骨料储量通常可按高峰时段月平均值的()考虑。

骨料储量通常可按高峰时段月平均值的()考虑。

A 、40%~60%

B 、40%~70%

C 、50%~70%

D 、50%~80%

参考答案:

【正确答案：D】

怎样进行水工混凝土天然建筑材料砂砾石的工程地质勘探工作

蔡石泉 倪志文 刘述淮

天然建筑材料——砂砾石的普查与勘探工作，在水利建设工程地质勘测中占相当重要的地位，因为水工混凝土建筑物的造价，在某种程度上，就取决于建筑材料的质量、储量以及开采运输条件，也取决于建筑材料产地距离施工场地的远近；同时其他附属建筑物如：铁路、公路、混凝土拌合楼等的位置与交通路线的辅设也决定于砂石材料的产地。

一、天然建筑材料产地的选择

修建水工建筑物所需的天然建筑材料，通常有坚硬的石质岩石以及符合一定技术要求的松散和粘结岩石。这里只介绍作为建筑混凝土坝所需之骨料——砂砾石的产地选择。

首先应在所设计水工建筑物的布置地区的附近进行勘测。如果建筑物附近地区缺乏砂砾石材料时，才能向较远的地段进行勘测。所选择产地之储量应满足设计要求之数量，质量应符合技术规范的要求(具体要求见后)，除此而外也应考虑交通运输条件，最好是与运输干线毗连。

砂砾石产区一般皆布置在河流的高漫滩及低漫滩上或砂砾层复盖甚薄的一级阶地上。在这些地区进行地质勘探的同时应进行水文地质工作，了解当地含水层厚度，以及该层之涌水量、渗透系数，以便考虑产地之供水条件与开采方法。如产地适于机械化开采，则应保证产区之数量足够机械不间断开采数月才行。剥土层不宜太厚，过厚将增加不必要的工作量，最好剥土层体积不超过有用岩层(砂砾石层)体积之15%～20%，特殊情况可不遵守上述条件。

二、在不同设计阶段中砂砾石材料勘探的内容与要求

在河流技术经济报告阶段，一般不进行专门性的建筑材料调查，而主要是依据过去出版的或未出版的和案资料，以及踏勘资料和访问当地居民的资料，来解决有关建筑材料的问题。天然建筑材料的勘测工作，通常只分两个设计阶段——初步设计和技术设计阶段。在各个阶段的勘探结果中应阐明下列各点：

(1)砂砾石产地位置；(2)与设计阶段相应的矿产储量类别；(3)砂砾石层的产状质量，以及冲洗的必要性；(4)产地的水文地质条件；(5)剥土层的厚度及性质；(6)产地与坝址之距离以及交通运输的条件；(7)产地的开采条件。

(1)初步设计阶段

根据普查工作结果，选择有希望的离施工场地较近的产地，按固体矿产产地进行B级勘探。为了获得B级储量以及评定其质量，应该初步确定产地地形、地层和地质构造、水文地质条件，岩层产状和砂砾石质量。因此应采取试样按混凝土骨料要求进行砂砾石质量的实验室研究。1：5000或1：

1、0000的地质测绘，以便查明河流发育史，作为布置勘探线寻找砂砾石之依据。勘探线一般以垂直河床为原则，勘探线间距一般不超过400m，在每条勘探线上布置二个或三个以上的勘探坑孔，而坑与孔的分布最好是在纵横方向都是互相间隔的(如图1)。勘探方法则以试坑最好，其次为冲击钻。所有坑孔应穿过全部有用岩层(砂砾岩层)而确定其下部为下垫层时始能停止。

工作结果应合乎B级要求，因而应说明：

(1)剥土层的平均厚度及性质；(2)砂砾石的成层性质、分布面积、厚度、有无不适用的夹层存在，砂砾石是否需要冲洗；(3)砂砾石质量，可用目测以及利用试验室研究结果进行分析；(4)通向施工场地最适宜路线；(5)水文地质条件以及地表水年内的变化；(6)最有利的开采方法。

图1 钻孔和试坑间隔布置示意图

(2)技术设计阶段

技术设计阶段的勘探工作是在初步设计阶段勘探工作结束后所挑选出最好的一个或一个以上的产区内进行的。技术设计阶段中的砂砾石材料产地之储量，应以A2级精确度进行计算。

技术设计阶段勘探线的布置，一般是在上阶段的勘探线间平行插入一条新的勘探线，使新旧勘探线的间距不超过200m，这样就形成了A2级储量的勘探网。

勘探工作中除取样进行混凝土骨料要求试验外，并应在产地取样作半生产性冲洗试验以及混凝土抗压强度试验。根据实验室研究结果，最后确定建筑材料的适用性；并详细计算产地之储量以及可开采量。最后提出最合理最经济的开采方法。

(3)施工详查阶段

一般不进行施工详查阶段的天然建筑材料勘探，只有在以前进行的勘测工作，由于一系列的原因，在水力枢纽范围内，没有确定天然建筑材料的设计要求的储量(A2级的)时，才在编制施工详图阶段，进行勘探工作和取样。在这种情况下，同样是把砂砾石的储量由B级提高到A2级。

三、勘探方法

当勘探队接到设计方面的任务书，而将勘探坑孔布置图确定以后，交测量人员进行野外定位，施工前由技术人员到现场检查后才进行开挖。如已布置的试坑位置不适宜开挖时，则可将试坑改为钻孔或将其位置略加移动。在移动坑孔位置时，必须考虑新的坑孔位置尽可能不离所在的勘探线，否则将破坏整个勘探网，而给储量计算带来不必要的麻烦。

勘探方法系利用人力冲击钻进与试坑开挖。

(1)试坑开挖工作

一般砂砾石产区多分布在河漫滩上，因此勘探试坑的开挖将可能大部分在地下水位以下进行，由于地层松散，更加上地下水的流动冲刷，将会把砂砾石层中的细小颗粒全部冲掉，而引起砂砾石的坍塌，直接影响到工人的安全。因此不用支撑是不能进行工作的。在这种情况下，我们一般采用的是“倒塔式”支撑。

图2“倒塔式”支撑侧视图与俯示图

“倒塔式”支撑是从上而下，从大到小每层收缩的数个正方形木框所组成(如图2)。其形状如宝塔的倒观。这种支撑一般每隔0.5m缩小0.20～0.25m。试坑之最终截面一般不得小于 1.0m×1.0m，故试坑开口截面的选定，应根据试坑深度及支撑缩小的次数而推算。

试坑中的地下水，应根据地下水位高低以及涌水量大小，选择不同马力抽水机进行排水。

在均一的砂砾石层中，试坑开挖一般是较为顺利的。如遇流砂层及大孤石则应进行特殊处理。流砂层在0.3～0.5m厚时(可用钢筋或手摇钻试探)，可以采用秸料或芦苇以及其他杆状植物，编成与试坑一样长的小卷下入坑内，使其与支撑连接好，防止流砂上涌。

如含水量不大流砂层较厚时(1.0～2.0m)则可以用5mm之木板排桩(板桩头部必须铁皮包裹)，打干试坑支撑内部与外部(根据实际情况决定)，可以边挖边打井边下框架，直至穿过流砂层为止。

大孤石的处理如限于工地上设备简陋，可以采用坑口架设三角架，架置滑车绞链，利用绳索捆牢大孤石用“绞链”绞起，然后再用水平“滑车绞链”拉出坑口。对于已超出坑口直径的孤石，可采用爆破法(一般这种情况很少)。

用试坑开挖的优点是：

(1)截面大，地质值班人员可以下入试坑内，直接从坑壁上观察到砂砾石的一般情况，可以精确地测出有害夹层或凸镜体的位置、厚度以及天然状态下的产状。这对正确评定砂砾石层质量与取样提供了准确的资料；(2)开挖工作不会破坏砂砾石的天然颗粒级配。这些优点是用钻孔做不到的。

