德拉迪斯大坝稳定浆液配合比优化设计.doc

德拉迪斯大坝稳定浆液配合比优化设计地基与基础工程德拉迪斯大坝稳定浆液配合比优化设计黜陈进心王奋生张兵/(中国水利水电第三工程局有限公司)【摘要】国内水利水电工程一般采用纯水泥浆液灌浆,大规模采用稳定浆液灌浆的工程实例极为稀少.国际工程灌浆施工,多采用组分较为复杂的稳定浆液进行灌浆.灌浆施工前必须根据浆液性能参数要求进行配合比设计和试验.德拉迪斯大坝稳定浆液配合比试验,通过选取合理的稳定剂和优化浆液黏度,凝结时间等性能参数,提高了灌浆效果,节约了成本,加快了gg:r_进度,达到了较好的技术经济效果.【关键词】稳定浆液配合比设计与优化1工程概况德拉迪斯(DraaDiss)大坝位于阿尔及利亚塞提夫(SETIF)省Medjez河流上.坝基为风化石灰岩和黏土质砾岩,钻孔灌浆工程量为103500m,其中帷幕灌浆65900m,固结灌浆37600m.2稳定浆液性能要求德拉迪斯大坝工程招标技术条款及设计图纸要求,采用稳定浆液进行帷幕灌浆和固结灌浆.2010年2月,设计方针对灌浆试验施工吸浆量特大的情况,对浆液性能参数作了调整.招标技术条款及设计方12125一RP一50012一A号报告对稳定浆液的主要性能参数要求见表1.表1浆液性能参数初凝分项马氏黏度析水率备注时间12125一I一0.8水2h析要求测试浆液50012一A灰比浆液水率小56h连续搅拌1,2,3h后的黏度,报告大约30s于5%密度,析水率特别技术未做要1h析不超只要求最多测水率小条款6.5.4.1求过24h试2h的析水率于53浆液配合比设计与试验2009年7月依据招标技术条款要求完成了浆液配合比试验,并在11月开始进行帷幕灌浆试验施工.2010年3月又根据设计方对浆液的新要求再次进行了配合比试验.两次浆液试验均采用塞提夫S(X;IETDESCIMENTSDEAINELKEBIRA生产的CPJCEM/A42.5水泥和奥兰BENTONITE公司供应的膨润土.3.1首次浆液配合比试验首次进行的浆液配合比设计主要考虑到集中供制浆和现场灌浆站配浆的因素,配合比不宜复杂化.每种比级浆液的膨润土,减水剂掺量最好是一致的,这样在灌浆站配制稀浆时只考虑加入水即可.共进行了12组室内试验,根据浆液性能要求推荐了三种浆液配合比(见表2).从帷幕灌浆试验看,所用浆液的黏度差别过小,不利于大吸浆量时通过变换浆液来堵塞裂隙;浆液凝结时间过长,致使灌浆待凝时间很长,对工期影响较大.业主,工程师要求使用0.8:1浆液开灌,且不认可集中制送浓浆和在灌浆站加水配浆的方法.因此可不再考虑配浆的困难,调整配合比的空间更大,可减少膨润土和减水剂的用量来降低成本.3.2浆液配合比优化设计与试验在设计方确定新的浆液性能参数后,共比选了3个厂家的13种外加剂,进行了66组室内试验和12组现场浆液试验.通过比对分析试验结果,向业主推荐了四种浆液配合比(见表3),并获得批准.?49?水利水电施工2010?第4期总第121期表2首次推荐浆液配合比及性能参数浆液配合比主要性能参数序号马氏黏度1h析水率初凝时间终凝时间28d抗压水灰比膨润土砂减水剂(s)()(h:m)(h:m)强度(MPa)11:120.528.83.515:3418:3815.220.8:120.534.31.715:2116:2O21.13O.6:12750.636.02.86:367:4235.2注减水剂为Granitex厂家生产的MEDAFIUIDSFR122.表3采用配合比及性能参数浆液配合比主要性能参数序号马氏黏度2h析水率初凝时间终凝时间28d抗压水灰比膨润土砂减水剂(s)()(h:m)(h:m)强度(MPa)1O.8:10.631.22.98:289;1113.22O.6:10.235.11.56:346;4934.83O.5:10.3%37.1】.36:267:0239.84O.7:125O0.844.6O.510:1911:3717.6注减水剂为Sika厂家生产的SIKAFIU1DRDZ.每组浆液配合比均检测了1,2,3h的浆液黏度,析水率,密度,主要浆液性能参数曲线见图1图5.64褂*辐2O图1浆液黏度时间曲线时间(rain)一O一序号1一?序号2一一序号3一一序号4图2浆液析水率一时间曲线f7-.-=一=_二L一一一一一I,f一012时间(h)3+一序号1一一?