高地震烈度区塑性混凝土防渗墙配合比设计与应用

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1、规划设计东北水利水电2011年第5期【文章编号]1oo2—0624(2011)05—0014—03高地震烈度区塑性混凝土防渗墙配合比设计与应用万翔鸿，张亮，郝天娇(中国水利水电一局基础工程分局，辽宁大连116041)[摘要】文中叙述了利用河床大量发育粉细砂作为土坝基础。在高地震烈度区修建大型水利枢纽工程，对基础防渗工程中的抗震设计采用塑性混凝土防渗墙。防渗墙混凝土配合比决定着防渗墙的性能能否满足防渗、抗震要求。为满足哈达山水利枢纽工程中混凝土防渗墙的各项指标。进行了一系列试验和试配，确定了合理的施工配合比，本文全面分析和总结了试验成果和试验方法。[关键词]高地震

2、烈度区；塑性混凝土配合比；设计应用[中图分类号】TV543+．82[文献标识码】A1概述渗性能好，且抗变形能力强。设计要求的塑性混凝土防渗墙墙体性能指标：容重不小于2100kg／m3；啥达山水利枢纽工程位于第二松花江下游河抗压强度R甥≥2．5MPa；弹性模量Ezs=600-800段，距第二松花江与嫩江汇合口处约60km，是第MPa；渗透系数<1xl0—7cm／s；抗折强度≥二松花江干流最后一级控制性工程。1．5MPa；允许渗透比降J>50；入孔塌落度18-22工程规模为大(1)型工程，工程等别为I等，cm，扩散度34～40cm，塌落度保持15cm以上时主要建筑物

3、为1级建筑物，次要建筑物为3级。主间不小于1h；初凝时间不小于6h，终凝时间不宜要建筑物地震设计烈度为ⅥII度。坝址区地处稳大于24h。定性较差地区，根据GB18306—2001<中国地震动参数区划图>，枢纽工程区和库区左岸防护堤地段2混凝土配合比设计地震动峰值加速度为0．2g，相应地震基本烈度为塑性混凝土原材料主要有水泥、膨润土(或黏Ⅷ度。土)砂厂骨料、粉煤灰、外加剂。通过调整各种材料粘土均质坝布置在取水及门库坝段右侧，坝用量来达到满足工程要求的混凝土性能。而塑性基砂层厚度12～22m，坝基砂层渗透系数K=混凝土防渗墙的应力状态，在很大程度上取决于7．48x1

4、0-~N2．38x10-2cm／s，坝址处于8度地震区。其受力后的变形与周围土层的变形相协调的能粘土均质坝，基础防渗采用塑性混凝土防渗墙，厚力。因此，塑性混凝土防渗墙设计的关键是根据周0．40m，上部深入坝体2．00m，底部深入基岩2-3围土层的变形曲线(即塑性混凝土防渗土的非线m。塑性混凝土防渗墙左侧与取水门库坝段衔接桩性指数A)、材料的强度、变形模量、极限应变乃至号0+512．5O，右侧防渗墙处理至桩号2+570．00，塑应力应变关系等力学性能，进而确定塑性混凝土性混凝土防渗墙最大深度达25m。覆盖层主要由材料的最优配合比。塑性混凝土防渗墙的设计问冲积或风积

5、的中砂、砾质中砂组成，砂层的密实度题，从本质上来说是一个“结构材料配合比设计的低，透水性强，存在渗漏、渗透变形(其类型为管优化与控制”问题。与普通混凝土的设计相比，由涌)和地震液化问题。于塑性混凝土组成的原材料较多，影响其力学性由于工程处在高地震烈度区，防渗墙的防渗能的因素复杂，相应增加了塑性混凝土配合比设与抗震性能是防渗墙的设计关键，要求防渗墙防·】4·2011年第5期东北水利水电规划设计计的难度和复杂性。底部嵌入泥岩强风化层内1．00m，遇构造破碎带经验表明，混凝土原材料中各组成与混凝土嵌入2．0Om。特性影响程度均有所不同。按照清华大学王清友坝基覆盖层下基

6、岩透水率为0．1～1．0L／(min．教授多年研究的成果及现场混凝土施工试验成果m·m)。考虑本工程上下游最大水头差仅为6．42资料，总结出塑性混凝土防渗墙主要成份对混凝m，防渗墙与基岩接触部位不存在渗透稳定问题，土特性的影响(见表1)。同时通过基岩的渗漏量较小，防渗墙下基岩内设表1塑性混凝土防渗墙主要成份对混凝土特性影响表置防渗帷幕必要性不大。从必要性及经济角度考虑，防渗墙以下可不设防渗帷幕。根据工程要求和塑性混凝土特性要求、SL352～2006(水工混凝土试验规程>、DL／T5199—2004(水电水利工程混凝土防渗墙施工规范>进行混凝土配合比设计与试验。为

7、减少配合比试验工作量，简化试验工作，降低试验成本，利用正交法的“均匀分散性”和“整齐可比性”原则，排选水平因数制定为3因素4水平表，选L16(4s)正交表安排试验。其因素水平、试验设计方案分别见表2，3。表2因数水平表考虑本工程地处8度地震区，建基面以下为砂土，厚15～25m，基础岩石为泥岩，强风化带岩石弹性模量为2GPa左右，属于软岩，采用塑性混凝土防渗墙能更好地适应应力变形及抗震要求。本工程塑性混凝土防渗墙最大深度达25m，上下游最大水头差6．42m，根据大坝在正常蓄水后的防渗墙坝体渗流计算，塑性混凝土防渗墙允许渗透比降取50，防渗墙所需最小厚度0．13m。

8、参考国内外已建防渗墙的经