(2)人力冲击钻

砂砾石材料勘探钻孔之最小孔径(内径)不得小于150mm。这是因为它能保证把最粗的砾石从孔内提取上来。勘探砂砾石的钻进方法一般分为：

1)钻杆回转式钻进(通常称推磨式钻进)，这种钻进常采用的钻头有：勺形钻头及盘形钻头。

2)大锤冲击式钻进，钻进时使用卡簧钻头为最宜。此法在砾石粒径小于150mm的产区应用最为适宜。

3)钻杆冲击式钻进，所采用的钻头有：十字钻头、工字钻头、一字钻头、活门钻头等。

4)钢绳冲击式钻进，使用活门钻头(砂层一般常用活门钻头)。

钻孔结构是勘探工作中最重要的一件事，结构选择是否正确，设备是否适当，对达到深度保证正常钻进和正确地采取岩样和试样，起决定性作用。如地层简单岩层致密，则可不下套管保护孔壁或防止钻孔坍塌，钻孔结构很简单，反之则较为复杂。

选择钻孔结构一般根据：理想地质柱状图，钻孔计划深度、试样采取质量要求，以及钻探方法、钻具的类型和钻进方法。

采用钻孔进行勘探，可以钻得很深，也可在水上进行勘探，这是它的优点。但钻孔内所取出之岩样，容易被破坏其天然级配，对其质量的了解不如试坑全面。

四、地质记录与取样

地质记录与取样两项工作，是地质工作中最基本也是应该最熟练的工作。

记录工作是项细致而又复杂的工作，在工作中常因原始记录质量不高，而给内业整理工作造成很多困难。在这时尽管发现了不少问题，可是去解决这些问题是很不容易的，因为坑孔已经填塞或坍塌，是无法重新校对和检查的。所以做记录的地质同志必须完全懂得建筑材料勘探中的地质要求，在工作中应细致与详尽的记述坑孔内的情况。

现将三门峡工程某砂砾石材料产地在进行 A2级勘探时，第425号试坑的地质记录(经过室内整理)作为一个例子，来说明地质记录的格式以及内容(图3)。

图3 柱状图

从柱状图的地质说明中，我们不仅知道每层的名称而且可以清楚地了解每层较详细的情况，以及一些水文地质资料，这就对内业整理工作，提供了正确的资料，也帮助整理同志更清楚地了解每个坑孔的具体情况。

从坑孔中所取出的样品分岩样与试样两种：岩样每隔0.5m或变层时取样一次，每次装一小袋，上注明取样地点、深度、编号以及取样日期等，岩样作为检验坑孔地质情况的标本，其作用相当于岩心，仅供地质人员和检查之用。

试样则系送实验室分析之用，一般取样工作系在砂砾石层中进行，对覆盖层与砂砾石层下之无效岩层是不进行采样的。在砾石与砂层中采用全巷取样，即在有效岩层——砂砾石中从上至下取出来一定的重量作为试样，其方法可在坑壁上挖0.4～0.5m宽，深0.25～0.5m的立槽，从槽内取出的砂砾石则作为试样。如在地下水以下或岩层松散，难在坑壁上刻槽，则用倍数吊桶法，即五桶砂砾石中选一桶，或五铲中选择一铲作为试样，当然也可用其他倍数进行取样。所取试样如超过筛分试验所需量，可用四分法缩减，一般试样取1000kg，然后将此1000kg砂砾石试样进行野外的筛分。这种野外筛分的目的是可以找到一个更接近自然形态更有代表性的天然颗粒级配，比从送实验室的几十千克试样所筛分出成果，要精确得多。野外筛分后可以分别得到最大粒径数，以及150～80mm，80～40mm，40～20mm，20～5mm等的百分数(砂由实验室进行)。筛分后应分别从各种不同粒径的试样中选取3～4kg，进行岩石成分、砾石颗粒表面性质、形状等试验工作(见表1、2)。

表1 砾石颗粒表面性质形状鉴定

表2 砾石的岩石成分鉴定

以上野外简易试验的工作，是和实验室工作紧密配合的，因此野外所获得的资料应随试样交由实验室整理，以便提出完整的试验成果。

送实验室进行骨料要求试验的试样的重量，一般是150kg，这150kg的试样必须要保持它的天然颗粒级配。

在取样过程中，非常重要的一个问题，就是对有害夹层以及有害颗粒(如煤块、粘土块)的处理。无论是倍数吊桶法也好，还是刻槽取样法也好，一般讲，在有效岩层中(砂层及砂砾石层)夹有较薄的粘土夹层或淤泥层时，就应该依照正常的取样方法取样，而不应当将粘土等有害物质选出。因为在正式开采时是不可能一层一点地来挑选那些有害物质的，而是要将有害夹层混在砂砾石中一齐开采出来。所以在勘探时所取的试样应当尽可能与开采时砂砾石质量相接近。

如果这种有害物质或颗粒比较集中，或构成较厚的层次，而其层位在砂砾石层之上部或下部(如图4)。则应分别取样，或将这种层次列为无效层，则不必取样。那么开采时就可以不去开采或者当无效层挖去，这样做对砂砾石质量来讲是没有任何影响的。

图4根据不同的地质情况，进行不同取样的示意图

五、水工混凝土对砂砾石物理性质的一般规定

天然建筑材料无论是野外或室内定名，皆应根据工程地质分类按不同粒径给予适当的名称。工程地质分类与建筑材料分类是有区别的。因此在内业整理分析资料时，应将合乎质量要求的砂砾石层的名称，即原依工程地质分类定名换算成建筑材料分类标准，如不合乎质量要求的砂砾石层则不必换算，而用其原工程地质分类定名与描述。如有效层只有一层，为了工作方便起见也可直接用建筑材料分类定名与描述(参阅表3)。

按松散岩石颗粒成分，可将其组成颗粒分成下列数组：

黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察史

建筑材料分类：

表3

在评定砂砾石质量，主要是根据苏联“水工建设中的天然建筑材料技术规范”的规定*。

1.砂砾石混合的质量试验

砂与砾石应按下列不同粒径求出百分比：

天然颗粒级配(混合的，单位mm)：＞150，150～80，80～40，40～20，20～10，10～5，5～2.5，2.5～1.2，1.2～0.6，0.6～0.3，0.3～0.15，0.15～0.005，＜0.005的百分数，以及换算成100%的砾石与砂的百分数(参阅表4，5)。

并应求出砾石中最大粒径D，所谓最大粒径D是指通过该筛的砾石不小于整个试样95%的筛子孔径大小。

2.砾石的质量

表4

3.砂的质量

表5

对砂砾石质量的评价(物理性质方面)主要将试验资料与国家标准进行比较，来分析与研究各产地的砂砾石质量，最后可以根据混凝土抗压强度做出结论。

六、储量计算

储量计算是整理砂砾石材料产区地质资料不可分割的一部分，储量计算的结果，可以获得产区与勘探阶段相适应的砂砾石的数量，从而作为设计的依据。

储量计算可分为：地质储量计算和勘探储量计算两种。在技术经济调查报告阶段，根据地质资料，估计砂砾石分布面积与深度，得出一粗略的储量，或根据少数坑孔计算，则可得到“C”级储量。在初步设计与技术设计阶段时，则应根据勘探坑孔的地质资料进行计算，在勘探网范围内所计算出的结果，属于“B”级或“A2”级，而勘探网范围外所计算出的数量为次一级储量。例如在进行“A2”级，勘探网范围内的储量属于“A2”级，勘探网之外则属于“B”级。这样可以获得A2+B级储量，或B+C级储量。

储量计算的精确度，一般在初步设计阶段时，其计算误差不得超过产地总储量的20%～40%，技术设计阶段的误差不得超过10%～15%。计算数字位数只需达到设计所需提出的相当位数即可。其他位可以零代替(根据И—13规程)。

储量计算方法有：算术平均法；平行断面法；三角法；等值线法等。计算时可以用二种或二种以上方法计算，以便相互校正，具体方法的选择取决于勘探地区的具体情况，一般常用前三种方法。

在岩层厚度、坑孔间距及勘探线的分布不均的情况之下，可采用算术平均法，这种方法很简单，获得结果较正确，即在平面图上圈定储量计算范围，求其面积，然后根据面积内的勘探资料计算平均厚度。

计算公式：

Q=FH(体积法) Q=FHD(重量法)

