生收縮、干燥收縮和冷縮、面板平整以及大面積連續(xù)快速現(xiàn)澆施工導(dǎo)致的開裂等問題,對(duì)于南水北調(diào)工程的完成具有重要意義。
　

2、　 本文結(jié)合南水北調(diào)穿黃南干渠典型工程,系統(tǒng)研究了水泥、粉煤灰、細(xì)骨料、粗骨料、外加劑等對(duì)混凝土強(qiáng)度、變形性、耐久性、抗裂性等性能的影響,確定了補(bǔ)償收縮混凝土和微膨脹混凝土兩種混凝土的最佳配方組成。
　　 混凝土中粉煤灰的加入一方面可以減少水泥用量,降低成本;另一方面,會(huì)增加膨脹混凝土的和易性、耐久性等。研究發(fā)現(xiàn),補(bǔ)償收縮混凝土和微膨脹混凝土中粉煤灰的最佳加入量為10％-30％。
　　 膨脹劑的主要用途是配制補(bǔ)償收縮混

3、凝土、微膨脹混凝土、自應(yīng)力混凝土,以減少混凝土的干縮裂縫,提高抗裂性和抗?jié)B性。其中膨脹劑的最佳用量為8％-12％。
　　 砂率包含粗骨料和細(xì)骨料,其中,細(xì)骨料中石粉的含量對(duì)混凝土的性能能有較大影響,研究結(jié)果表明:在6.0-18.0％的范圍內(nèi),隨著石粉含量的增加,混凝土的抗?jié)B性提高;在6.0-11.0％的范圍內(nèi),混凝土的耐壓強(qiáng)度性能、抗凍性能、變形性無(wú)明顯變化,但是,提高石粉含量,耐壓強(qiáng)度性能、抗凍性能、變形性能均有所下降。另外,

4、細(xì)石粉含量的增加會(huì)加快水泥水化導(dǎo)致絕熱溫升偏高,從而對(duì)抗裂和抗凍性產(chǎn)生不利影響。因此,細(xì)骨料中石粉含量應(yīng)該控制在一定范圍內(nèi)。
　　 研究結(jié)果說明,補(bǔ)償收縮混凝土最佳配比為:水/膠比0.4:1;其中,固體材料的比例為:水泥:粉煤灰:膨脹劑:骨料為:1:0.35:0.16:8.3;另外,加入混凝土重量1.2％的脫水劑和0.015％引氣劑。微膨脹混凝土的最佳配比為:水膠比:0.34:1;其中,固體材料的比例為:水泥:粉煤灰:膨脹劑:骨

5、料為:1:0.25:0.13:8.1;另外,加入混凝土重量1.2％的脫水劑和0.015％引氣劑。
　　 針對(duì)斜坡段混凝土襯砌工藝中以出現(xiàn)的混凝土難以攤鋪及密實(shí)的難題,系統(tǒng)研究了混凝土粘度和坍落度對(duì)混凝土強(qiáng)度和密實(shí)度的影響。在混凝土襯砌工藝研究中,研究了斜坡混凝土振動(dòng)密實(shí)成型機(jī)理,對(duì)混凝土粘度、坍落度等系數(shù)進(jìn)行了確定,選取了合理的振動(dòng)粘度系數(shù)及坍落度控制值,并對(duì)襯砌混凝土成型速度進(jìn)行了試驗(yàn)研究;開展了振動(dòng)源的頻率、振幅、角度、振搗

6、棒的間距等對(duì)振動(dòng)能量影響的數(shù)值模擬優(yōu)化。通過試驗(yàn),分析確定了振搗棒之間合理的位置間距,得出了振搗棒安放角度為與混凝土底面平行放置時(shí)振動(dòng)能量的傳遞效果最好:振搗棒的頻率設(shè)置為200Hz時(shí),振搗能量的傳遞較均勻,對(duì)振搗半徑內(nèi)的混凝土振動(dòng)密實(shí)效果最優(yōu);振搗棒振幅的變化對(duì)混凝土內(nèi)部能量傳遞的影響較小等。
　　 工程應(yīng)用研究結(jié)果說明,渠道襯砌施工的最佳工藝為:機(jī)械、人工削坡→測(cè)量→基面聯(lián)合驗(yàn)收→排水齒槽開挖→透水管預(yù)埋→鋪砂壓砂→保溫板鋪