序号26?一序号3一一序号4图3浆液密度一时间曲线?50?l亘翟姆40言3O莹20氍100?一初凝时间一?一终凝时间图4浆液初终凝时问曲线I4710131619222528时闻(d)+一序号1-序号2-一序号34-一序号4图5抗压强度曲线3.2.1稳定剂的优化选取因在阿尔及利亚不能购买到完全符合招标技术条款要求的膨润土,设计方要求进行不添加膨润土的稳定浆液试验.但试验结果(见表4)表明,在其他性能参数达到要求的情况下,掺加膨润土的浆液凝结时间短于掺加稳定剂的浆液,膨润土的掺量也远少于INTRAPLASTR.C.C稳定剂,而膨润土的价格也只有后者的15.8.如果使用INTRAPLASTR.C.C,对节约成本极为不利(下接第64页)98765一r)黼水利水电施工2010?第4期总第121期组对问隙超过3ram的部位应先沿单侧进行堆焊,使环缝间隙保持均匀后开焊.焊接时由多名焊工同时对称分段退步焊,保证对称位置的焊工焊接参数基本一致连续焊接完成,如有特殊情况中断,也必须保证焊缝截面占整个焊缝截面的2/3,防止因温差的影响造成应力在焊缝薄弱处释放.除打底层与盖面层外,其余各层均在焊接完成之后立即用铲头半径不小于5mm的风铲对焊缝进行敲击,将焊缝表面敲击成均匀麻点,通过焊缝产生的延展来抵消部分焊接拘束应力.5.5凑合节安装18号隧洞分别在58号管段设置凑合节,凑合节南_二块瓦片组成,底部布置一块,顶部两块对称布置.考虑瓦片压缝过程中需补偿长度及宽度方向的偏斜量,保证每块瓦片实际下料尺寸轴向长度均比理论尺寸长200ram,且上,下游面均不预先加工坡日.先吊装底部瓦片,待底部瓦片压缝完成后再吊装顶部瓦片,底部瓦片先压缝,完成后再分别压顶部瓦片,保证内缝错台符合规范要求,外侧定位焊固定.凑合节焊接顺序:三条短纵缝一上游侧环缝一凑合节合龙焊缝一加劲环对接焊缝一加劲环与管壁贴角焊缝.5.6钢管尾工及防腐钢管安装完成浇筑外包混凝土达到设计强度后,拆除钢管内支撑,钢支撑割除时应在钢管壁上留23mm,再用砂轮机磨平,不得损伤钢管和防腐涂层.灌浆完工后,对灌浆孔和灌浆塞进行清理封焊并进行液体着色穿透检查和磁粉检查,发现缺陷按修补工艺进行修补.焊缝两侧及灌浆孔除锈后补刷油漆.6结语2005年11月11日压力钢管制作正式开始,2007年12月25日顺利完成制作任务,2009年3月3日灌浆孔封堵工作全面结束,所有焊缝检查符合DL5Ol7一l993规范(一类焊缝100超声波探伤,二类焊缝超声波探伤50,超探有可疑波形不能准确判断时用X射线透照进行复验)及合同要求.同年12月5日,SHSB业主,MCHJV组织现场验收签字,标志了由中国水利水电建设集团公司承接,中国水电七局负责实施的马来西亚巴贡水电站引水系统压力钢管制作安装工作全部圆满完成.(上接第50页)(工程合同规定不支付外加剂费用).通过试验数据最终说服了业主和设计方采用膨润土作为稳定剂,比使用INTRAPLASTR.C.C作为稳定剂可节约成本170万元.经多次试验获得了不掺加减水剂的浆液配比,常用比级浆液不再使用减水剂,这又至少节约成本6O万元.表4不同稳定剂浆液性能参数比较配合比及稳定剂主要性能参数序号马氏黏度2h析水率初凝时间终凝时间28d抗压强度水灰比稳定剂品种稳定剂掺量(s)()(h:m)(h:m)(a)1.】膨润土0.631.22.98:289:1113.20.8:1L.2INTRAPLASTR.C.C.4.0%31.94.310:2312:1814.22.1膨润土0.235.11.56:346;4934.8O.6:12.2INTRAPIASTR.C.C.0.5%33.13.O6:107:1026.03.2.2凝结时间的优化由于灌浆试验施工过程中遇到了较多大吸浆量孔段,受一次灌人量200300I/m和待凝17h再扫孔复灌的限制,出现了一个孔段灌浆28次仍不能达到结束标准的情况.为减少待凝时间,设计方要求浆液的初凝时间达到56h,对阿尔及利亚Sika公司可用于灌浆的外加剂进行了大量试验,浆液的初凝时间缩短至68h,比较接近设计要求,这减少了待凝时间5O以上,对提高施工进度极为有利.3.2.3浆液比级的优化优化后的浆液配合比降低了开灌比级(0.8:1)的浆液黏度,有利于灌注地层中的细微裂隙,在吸浆量较?64