Q——储量(单位m3/t)；F——面积；D——比重；H——平均厚度。

平行断面法：在该面积内沿平行线或接近于平行线排列的坑孔，作垂直剖面图(图5)。

图5 平行断面储量计算平面图

图6 三角形储量计算法示意图

三角法：当坑孔间距不等或勘探线不够规则时，可采用此法。在平面图上联结各勘探点成许多三角形；利用三角形的面积求出储量(图6)。

黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察史

a，b——为三角形之底和高；h——为有效岩层之厚度；Q1——为一个三角形之储量；Q1+Q2+Q3+…=Q为产区之总储量。

最后应该计算出覆盖层与有效层之比。

同样也用以上方法计算其覆盖层体积。

表6 平行断面法计算表

七、内业整理与报告的编制

(一)内业整理

一般分下列三个方面：

1.颗粒成分的整理

把在野外以及在试验室内所求得的有效岩层砂砾石颗粒成分，均列入一个汇总表中，同时在这个表中计算出每个坑孔，每层和整个产地砂砾石成分的加权平均值。在地质剖面上分出的扁豆体(凸镜体)和薄夹层的颗粒成分，不单独进行分析，把它们包括在较厚的成分内。有时个别砂砾石层分层不明或成层不经常，那么最好是将几个岩层合并为一个大层，并根据这一个大层计算颗粒成分的加权平均值。

有效层(砂砾石层)的颗粒成分的加权平均值应以表格形式列入本文报告中，把它绘在适用标准曲线图上。如果加权平均颗粒成分的累积曲线没有超出界线，那么砂砾石是适用于水工建筑物混凝土骨料的标准(参阅图7、8)。

图7 混凝土的砾石颗粒成分曲线图

附注：①所谓D最大是指通过该筛的砾石不小于整个样品的95%的筛子孔径大小；

②对混凝土适用的砾石，其颗粒成分不超出斜线面积范围

图8 混凝土的砂砾颗粒成分曲线图

注：对混凝土合适的砂子，其颗粒成分不超出斜线面积范围

加权平均颗粒成分按下列公式计算：

黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察史

式中：B——某层颗粒加权平均含量；

b1——第一试验层或第一试验段的同一种颗粒含量；

b2——第二试验层或第二试验段的同一种颗粒含量；

m1、m2…mn——试验段或试验层的厚度。

为了计算加权平均成分，可以采用辅助表(参阅表7、8)，在辅助表中写入坑孔编号、取样深度、试验段厚度及试验段厚度乘上颗粒最初百分率含量的结果。在任何情况下全部颗粒的总量都应该等于试验段厚度乘100。每类颗粒的加权平均成分很容易地用试验段总量厚度除以乘数的和求得。

如图-×-×则合乎标准、—×—×则不合乎标准，颗粒偏细。

表7 储量计算表

表8 颗粒成分加权平均计算辅助表（建筑材料分类）

表9 岩石颗粒成分表(建筑材料分类)

在砂砾石混合成分中换算成砂和砾石的总含量，可将不同粒径的砾石的百分含量乘上100。再用砾石的总含量除，用同样的方法也进行砂的换算。

砂和砾石的颗粒换算根据一般所采用的方程式计算：——

对于砾石40：

1、00=10：X、则

(砾石总含量)(某颗粒百分数)

对于砂子60：

1、00=8：X、则

(砂子总含量)(某粒径百分数)

每个坑孔的换算结果均须列入汇总表内，同时在这表内还应该列入各层与整个产地的资料。

2.物理性质的整理

所有试验成果资料，应汇于总表中，列入表中的平均值，如算术平均值一样，根据试验数值计算出。并应列表说明：平均值、变化范围(即最大或最小)和试验次数。

砂与砾石是否适用制备水工混凝土骨料，则必须将物理性质平均指标与国家标准要求相比较的基础上作结论。

3.图件整理工作

砂砾石材料勘探结束后，应提交坑孔检验表、纵横剖面图、平面图等。在地质情况较为简单地区，地质地貌图与坑孔平面布置图可以综合在一起，在技术设计阶段并应提交地下水位等高线图、有用岩层与覆盖层等厚线图。

柱状图的比例尺根据坑孔深度而定，深度在10m上下的坑孔，一般用1：50的比例尺(参阅图2)。

绘制砂砾石材料勘探剖面图的方法与一般地质剖面图没有多大的区别，但为了储量计算方便常将岩层分界线用直线表示。剖面图的比例尺也应根据具体情况确定，总的要求是以能在图上清楚的表示地质情况，地下水位以及取样深度，储量计算界线等为原则。

平面图内容包括两个：一为地质情况，岩层水平分界线，地貌分界线等，地质方面内容要求较为简单不必过于复杂(如产地地质情况的确相当复杂，则应单独绘制地质图)。二为实际材料图，图上的数字必须十分准确，柱状图、剖面图、平面图彼此之间没有矛盾和出入。并在图上注明坑孔编号、高程、水位、砂砾石层厚以及覆盖层厚度等。如为了研究与分析各坑孔质量具体情况，也可以在平面图上表示某些试验项目的指标。并按质量情况，分成数区。

表10××产区砾石质量

表11××产区砂的质量

(二)报告的编制

建筑材料普查与勘探技术报告：通常是工程地质总报告的一个组成部分，它由以下两部分组成：文字和图表附件。文字部分应包括必要的图纸和表格，文字的附录包括颗粒成分总表，岩石物理性质总表以及其他图件等，排列在参考文献目录的后面。

建筑材料产地普查和详细勘探报告通常包括：①绪言；

②普查工作成果；

③勘探成果；

④总的结论。如果建筑材料报告不包括在总报告中，而单独成立一报告时则应增加“区域地质概述”和“区域气候概述”。

在第一部分“绪言”中需指出野外队的任务(所需储量及其用途)和任务的提出者，所设计水力枢纽的简单资料(水力枢纽的主要建筑物及回水高程)，野外工作进行时期主要的完成工作量(表格形式)及完成量与计划的比较，野外工作和室内整理工作的执行者。

在第二部分“普查工作成果”中包括普查和初步勘探时的全部资料。每个产地要进行描述，并对整个做出结论。对产地进行描述时，要指出：产地距坝址的相对位置，完成坑孔的数量，地质和水文地质情况，质量符合“C”级的储量，以及有关利用材料的建议。

第三部分“勘探工作成果”最好根据它们的功用分类，然后再详细描述。对每个产地的描述都成为一个单独的章，每章中应包括：①概论；

②产地地质和水文地质简述；

③勘探工作和取样试验；

④质量鉴定；

⑤储量计算；

⑥结论。

在“概论”中应指出：产地的地理位置，产地距施工场地的距离，交通运输及其他情况如何，产地地形特点，地面高程和成因类型。对以前的工作也应加以简略叙述。

在“产地地质和水文地质简述”中，须指出岩层产状特性和成因，各个岩层的颗粒成分及厚度，同时要说明有用岩层及含水情况。

在“勘探工作和取样试验”中，列入完成钻孔的全部资料，坑孔最深最浅，平均的深度、勘探方法、孔径大小、排水情况、检查坑孔号数及数量、勘探线间和线上坑孔间平均距离等。另外还应说明取样方法与数量。

在质量鉴定一节中，包括两种资料：

(1)小颗粒成分资料，附带说明蛮石含量及大小；(2)物理性质及有害杂质物的资料。然后将各项试验成果与国家标准进行比较产地质量估价。

“储量计算”一节中应指出，已经勘探过的面积和计算储量的面积，认为勘探范围内某段不适用的原因，那些属于土层?那些属于有用岩层?储量计算范围应标明在平面与剖面上。并附上储量计算的结果。

结论：在这部分中应指出产地距坝址的位置，砂砾石质量与数量上的简述，有关利用或改善以及今后工作的建议。

最后在“总的结论”中，应写出普查时所调查过的每类产地和已勘探的每一产地的简要情况。然后进行所有产地的比较评述，并提出有关利用或进一步勘探产地的意见。

(原载于《水文地质工程地质》1957年第8期)

