大理岩人工骨料在水电工程中的应用实践.docx

H P S 2 0 1 1 年 6 月D大理岩人工骨料在水电工程中的应用实践 H P S 2 0 1 1 年 6 月 D 大理岩人工骨料在水电工程中的应用实践 李 太 成 ( 中国水电工程顾问集团公司，北京 100120) 摘 要: 大理岩用于水电工程混凝土人工骨料料源尚没有先例。锦屏水电站的应用实践表明，大理岩人工骨料应用于水电站是可 行的，但应充分认识大理岩的岩性特征及其加工性能，选择适应性的料源方案、砂石加工系统和混凝土配合比设计。 关键词: 料源选择; 大理岩; 人工骨料; 性能; 砼质量; 锦屏水电站 中图法分类号: TV422 文献标识码: B 文章编号: 1003 － 9805( 2011) 02 － 0068 － 05 类坝型中第一高坝。电站装机 360 万 kW ，枢纽工 程由混凝土拱坝、水垫塘及二道坝、泄洪洞、引水发 电系统等组成。锦屏二级水电站系利用雅砻江大河 湾裁弯取直引水发电，电站装机 480 万 kW ，枢纽工 程由首部拦河闸坝、引水系统、尾部地下厂房等组 成。锦屏二级水电站穿越锦屏山的 7 条隧洞构成了 世界上最大规模的水工隧洞群，其中 4 条引水隧洞 单洞长 16. 67km ，开挖洞径 12. 4 ～ 13. 0m ，衬砌内径 11. 2 ～ 11. 8m 。 锦屏一级水电站主体工程混凝土总量约 761 万 m3 ，需混凝土成品骨料总量约 1 828 万 t，其中大坝 混凝土工程量约 540 万 m3 ，需粗、细骨料分别为 910 万 t、390 万 t。锦屏二级水电站主体工程混凝土总 量 418. 7 万 m3 ，需成品粗、细骨料约 921 万 t。 锦屏一级水电站大坝混凝土采用砂岩粗骨料、 大理岩细骨料的组合骨料方案，水垫塘、二道坝及泄 洪洞抗冲磨混凝土采用全砂岩骨料，其他主体建筑 物混凝土均采用全大理岩骨料。锦屏二级水电站主 体建筑物除泄洪闸抗冲磨混凝土采用组合骨料和全 砂岩骨料外，其他均采用全大理岩骨料。 锦屏水电站大理岩骨料采用了两种料源，一是 锦屏二级引水隧洞和地下厂房系统大理岩洞挖料， 在模萨沟砂石系统加工，用于锦屏二级东端引水隧 洞、地下厂房系统混凝土骨料; 二是三滩石料场大理 岩，在三滩砂石系统加工，用于锦屏一级和锦屏二级 拉河闸坝、进水口和西端引水隧洞所需的大理岩骨 料。锦屏水电站所需砂岩骨料均取自大奔流沟砂岩 料场。 前 言 1 大理岩用作水电工程混凝土的人工骨料料源尚 没有先例。锦屏水电站在国内水电工程中首次采用 大理岩加工人工骨料，作为主体工程混凝土骨料，并 在高拱坝及泄洪建筑物抗冲磨混凝土中创新性地采 用了砂岩粗骨料、大理岩细骨料的组合骨料方案。 锦屏水电站的经验表明，大理岩人工骨料应用于水 电工程是可行的。通过锦屏水电站的应用实践，在 充分认识大理岩的岩性特征及其加工性能，选择高 拱坝高性能混凝土组合骨料方案，在大理岩 TBM 开挖料利用、大理岩石粉综合利用等方面取得了一 些有价值的成果。本文对此进行了系统的总结，可 为水电工程混凝土骨料料源选择、砂石系统设计、砂 石骨料质量控制、大理岩石粉综合利用、TBM 开挖 料利用、混凝土胶凝材料体系选择和配合比设计等 提供参考。 锦屏水电站概况 2 锦屏水电站包括锦屏一级和锦屏二级水电站， 二者作为一组电源同期进行开发建设，总装机 840 万 kW ，是雅砻江梯级开发的骨干电站和我国西电 东送的主要电源点之一。二者已分别于 2005 年 11 月 12 日和 2007 年 1 月 30 日正式开工，目前均处于 主体工程施工关键阶段。 锦屏一级水电站双曲拱坝坝高 305m ，为世界同 收稿日期: 2010 － 12 － 10 作者简介: 李太成( 1970 － ) ，男，河南潢川人，高级工程师，主要从事水电工程咨询工作。 68 砂石粉含量要高些，颜色深的大理岩则相对要好。大理岩毛料( 渣料) 砂石粉含量要高些，颜色深的大理岩则相对要好。 大理岩毛料( 渣料) 含粉量高和原岩开采方式 有一定关系。根据 2008 年 9 月同期的检测结果，锦 屏二级隧洞采用钻爆法开挖渣料的平均含粉量为 45. 6% ，施工排水洞采用 TBM 开挖渣料的平均含 粉量为 47. 5% ，而三滩大理岩料场采用控制爆破开 采的毛料含粉量相对较低。砂石系统的加工试验也 表明，较大粒径的大理岩制砂石粉含量较低，TBM 开挖渣料块径小，其石粉含量也相应高一些。 锦屏大理岩加工均采用干法生产，用风选法剔 除多余石粉。采用干法生产砂石料的工艺受毛料含 水率的影响较大，来料含水率高，其裹粉就重，选粉 机选粉的效果就差，成品砂的石粉含量就大; 来料含 水率低，其裹粉就少，成品砂的石粉含量就小。遇到 大雨、暴雨季节石粉含量波动较大。如能有效地控