谈中小型水利工程胶凝砂砾石应用

谈中小型水利工程胶凝砂砾石应用

程青宝

福建华源阳光工程管理有限公司 福建福州 350008

摘要：胶凝砂砾石是一种基于混凝土面板和碾压混凝土开发的新型胶凝砂砾石。它是这是混凝土与堆石料之间的胶凝砂砾石。胶凝砂砾石作为国内外际橡胶砾石研究的一部分，从配合比、施工技术等方面分析了胶凝砂砾石在中小型水利工程中的应用情况。根据国内外混胶凝砂砾石的建设和运营现状，研究了胶凝砂砾石在中小型水利工程中的应用前景，以便为相关工程的设计和实施提供信息。

关键词：胶凝砂砾石；中小型水利工程；工程应用；施工工艺

砾石是工程中常用的非粘性粒状材料。胶凝砂砾石的最大骨料尺寸可放宽到150毫米(最大粒料尺寸小于300毫米)。这是一种新型坝，位于传统重力坝和混凝土坝之间。通过胶结各种材料形成了性能略低于混凝土的材料。强度、抗剪强度和抗冲强度符合工程使用要求，但大坝重量部分也必须使用高强度材料。根据大坝的功能，即同时考虑到不同地区的使用要求，胶凝砂砾石坝的配合比必须调整两次，以满足强度、抗冻性、防渗等要求。由于胶凝砂砾石可适应强，因此可以适应当地原材料。它具有经济、应用、环境保护、节能和其他综合效益，是中小型水事领域的新发展方向，它的范围很广。

一、砂砾石料制备

碾压混凝土与压胶凝砂砾之间的主要区别在于，原则上可以混合砂砾石而无需复杂的筛分水洗。骨料是砂砾石混合料。对于永久性工程，骨料的最大尺寸可达150毫米，并已用于生产在此过程中，只需移除大于预期最大粒度大小的石头即可。同时，骨料必须满足一定的砂率。沙子的利用率从18%到35%不等。使用粗颗粒时，对每种粒径的比例没有严格限制，只有5毫米。40毫米粒径的含量应为35-65％。未开发的天然砂砾混合料具有相对均匀的天然粒径分布，是粘贴砂砾的理想颗粒来源。人工砂和骨料也可以通过简单的混合炸药或挖掘材料的连接获得。人工胶凝砂砾石骨料对碾压混凝土要求不太严格，粒径组的骨料不需要多次破碎筛分。

二、配合比设计

胶凝砂砾石原料通常是天然沙和砾石、基岩开挖材料、碎石材料等。骨料的最大尺寸小于150 mm，经粉碎后，超过使用要求的骨料将被粉碎，以优化胶料原料的合理使用，土用量胶凝砂砾石比传统混凝土少，水泥和粉煤灰等胶结材料比碾压混凝土少30%。胶凝砂砾石具有以下优点:易于获得的材料、简单的加工、易于施工、成本节约等。适用于中小型水利工程建设。胶凝砂砾石是一种新材料，其强度必须设计为满足工程要求。根据配合比CSG设计方法，提出了配合比胶凝砂砾石设计方法，从料场中提取原料后，分别在筛分试验的基础上试样料场原料样品，得到最大粒度在确定砂砾石土石坝的配合比时，胶凝砂砾石砾的强度必须与配制强度相匹配 ，最小力不得小于配置强度。胶凝砂砾石必须满足设计强度 ，最小强度不得低于设计强度。设计和配制强度之间的线性关系如下:

(1)

在选择胶凝砂砾石颗粒时，应使用直径在5-150mm之间，最小和最大的分别为15、20、40和70mm。同时，由于泥含量对强度的重要影响，现场砂砾石骨料的泥含量应低于5%。过多的泥浆会影响材料的强度、抗冻强度和胶凝砂砾石的抗渗性。因此，石坝等中小型水利工程对泥含量指标规定了严格的限制。在实际工程中，建议的水胶率为0.7~1.3。水胶比例低会导致压力较小，并且强度较低，这是因为水的体积小、浆体小以及材料之间的空隙多。由于骨料有多种选择，例如河床砾石、坝基开挖材料、人工骨料和天然骨料混合物，所有这些都是可选的。由于骨料的选用不受传统粒径的限制，骨料的性质对沥青混凝土碎石的技术特性有很大影响。一般来说，室内试验应在实际工程的基础上进行，并应进行配合比的二次设计。实验室试验了河床砾石、砂砾混合颗粒、富浆胶凝砂砾石如图1所示。

图1生产性工艺试验流程图

三、施工工艺

1.拌和制备。在拌和制备过程中，由于原料类别级配离散高，骨料水敏感性高，泥含量高，因此需要使用专门的设备和工艺来保证施工质量。在这一阶段，水利学研究所为胶凝砂砾石坝开发的拌和设备的主要特点是:使用卷筒提升材料，然后自落材料，并使用卷筒叶片的强制混合效应来实现，JLB一200特殊混合设备允许对骨料、水泥和水进行精确的自动测量；专用连续滚筒搅拌能力、最大粒径150毫米，生产能力200米/小时，测量系统精度高，能对快速高质量完成施工过程作出反应。在重型土坝施工现场，使用特殊搅拌设备JLB一200型。

2.石坝坝体施工。根据胶凝砂砾石的特点，有两种施工方法，主要是碾压和振捣。碾压是常用的构造方法。水泥(天然砾石、基岩开挖材料、碎石材料)拌和、碾压处理。但是，对于小型水利、山塘和其他低坝来说，碾压机械太大，无法进入工地。因此，在中小型水利工程中，工程往往以振捣工程作为补充。浇筑时应采用高频振捣，胶凝砂砾石应一定坍落度。这项技术已被用于许多水利工程，不仅节省了工程的总投资，而且扩大了胶凝砂砾石坝的范围。铺筑胶凝砂砾石坝时，应采用自卸车运输，手动方便平整，最后进行振动碾压。在确定碾压方案之前，应进行碾压试验，以确定静碾动碾的数量。对于边角，由于施工设备的限制，建议使用人工造孔。在振捣与碾压边缘的连接点处，使用其他振动设备来确保整体的执行质量。

鉴于上述情况，我国广泛使用胶凝砂砾土坝作为一种新的坝体形式，以改进和优化传统水坝技术系统。胶凝砂砾土坝是混凝土坝和常规坝之间离散颗粒材料坝。大坝的概念不同于混凝土坝和石坝的概念。

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