请问那位前辈有成都干溪坡水电站施工组织设计说明书 ，可以发给我看下吗，我现在这这做这个课程设计，谢谢

干溪坡尾水电站初步设计

10 施工组织设计

10.1 施工条件

10.1.1 工程概况

干溪坡尾水水电站位于天全河干流干溪坡尾水段，距天全县城约5km，上接干溪坡水电站尾水，下与禁门关水电站正常蓄水位相衔接。干溪坡尾水水电站采用河床式开发，电站坝（厂）址控制流域面积为1390km2，占天全河全流域面积的62.6%，基本控制了天全河中上游地区。干溪坡尾水电站为单一径流、引水式电站，设计引用流量85m3/s，设计工作水头7.5m。装机4800KW（3×1600KW），电站由拦河闸段、厂区枢纽段两大部分组成。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000规定，本工程属Ⅱ等大（2）型工程，主要建筑物按2级设计，次要建筑物按3级设计，临时建筑物按4级设计。本枢纽主体工程按50年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。

工程开发任务主要为发电，无供水、灌溉、防洪等综合利用要求。

泄洪冲砂闸段由拦河闸、河道整治建筑物、进水闸、水电站厂房、尾水渠等组成。拦河闸兼有挡水和泄水作用，于选择的坝址处，在河床段布置7孔泄洪冲砂闸，闸孔宽9.50m，采用平面钢质闸门，采用7台QPQ2×25卷扬式启闭机控制，闸室底板长13.0m，闸底板高程为793.50m，闸墩顶部高程为804.20m，于闸前设长22.0m的C20砼铺盖，前厚0.6m，闸后设36.0m长的C20砼护坦，厚0.8m。护坦末设低于河床3.0m深的齿槽及防冲槽。槽内抛填块石。

在右岸设三孔进水闸。闸室长10m，孔口尺宽×高为5.0×4.0m，采用平面钢质闸门，由三台QPQ2×16卷扬式启闭机控制，进水闸后接渐变段。

厂房布置在右岸，下距禁门关电站取水口约350m，主要有主厂房、付厂房、升压站、进厂公路及防洪墙等组成。

电站主体工程主要工程量表

表10-1-1

编 号项 目 名 称土石明挖 m3土石填筑 m3混凝土m3钢 筋t砌石工程 m3

1第一部分:建筑工程8448012325200667458315

1.1泄洪工程（泄洪闸段）33345482512491247315

编 号项 目 名 称土石明挖 m3土石填筑 m3混凝土m3钢 筋t砌石工程 m3

1.1.1泄洪工程33345482512491247315

1.2厂房及挡水工程50593750075177209

1.2.1坝后厂房及挡水工程3239375007104169

1.2.2尾水渠工程182004137040

1.3升压变电站工程542583

1.3.1开关站工程542583

2第二部分:临时工程85474168909

2.1导流工程85474168909

2.1.1导流明渠工程5213909

2.1.2导流围堰工程33344168

本电站以发电为单一开发目标，无防洪、航运、灌溉、漂木等综合利用要求。

本电站施工对外交通运输根据工程区周边交通状况采用公路运输方式。

大宗物资中水泥主要采用天全县生产的水泥，钢筋、钢材、机电设备在成都购买，木材、油料及火工材料由当地解决，生活物资从天全县采供。

工程区内水质良好，可作生产、生活用水；施工用电直接从附近电源点引一回10KV线路至工区。

针对该工程的特点，有众多施工队伍可参与施工，可实行招投标选择施工队伍。

10.1.2 水文、气象

天全河流域属四川盆地亚热带湿润气候区，气候具有冬无严寒，夏无酷热，降水丰沛，雨日多的特点。

本流域为盆地到高原的过渡带。流域由西向东倾斜，西部流域分界海拔高程在3000~5000m，东西海拔高度悬殊，地形条件有利于水汽的输送和抬升。因而降水量较为丰沛。但受地形作用，降水量各地相差较大。总体上看河谷地带较山坡雨量少，就全流域而言，上游大于中下游。流域内降雨在年内分配不均匀，雨量集中于汛期。5～10月降雨量占年雨量的80.4%，12～3月枯水期占年总量的9.5%。电站分期洪水计算成果见表10-1-1。

根据天全气象站的观测资料统计，多年平均气温15.1℃，历年极端最低气温-6.7℃，历年极端最高气温36℃。多年平均降水量为1682.4mm，多年平均降水日数为235.7d，多年平均雷电日数29.4d，多年平均蒸发量814.8mm，多年平均湿度83%，平均风速1.0m/s，最大风速为25m/s。

电站分期洪水计算成果表

表10—1—1单位：m3/s

位置计算时段

(月)使用时段

(月)设计流量(m3/s)

2%3.3%5%10%20%

坝、厂址12～312～318316314611891

44392351317260204

55.1～5.20439410384340292

6～95.21～l0.1028002550236020201660

1010.1l～10.31439398364307249

1111219193172136103

10.1.3 工程地质

工程区在大地构造上处于扬子准地台西缘与青藏高原接壤的龙门山构造带东边，位于北东向龙门山隆起褶断带之西南端宝兴背斜南东翼，并处于东南龙门山主边界断裂(大川～天全断裂)，西南天全～荥经断裂所切割的块体内。区内经历多次构造运动，产生和发展以北东向褶皱、断裂为主，并伴有北西向断裂的基本构造格架。工程场地内无区域性断裂构造，本身不具备发生中强地震的地质条件，地震效应主要受外围中强地震波及的影响，外围历史地震对工程区的最大影响烈度均未超过Ⅶ度。经四川省地震局工程地震研究院复核，本工程场地在50年超越概率10%时，地震烈度为7.4度，基岩水平峰值加速度为119cm/s2。

河床式电站水库区，无影响工程成立和水库正常运行的不良地质条件和工程地质问题，主要是淤积问题。

闸基持力层宜为漂卵砾石夹砂，能满足低闸对地基承载力、抗滑稳定性的要求。但该层均匀性差，存在不均匀变形问题。尤其是分布其中的粉细砂层，分布范围大，埋藏浅，结构松软，承载力低，具有在强烈地震条件下产生液化的可能性。建议对闸基进行加固处理，并采取适应性较强的建筑结构措施。河床及两闸肩堆积层均存在强透水带，两岸地下水位低于正常高水位，故存在闸基及绕闸肩渗漏问题，应采取防渗处理措施。左岸岸坡为川藏公路路基，边坡陡峻～直立，不能再行开挖破坏岸坡结构，应采取护坡措施。右岸坡度较缓，基岩卧坡角在ZK1以右为3～5°，目前自然岸坡整体稳定，但坡体由孤块碎石夹砂土组成，永久稳定性差，需设采取工程措施予以保护。闸体下游冲刷区河床和漫滩系挡水坝建成后库内堆积的漂卵砾石夹砂，局部为砂夹卵砾石，并夹砂层透镜体。其结构松散抗冲刷能力低，须采取相应的抗冲刷工程措施。

围堰地基持力层为河床漂卵砾石夹砂，其承载力能够满足要求。但透水性强存在渗漏及渗透稳定等问题，因此围堰地基需采取防渗处理措施。

在本电站开发河段内，天全河左岸有川藏公路沿岸边通过，没有厂址地形条件，不宜布置建筑物。右岸据其地形地质条件，一段为工程建筑弃渣堆积的块碎石陡坡、峻坡，渠道高程位居坡脚冲刷区，须采用钢筋混凝土箱型渠道埋筑于河床中；二段～四段渠道须沿河漫滩填筑渠道。前池须填筑于天全河右河漫滩和右岸块碎石堆积层岸坡地带（类同于右取水闸段），应对右侧开挖边坡采取护坡工程措施；池基为漂卵砾石夹砂，地形地质条件可行。

本工程引水式方案的前池区与全闸方案的取水闸段地形地质条件类同，压力管道与厂房紧连，其间无镇墩，防洪墙地基与厂房、尾水渠地基类同。厂址位于下寺处天全河右河漫滩上和二级阶地前缘地带。厂基为漂卵砾石夹砂，局部有砂层透镜体，下伏基岩为二迭系下统石灰岩。厂房地基持力层主体为为漂卵砾石夹砂，能适应其地基持力层要求，但需对粉细砂透镜体加强工程处理措施。厂基漂卵砾石夹砂属强透水层，地下水丰富，在施工中可能产生基坑涌水，应采取降排水措施。厂房下部将位于洪水位以下，须构筑可靠的防洪工程。

