高性能抗冲磨混凝土在排沙明渠修复工程中的应用.pdf

1、粉煤灰综合利用F L Y A S HC O M【P R E H E N S EU T。I Z A T I o N2 0 1 5N o 5高性能抗冲磨混凝土在排沙明渠修复工程中的应用A p p l i c a l i o no fh i I g hp e r f o r m a n c ea b r a s i v er e s i s t a n tc o n c r e t ei nt h es e d i m e n tt r a n s p o r t i n gc h a n n e li nt h eb e g i n n i n go ft h eJ i l lG o uR i v

2、 e r sm v e r s i o nc h a n n e l张涛，唐新军，刘向楠，邹军(新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆乌鲁木齐8 3 0 0 5 2)摘要：利用两种骨料配制的混凝土修复新疆金沟河渠首被冲磨破坏的排沙漏斗下游排沙明渠，并对经过一个夏季汛期运行结束后的不同衬砌段混凝土进行现场观测。由现场观测数据可知：高性能抗冲磨混凝土较之普通混凝土具有更好的抗推移质泥沙冲磨能力；骨料种类对混凝土抗冲磨性能的影响较大，铁矿砂石骨料混凝土的抗冲磨性能明显优于天然砂石骨料混凝土；混凝土的施工工艺和施工质量对高性能抗冲磨混凝土的抗冲磨性能影响很大。关键词：推移质泥沙；混凝土；骨料种类；抗冲磨

3、性能；现场试验中图分类号：T U 5 2 8 3 6文献标识码：A文章编号：1 0 0 5 8 2 4 9(2 0 1 5)0 5 0 0 4 5-0 4新疆以山区性河流为主，河谷狭窄、河道纵坡大，河水水流速度高，且水流中含有大量的泥沙，相比国内其他地区，新疆河道中推移质泥沙含量普遍较大，水工建筑物过流表面混凝土遭受推移质泥沙冲磨破坏的问题尤为严重。本文以新疆金沟河渠首排沙漏斗下游排沙明渠的衬砌混凝土为研究对象，通过现场试验，研究不同骨料对高性能混凝土抗冲磨性能的影响，希望能为新疆同类工程提供参考。1 工程修复背景金沟河水系属玛纳斯河流域，位于新疆北部准噶尔盆地南缘，行政区划隶属新疆塔城地区沙

4、湾县1。金沟河悬移质年平均含沙量1 8 5 k g m 3，悬移质年平均输沙量6 6 0 3 万t；推移质年平均含沙量0 2 6 5 k g m 3，悬移质年平均输沙量1 0 1 9 万t；泥沙年内分配集中，夏季汛期(6 8 月)输沙量占全年的9 7 0，仅7 月就占全年的5 5 5 旧3 1。金沟河引水渠首的排沙漏斗是引水干渠的二级排沙设施，其任务是完全排除进入干渠内的推移质泥沙。排沙漏斗下游排沙道由排沙廊道和排沙明渠两部分构第一作者：张涛(1 9 8 9)。男，硕士研究生。从事混凝土材料耐久性研究通讯作者：唐新军 1 9 5 9)。男，博士。教授，主要从事寒冷干旱区混凝土耐久性研究。邮箱：

5、3 5 2 6 0 4 9 2 0 q q e o m收稿日期：2 0 1 5 0 6-0 4成，其中排沙廊道长度为1 5 m，排沙明渠长度为7 5 5 m。排沙明渠为矩形断面，渠宽为0 9 m，底坡约为1 2 5；平均流量约为1 m 3 s，流速为7 m s 左右；水流平均含沙量约为1 2 k g m 3，最大推移质泥沙颗粒粒径超过3 0 0 m m【2 3J。该工程排沙漏斗建成后运行时，其下游的排沙明渠是排沙漏斗所排除泥沙的集中泻出通道，因此，其衬砌混凝土遭受推移质泥沙的冲击、磨蚀破坏非常严重。金沟河管理处曾多次采用C 3 5 C 4 5 的普通混凝土修补该排沙明渠，但每次夏季汛期运行结束

6、后，排沙明渠底板衬砌混凝土的平均磨蚀深度均达2 0 e m 左右，局部冲槽处的最大磨蚀深度达到3 0 e m 左右，渠道底部大部分的衬砌混凝土被完全冲掉，排沙明渠衬砌混凝土被磨损破坏情况见图l 所示M 1。排沙明渠基本呈现出年年修、年年坏的恶性循环现象，几乎每年汛期工程运行前都得进行修补，花费了大量的人力、物力，成为该工程一个难以解决的问题。针对排沙明渠衬砌混凝土的冲磨破坏问题，在2 0 1 4 年5 月夏季汛期来临之前对该工程排沙明渠再次进行修复时，金沟河管理处决定分别采用铁矿砂石骨料、当地天然砂石骨料及其不同组合，按高性能混凝土配合比设计思想配制抗冲磨衬砌混凝土，分段修复排沙明渠底板，目的是通过现场抗冲磨试验，比较不同骨料种类混凝土的抗冲磨效果，寻求排沙明渠底板衬砌混凝土冲磨破坏问题的解决办法。4 5 2 0 1 5N O 5粉煤灰综合利用F L Y A S HC o M P R E H E N S I、，EU T。I Z A T I O N图12()1 3 年排沙明渠底部衬砌混凝土磨损破坏情况2 排沙明渠衬砌混凝土修复方案及施工情况2 1 材料水泥：新疆天山牌普通硅酸盐5 2 5