尾水渠位于天全河右河漫滩上和二级阶地前缘地带。渠道地基和渠道左边坡、防洪墙地基为漂卵砾石夹砂。由于尾水渠开挖深度不大，其边坡稳定性较好。主要问题是渠道左边坡、防洪墙地基的不均匀变形，建议加强工程处理措施。

防洪墙上游接头处可嵌入较完整基岩岸坡中；下游接头处为二级阶地前缘地带，建议结合厂基开挖，接头嵌入二级阶地台地一定深度。漂砾卵石夹砂层属强透水性，存在渗透变形和基坑涌水等问题，需对防洪墙地基进行防渗处理，加强施工降排水措施。

厂房右边坡为二级阶地前缘地带，总体地形地质条件较好，不存在厂房右边坡稳定性问题，建议作适当护坡处理。

升压站布置于二级阶地上，地形地质条件完全满足要求。

10.1.4 天然建筑材料

1、砼骨料

工程库区河段有大面积的天然砂砾石富集料场，邻近河段亦有多个料场,料场勘察储量大 各料场高出枯水期河水面一般1.5～3.5m，汛期大部分将被淹没，建议在枯水期间开采，储备使用，各料场均位于天全河左、右两岸河床漫滩，有公路相通，交通方便。

各料场砂砾石总储量为130.61万m3。含砂率为13.93～21.76%，净砂(层中砂)储量约为20万m3；净砾卵石储量约为52万m3。粗骨料(砾石)中≤80mm含量为32.14～55.84%，储量约为28万m3；&gt80mm储量约为22万m3。各料场&gt150mm含量普遍较大，一般为25.5～45.38%。

各料场混凝土用细骨料(砂)除孔隙率均偏高，堆积密度、细度模数、平均粒径大多偏小；含泥量除小河、吊场坝料场偏大外，各料场细骨料其余指标均满足质量技术要求，建议使用时加强冲洗。

混凝土用粗骨料轻物质含量不合格，需进行冲洗处理，其余各项试验指标均符合质量技术要求，各料场中大于80mm超径料含量约占40%以上，岩质坚硬，可用其制作人工砂石料。因此砼骨料主要从开挖弃料中筛选，不足部分外购。

2、土料

本工程所需土料主要用于施工围堰防渗，主料场为天全县城附近天全河右岸的沙坝土料场，距闸址和厂址区距离约为4km，有108国道相通，交通方便。

沙坝土料场位于斜坡上，为第四系坡、残积堆积层，表层为耕植土，厚0.3~0.4m，其下为粘土，局部为粉质粘土夹少量碎石，厚1.5～2.2m，下伏粉砂质泥岩。勘探试验成果表明：粘土的粘粒含量为40.5～50.2%，有用层储量为3.04万m3，无用层体积(地表耕植土)为0.72万m3，占用农田约28.7亩。

该料场粘粒含量、塑性指数、天然含水量偏高，其余指标符合技术要求，可作为施工围堰用土。

10.2 施工导流

10.2.1 导流标准及时段

干溪坡尾水电站为单一径流电站，设计引用流量85m3/s，设计工作水头7.5m。装机4800KW（3×1600KW），电站由拦河闸段、厂区枢纽段两大部分组成。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000规定，本工程属Ⅱ等大（2）型工程，主要建筑物按2级设计，次要建筑物按3级设计，临时建筑物按4级设计。其分期洪水计算成果见表10-2-1。

电站分期洪水计算成果表

表10-2-1 单位：m3/s

位置计算时段

(月)使用时段

(月)设计流量(m3/s)

2%3.3%5%10%20%

坝、厂址12～312～318316314611891

44392351317260204

55.1～5.20439410384340292

6～95.21～l0.1028002550236020201660

1010.1l～10.31439398364307249

1111219193172136103

根据水工建筑物的布置情况、结合施工进度分析认为河床建筑物可利用枯水时段建成，推荐采用分期导流，一期工程为左岸4孔泄洪闸门，二期工程为右岸2孔泄洪闸和厂房。导流时段拟选为10～5月，相应导流设计流量Q=292m3/s。

10.2.2导流方式

根据枢纽的地形、地质及水工建筑物布置等条件，河道纵坡较缓陡，导流流量相对较大，导流时段相对较长，经综合比较采用枯期右岸明渠过水、汛期利用建好的泄洪闸渡汛、主体工程分期施工的导流方案。二期围右岸2孔泄洪闸及厂房，利用完建的左岸4孔泄洪闸导流。

10.2.3导流规划

根据施工进度安排，第一年9月初开始右岸明渠开挖和衬砌，10月初截流并填筑围堰至设计高程，中旬即可进行基础开挖，导流至5月底即拆除围堰、封堵明渠并进行右岸厂房段基础开挖。第二年枯水期进行水闸上部施工、闸门安装以及右岸厂房段和2孔泄洪闸施工。

10.2.4 导流建筑物

由于工程规模较大，导流流量较大，导流建筑物主要为导流明渠、上下游土石围堰和土工膜防渗。

（1）一期工程

导流明渠总长约198m，底宽6m，边坡1:0.5，考虑进出口水位衔接，进口底板高程为792m，出口底板高程为789m，明渠纵坡约1.5%，经水力学计算水深3.4m，鉴于流速较大，又考虑一期基坑防渗问题，明渠采用M7.5浆砌块石护坡，水泥砂浆抹面。

根据水力计算成果，一期上游围堰挡水位为795.4m，加安全超高0.5m，上游围堰堰顶高程为795.9m，最大高度约3.5m，采用土石围堰，堰顶宽3m，迎水面坡度1:2，背水面坡度1：

1.5。

根据水位流量关系曲线查得在流量为292m3/s时下游水位为795.2m，加安全超高0.5m，一期下游围堰堰顶高程为795.7m，最大高度约3.2m，采用土石围堰，堰顶宽3m，迎水面坡度1:2，背水面坡度1：

1.5。

纵向围堰堰顶高程为795.9m，最大高度约2.5m，以闸门隔水挡墙作为中间部分，延伸部分M7.5浆砌块石，采用浆砌块石部分堰顶宽2m，坡度取1：0.6。

（2）二期工程

根据水力计算成果，二期上游围堰挡水位为795.4m，加安全超高0.5m，上游围堰堰顶高程为795.9m，最大高度约2m，采用土石围堰，堰顶宽3m，迎水面坡度1:2,背水面坡度1：

1.5。

根据水位流量关系曲线查得在流量为292m3/s时下游水位为795.2m，加安全超高0.5m，二期下游围堰堰顶高程为795.7m，最大高度约2.5m，采用土石围堰，堰顶宽3m，迎水面坡度1:2，背水面坡度1：

1.5。

导流工程量见表10-2-1。

导流工程量表

表10-2-1单位：m3

项 目土方开挖

m3M7.5浆砌块卵石

m3M7.5砂浆抹面

m2土石填筑

m3铅丝石笼护面m3土工膜

m2

导流明渠5213909

29001352

一期围堰32893261085

纵向围堰32254180

二期围堰879108361

合计52131231290055204881626

10.2.5 导流建筑物施工

1、施工程序

根据导流规划及方案，一期施工导流采用明渠导流方式，第一年9月初开始右岸明渠开挖和衬砌，10月初截流并填筑围堰至设计高程，中旬即可进行基础开挖，导流至5月底即拆除围堰，封堵明渠并进行右岸厂房基础开挖。第二年枯水期进行水闸上部施工、闸门安装、厂房及2孔泄洪闸施工。

2、施工方法

导流明渠砂卵石开挖采用1.6m3反铲配8t自卸汽车运输出碴。

浆砌石的块卵石于渣场人工捡选，农用车运输至工作面，砂浆人工拌制，胶轮车运输。

围堰土石填筑料（土料就近开采）采用1.6m3反铲回采，8t自卸汽车运输至工作面，推土机推平压实。

围堰拆除采用1.6m3反铲挖装，8t自卸汽车运料。

10.3 主体工程施工

10.3.1 枢纽泄洪冲砂闸段施工

1、工程概况

拦河闸兼有挡水和泄水作用，于选择的坝址处，在河床段布置7孔泄洪冲砂闸，闸孔宽9.50m，采用平面钢质闸门，7台QPQ2×25卷扬式启闭机控制，闸室底板长13.0m，闸底板高程为793.50m，闸墩顶部高程为804.20m，于闸前设长22.0m的C20砼铺盖，厚0.6m，闸后设36.0m长的C20砼护坦，厚0.8m。护坦末设低于河床3.0m深的齿槽及防冲槽。槽内抛填块石。

2、施工方法

(1) 土石方开挖

土方开挖采用1.6m3挖掘机装碴配8t自卸汽车运输出碴。石方开挖采用YT-28风钻打眼，电力起爆，1.6m3挖掘机装碴配8t自卸汽车运输出碴。

(2) 混凝土浇筑

混凝土由3×0.8m3混凝土拌和站供料，汽车或农用车运输入仓浇筑，下部直接入仓或溜槽入仓，上部用挖掘机吊运。

2.2kw插入式振捣器振捣。模板采用组合钢模板。

(3)砂卵石填筑与回填

1m3反铲配农用车运输，拖拉机碾压或打夯机夯实。

(4)浆砌石

于开挖料中捡选堆存，人工抬运安砌，灰浆搅拌机拌制砂浆，胶轮车运输至工作面。

(5)大块石回填

在开挖料中分选，1m3反铲配农用车运输，反铲辅助抛填。

主要施工机械设备见表10-3-1。

10.3.2 进水闸厂房段施工

1、主要施工特性

在右岸设三孔进水闸。闸室长10m，孔口尺寸宽×高为5.0×4.0m，平面钢质闸门，由三台QPQ2×16卷扬式启闭机控制，进水闸后接渐变段。

厂房布置在右岸，下距禁门关电站取水口约350m，主要由主厂房、付厂房、升压站、进厂公路及防洪墙等组成。

主厂房纵向总长39m，横向为满足闸门、进水室及渐变段布置要求，进水段作成重力式结构，主厂房紧接其后，进水室、渐变段、主厂房连成整体，横向总长31.6m，部分主厂房（特别是安装间）已嵌入右岸，既有利于左岸泄洪，也有利于厂房部分外界连系和坝端防渗。

付厂房布置在右岸坡上，紧邻主厂房和进场公路，升压站紧接付厂房下游端墙，平面尺寸7.6×18.2m。

为了满足集水井布置要求，在主厂房的安装间下布置集水井和水泵房，使安装面地坪高程795.30m，比发电机层地坪（792.00m）高3.3m，能满足安装检修对净空的要求，同时也便于进厂公路的连接。

进厂公路布置在主厂房右端，公路左侧设防洪堤，防洪堤采用钢筋砼扶壁式挡墙，便于进厂公路的布设。

2、施工方法

(1) 土石方开挖

土方开挖采用1.6m3挖掘机装碴配8t自卸汽车运输出碴。石方开挖采用YT-28风钻打眼，电力起爆，1.6m3挖掘机装碴配8t自卸汽车运输出碴。

(2) 混凝土浇筑

混凝土由3×0.8m3混凝土拌和站供料，汽车或农用车水平运输，用4510型塔吊吊运入仓。

2.2kw插入式振捣器振捣。模板采用组合钢模板，对结构复杂部位采用木模板。

(3)砂卵石填筑与回填

1m3反铲配农用车运输，拖拉机碾压或打夯机夯实。

(4)浆砌石

于开挖料中捡选堆存，人工抬运安砌，灰浆搅机拌制砂浆，胶轮车运输至工作面。

(5)大块石回填

在开挖料中分选，1m3反铲配农用车运输，反铲辅助抛填。

工程主要机械设备表

表10-3-1

序 号设 备 名 称单 位数 量备 注

11.6m3挖掘机台2与大坝共用

21m3挖掘机台2与大坝共用

38t自卸汽车台8与大坝共用

4农用车台8与大坝共用

5拖拉机5台3与大坝共用

6混凝土拌合站（3×0. 8m3）座1与大坝共用

7灰浆搅拌机台2与大坝共用

8抽 水 站座2与大坝共用

9潜 水 泵台5与大坝共用

10清 水 泵台5与大坝共用

11钢筋剪断机台2与大坝共用

12钢筋弯曲成形机台2与大坝共用

13电 焊 机台4与大坝共用

14园 盘 锯台2与大坝共用

15电刨台2与大坝共用

162.2kW插入式振捣器台5与大坝共用

17蛙 夯 机台5与大坝共用

18塔吊台1

10.3.3 尾水池施工

1、主要施工特性

尾水池宽24m，长5m，其后为320m尾水渠。尾水渠采用矩形断面，宽20m，水深2m，为宽浅式渠道，使水位的变幅不因流量改变而过大，以利机组运行。尾水渠与主河道之间设隔水堤，堤顶795.00m，以避免中小洪水时淤积。

2、施工方法

(1)土石方开挖

土方开挖采用1.6m3挖掘机装碴配8t自卸汽车运输出碴。石方开挖采用YT-28风钻打眼，电力起爆，1.6m3挖掘机装碴配8t自卸汽车运输出碴。

(2)砂卵石填筑与回填

1m3反铲配农用车运输，拖拉机碾压或打夯机夯实。

(3)浆砌石

于开挖料中捡选堆存，人工抬运安砌，灰浆搅机拌制砂浆，胶轮车运输至工作面。

(4)大块石回填

在开挖料中分选，1m3反铲配农用车运输，反铲辅助抛填。

主要机械设备表

表10-3-2

序 号设 备 名 称单 位数 量备 注

11.6 m3挖掘机台2

22m3装载机台1

33×0.8 m3拌和站座1与厂房共用

4胶 轮 车辆15

52.2kw插入式振捣器台2

10.4 施工交通运输

10.4.1 对外交通运输

四川省雅安天全干溪坡尾水电站位于青衣江主要支流天全河下游天全县沙坪镇响水溪境内，工程区局限于干溪坡水电站与禁门关水电站之间的约1.40km河段内，在天全县城上游约4～5km，左岸有川藏公路沿天全河左岸上通过，右岸有厂矿公路通过，对外交通十分方便。

工程施工的水泥采用天全县生产的水泥，钢材来自成都，火工材料采用雅安生产的炸药、雷管，木材、油料、施工人员生活物资就近采购，机电及金属结构设备从生产厂家经公路输至电站。

10.4.2 场内交通运输

本工程区域内有公路全线贯通，并从公路上有临时便道直通枢纽，仅需加固扩宽即可，对内交通方便。

10.5 施工通信

工程区所处天全县已建成较为完善的、以光纤干线为骨架的地方邮电通信网络，并接入全省的邮电通信网，电站位置处信号良好，因此对外通讯采用手机。

10.6 施工总布置

10.6.1 布置条件和原则

干溪坡尾水电站电站位于天全河上，在挡水枢纽及厂区范围内的右岸有宽阔的河滩地可作施工场地，施工布置条件较好。

根据本工程的枢纽布置特点、地形和场地条件，结合工程施工管理和场地条件，分生产区和生活区布置。

本工程平均施工人数207人，高峰月施工人数347人，总劳动力为136382工日。按人均综合建筑面积计算需要生产、福利、辅助生产用房总面积650m2；施工总占地为30ha。

10.6.2 分区布置规划

由于工程占线集中，因此施工临时设施集中布置，将生活设施布置在公路左侧的耕地范围内，以避免洪水威胁，而把生产设施集中布置在厂房下游的河滩地上，便于减少运输工作。

施工总布置详见《施工总布置图》。

10.7 碴场规划

本工程主体工程及临时工程土砂卵石开挖总量86393m3，石方开挖3300 m3，土石方填筑总量16487 m3，共弃渣量103465 m3（松方），由于开挖料部分可作混凝土骨料，可利用40500 m3，实际弃渣62965 m3，故只设1个堆渣场。

各渣场规划及弃碴场特性详见表10-7-1。

各渣场位置见施工总平面布置图。

土 石 平 衡 表

表10-7-1

序号项目覆盖层开挖石方开挖土石填筑弃渣利用料1#渣场

一主体工程811803300109671020513900063051

1泄洪段工程3034530003467414821500026482

2厂房段工程320933007500356431600019643

3尾水渠工程1820024206800016206

4升压站工程542721721

二临时工程5213552014131500

1导流工程5213552014131500

导流明渠5213135255811500

围堰工程

普通混凝土由什么按一定比例制成

普通混凝土(简称为混凝土)是由水泥、砂、石和水所组成。为改善混凝土的某些性能还常加入适量的外加剂和掺合料。

一、混凝土中各组成材料的作用

在混凝土中砂、石起骨架作用，称为骨料；水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶结成一个坚实的整体。混凝土的织构如图4－1所示。

二、混凝土组成材料的技术要求

混凝土的技术性质在很大程度上是由原材料的性质及其相对含量决定的。同时也与施工工艺(搅拌、成型、养护)有关。因此我们必须了解其原材料的性质、作用及其质量要求，合理选择原材料，这样才能保证混凝土的质量。

(一)水泥

1．水泥品种选择

配制混凝土一般可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。必要时也可采用快硬硅酸盐水泥或其他水泥。水泥的性能指标必须符合现行国家有关标准的规定。

采用何种水泥，应根据混凝土工程特点和所处的环境条件，参照表3—8选用。

2．水泥标号选择

水泥标号的选择应与混凝土的设计强度等级相适应。原则上是配制高强度等级的混凝土，选用高标号水泥；配制低强度等级的混凝土，选用低标号水泥。

如必须用高标号水泥配制低强度等级混凝土时，会使水泥用量偏少，影响和易性及密实度，所以应掺入一定数量的混合材料。如必须用低标号水泥配制高强度等级混凝土时，会使水泥用量过多，不经济，而且要影响混凝土其它技术性质。

(二)细骨料

粒径在O．16～5mm之间的骨料为细骨料(砂)。一般采用天然砂，它是岩石风化后所形成的大小不等、由不同矿物散粒组成的混合物，一般有河砂、海砂及山砂。配制混凝土时所采用的细骨料的质量要求有以下几方面：

1．有害杂质

配制混凝土的细骨料要求清洁不含杂质，以保证混凝土的质量。而砂中常含有一些有害杂质，如云母、粘土、淤泥、粉砂等，粘附在砂的表面，妨碍水泥与砂的粘结，降低混凝土强度；同时还增加混凝土的用水量，从而加大混凝土的收缩，降低抗冻性和抗渗性。一些有机杂质、硫化物及硫酸盐，它们都对水泥有腐蚀作用。砂中杂质的含量一般应符合表4—4中规定。重要工程混凝土使用的砂，应进行碱活性检验，经检验判断为有潜在危害时，在配制混凝土时，应使用含碱量小于O．6％的水泥或采用能抑制碱一骨料反应的掺合料，如粉煤灰等；当使用含钾、钠离子的外加剂时，必须进行专门试验。在一般情况下，海砂可以配制混凝土和钢筋混凝土，但由于海砂含盐量较大，对钢筋有锈蚀作用，故对钢筋混凝土，海砂中氯离子含量不应超过O．06％(以干砂重的百分率计)。预应力混凝土不宜用海砂。若必须使用海砂时，则应经淡水冲洗，其氯离子含量不得大于0.02％。有些杂质如泥土、贝壳和杂物可在使用前经过冲洗、过筛处理将其清除。特别是配制高强度混凝土时更应严格些。当用较高标号水泥配制低强度混凝土时，由于水灰比(水与水泥的质量比)大，水泥用量少，拌合物的和易性不好。这时如果砂中泥土细粉多一些，则只要将搅拌时间稍加延长，就可改善拌合物的和易性。

2．颗粒形状及表面特征

细骨料的颗粒形状及表面特征会影响其与水泥的粘结及混凝土拌合物的流动性。山砂的颗粒多具有棱角，表面粗糙，与水泥粘结较好，用它拌制的混凝土强度较高，但拌合物的流动性较差；河砂、海砂，其颗粒多呈圆形，表面光滑，与水泥的粘结较差，用来拌制混凝土，混凝土的强度则较低，但拌合物的流动性较好。

3．砂的颗粒级配及粗细程度

砂的颗粒级配，即表示砂大小颗粒的搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，就应尽量减小砂粒之间的空隙。从图4—2可以看到：如果是同样粗细的砂，空隙最大[图4—2(a )].两种粒径的砂搭配起来，空隙就减小了[图4—2(b)]；三种粒径的砂搭配，空隙就更小了[图4—2(c)]。由此可见要想减小砂粒间的空隙，就必须有大小不同的颗粒搭配。砂的粗细程度，是指不同粒径的砂粒混合在一起后的总体的粗细程度，通常有粗砂、中砂与细砂之分。在相同质量条件下，细砂的总表面积较大，而粗砂的总表面积较小。在混凝土中砂子的表面需要由水泥浆包裹，砂子的总表面积愈大，则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。因此一般说用粗砂拌制混凝土比用细砂所需的水泥浆为省。

因此在拌制混凝土时，这两个因素(砂的颗粒级配和粗细程度)应同时考虑。当砂中含有较多的粗粒径砂，并以适当的中粒径砂及少量细粒径砂填充其空隙，则可达到空隙率及总表面积均较小，这样的砂比较理想，不仅水泥浆用量较少，而且还可提高混凝土的密实性与强度。可见控制砂的颗粒级配和粗细程度有很大的技术经济意义，因而它们是评定砂质量的重要指标。仅用粗细程度这一指标是不能作为判据的。

砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分析的方法进行测定。用级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细。筛分析的方法，是用一套孔径(净尺寸)为5、2？50、1？25、O？63、 O．315及O．16mm的标准筛，将500g的干砂试样由粗到细依次过筛，然后称得余留在各个筛上的砂的质量，并计算出各筛上的分计筛余百分率a1、a2、a3、a4、a5和a6(各筛上的筛余量占砂样总量的百分率)及累计筛余百分率A1、A2、A3、A4、A5和A6(各个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率相加在一起)。累计筛余与分计筛余的关系见表4—1。

根据O．63mm筛孔的累计筛余量分成三个级配区(表4—2)，混凝土用砂的颗粒级配，应处于表4—2中的任何一个级配区以内。砂的实际颗粒级配与表中所列的累计筛余百分率相比，除5mm和O．63mm筛号外，允许有超出分区界线，但其总量百分率不应大于5％。以累计筛余百分率为纵坐标，以筛孔尺寸为横坐标，根据表4—2规定画出砂1、2、3级配区的筛分曲线，如图4—3所示。砂过粗(细度模数大于3．7)配成的混凝土，其拌合物的和易性不易控制，且内摩擦大，不易振捣成型；砂过细(细度模数小于O．7)配成的混凝土，既要增加较多的水泥用量，而且强度显著降低。所以这两种砂未包括在级配区内。

注：

1．允许超出≯5％的总量，是指几个粒级累计筛余百分率超出的和，或只是某一粒级的超出百分率。

2．摘自《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》JGJ52—92。

从筛分曲线也可看出砂的粗细，筛分曲线超过第1区往右下偏时，表示砂过粗。筛分曲线超过第3区往左上偏时则表示砂过细。

如果砂的自然级配不合适，不符合级配区的要求，这时就要采用人工级配的方法来改善。最简单的措施是将粗、细砂按适当比例进行试配，掺合使用。

为调整级配在不得已时，也可将砂加以过筛，筛除过粗或过细的颗粒。

配制混凝土时宜优先选用2区砂；当采用1区砂时，应提高砂率，并保持足够的水泥用量，以满足混凝土的和易性要求；当采用3区砂时，宜适当降低砂率，以保证混凝土的强度。对于泵送混凝土，宜选用中砂。

4．砂的坚固性

砂的坚固性是指砂在气候、环境变化或其它物理因素作用下抵抗破裂的能力。按标准(JGJ52—92)规定，砂的坚固性用硫酸钠溶液检验，试样经5次循环后其质量损失应符合表4—3规定。有抗疲劳、耐磨、抗冲击要求的混凝土用砂或有腐蚀介质作用或经常处于水位变化区的地下结构混凝土用砂，其坚固性质量损失率应小于8％。

(三)粗骨料

普通混凝土常用的粗骨料有碎石和卵石。由天然岩石或卵石经破碎、筛分而得的，粒径大于5mm的岩石颗粒，称为碎石或碎卵石。岩石由于自然条件作用而形成的，粒径大于5mm的颗粒，称为卵石。配制混凝土的粗骨料的质量要求有以下几个方面：

1．有害杂质

粗骨料中常含有一些有害杂质，如粘土、淤泥、细屑、硫酸盐、硫化物和有机杂质。它们的危害作用与在细骨料中的相同。它们的含量一般应符合表4—4中规定。当粗骨料中夹杂着活性氧化硅(活性氧化硅的矿物形式有蛋白石、玉髓和鳞石英等，含有活性氧化硅的岩石有流纹岩、安山岩和凝灰岩等)时，如果混凝土中所用的水泥又含有较多的碱，就可能发生碱骨料破坏。这是因为水泥中碱性氧化物水解后形成的氢氧化钠和氢氧化钾与骨料中的活性氧化硅起化学反应，结果在骨料表面生成了复杂的碱一硅酸凝胶。这样就改变了骨料与水泥浆原来界面，生成的凝胶是无限膨胀性的(指不断吸水后体积可以不断肿胀)，由于凝胶为水泥石所包围，故当凝胶吸水不断肿胀时，会把水泥石胀裂。这种碱性氧化物和活性氧化硅之间的化学作用通常称为碱骨料反应。重要工程的混凝土所使用的碎石或卵石应进行碱活性检验。经检验判定骨料有潜在危害时，则应遵守以下规定使用：①使用含碱量小于O．6％的水泥或采用能抑制碱－骨料反应的掺合料；

②当使用含钾、钠离子的混凝土外加剂时，必须进行专门试验。目前最常用的检验方法是砂浆长度法：这种方法是用含活性氧化硅的骨料与高碱水泥制成1：2．25的胶砂试块，在恒温、恒湿中养护，定期测定试块的膨胀值，直到龄期1 2个月。如果在6个月中，试块的膨胀率超过0？05％或1年中超过 O．1％，这种骨料就认为是具有活性的。若骨料中含有活性碳酸盐，应用岩石柱法进行检验，经检验判定骨料有潜在危害时，不宜作混凝土骨料。另外粗骨料中严禁混入煅烧过的白云石或石灰石块。注： 1．摘自《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》(JGJ52—92)和《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》(JGJ53—92)。

2．对有抗冻、抗渗或其他特殊要求的混凝土用砂，其含泥量不应大于3％。

3．对C10和C10以下的混凝土用砂，根据水泥标号，其含泥量可酌情放宽。

4．对有抗冻抗渗或其它特殊要求的混凝土用砂，其泥块含量应不大于1％。

5．对C10和C10以下的混凝土用砂，根据水泥标号，其泥块含量可予以放宽。

6．对有抗冻、抗渗要求的混凝土，砂中云母含量不应大于1％。

7．砂中如含有颗粒状的硫酸盐或硫化物，则要求经专门检验，确认能满足混凝土耐久性要求时方能采用。

8．对有抗冻、抗渗或其它特殊要求的混凝土，其所用碎石或卵石的含泥量不应大于1％。

9．碎石或卵石中如含泥基本上是非粘土质的石粉时，其总含量可由1．0％及2．0％分别提高到1．5％和3.O％。

10．对C10和低于C10的混凝土用碎石或卵石，其含泥量可放宽到2．5％。

11．有抗冻、抗渗和其他特殊要求的混凝土，其所用碎石或卵石的泥块含量应不大于0．50％。

12．对于C10和C10以下的混凝土用碎石或卵石，其泥块含量可放宽到1．00％。

13．碎石或卵石中如含有颗粒状硫酸盐或硫化物，则要求经专门检验，确认能满足混凝土耐久性要求时方能采用。

14．对ClO及C10以下的混凝土，其粗骨料中的针、片状颗粒含量可放宽到40％。 2．颗粒形状及表面特征

粗骨料的颗粒形状及表面特征同样会影响其与水泥的粘结及混凝土拌合物的流动性。碎石具有棱角，表面粗糙，与水泥粘结较好，而卵石多为圆形，表面光滑，与水泥的粘结较差，在水泥用量和水用量相同的情况下，碎石拌制的混凝土流动性较差，但强度较高，而卵石拌制的混凝土则流动性较好，但强度较低。如要求流动性相同，用卵石时用水量可少些，结果强度不一定低。

粗骨料的颗粒形状还有属于针状(颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径――指一个粒级下限和上限粒径的平均值――的2.4倍)和片状(厚度小于平均粒径的O．4倍)的，这种针、片状颗粒过多，会使混凝土强度降低。针、片状颗粒含量一般应符合表4—4中规定。

3．最大粒径及颗粒级配

(1)最大粒径

粗骨料中公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径。当骨料粒径增大时，其比表面积随之减小。因此保证一定厚度润滑层所需的水泥浆或砂浆的数量也相应减少，所以粗骨料的最大粒径应在条件许可下，尽量选用得大些。由试验研究证明，最佳的最大粒径取决于混凝土的水泥用量。在水泥用量少的混凝土中(每lm3混凝土的水泥用量≯170kg)，采用大骨料是有利的。在普通配合比的结构混凝土中，骨料粒径大于40mm并没有好处。骨料最大粒径还受结构型式和配筋疏密限制。根据《混凝土结构工程施工及验收规范。》GB50204—92的规定，混凝土粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1／4，同时不得大于钢筋间最小净距的3／4。对于混凝土实心板，可允许采用最大粒径达1／2板厚的骨料，但最大粒径不得超过50mm。石子粒径过大，对运输和搅拌都不方便。

(2)颗粒级配

石子级配好坏对节约水泥和保证混凝土具有良好的和易性有很大关系。特别是拌制高强度混凝土，石子级配更为重要。

石子的级配也通过筛分试验来确定，石子的标准筛有孔径为2．5、5、10、16、20、25、31．5、40、50、63、80及100mm等12个筛子。普通混凝土用碎石或卵石的颗粒级配应符合表4—5的规定。试样筛分所需筛号，应按表4—5中规定的级配要求选用。分计筛余百分率和累计筛余百分率计算均与砂的相同。

注：

1．摘自《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》(JGJ53—92)。

2．公称粒级的上限为该粒级的最大粒径。单粒级一般用于组合成具有要求级配的连续粒级，它也可与连续粒级 的碎石或卵石混合使用，以改善它们的级配或配成较大粒度的连续粒级。

3．根据混凝土工程和资源的具体情况，进行综合技术经济分析后，在特殊情况下，允许直接采用单粒级，但必须避免混凝土发生离析。

4．强度

为保证混凝土的强度要求，粗骨料都必须是质地致密、具有足够的强度。碎石或卵石的强度可用岩石立方体强度和压碎指标两种方法表示。当混凝土强度等级为C60及以上时，应进行岩石抗压强度检验。在选择采石场或对粗骨料强度有严格要求或对质量有争议时，也宜用岩石立方体强度作检验。对经常性的生产质量控制则可用压碎指标值检验。

用岩石立方体强度表示粗骨料强度。是将岩石制成5cm×5cm×5cm的立方体(或直径与高均为5cm的圆柱体)试件，在水饱和状态下，其抗压强度(MPa)与设计要求的混凝土强度等级之比，作为碎石或碎卵石的强度指标，根据JGJ53—92规定不应小于1．5。但在一般情况下，火成岩试件的强度不宜低于80MPa，变质岩不宜低于60MPa，水成岩不宜低于30MPa。

压碎指标表示石子抵抗压碎的能力，以间接地推测其相应的强度。压碎指标应符合表4—6和表4—7的规定。

5．坚固性

有抗冻要求的混凝土所用粗骨料，要求测定其坚固性。即用硫酸钠溶液法检验，试样经五次循环后，其质量损失应不超过表4—8的规定。

注：有腐蚀性介质作用或经常处于水位变化区的地下结构或有抗疲劳、耐磨、抗冲击等要求的混凝土用碎石或卵石，其质量损失应不大于8％？

(四)骨料的含水状态及饱和面干吸水率

骨料一般有干燥状态、气干状态、饱和面干状态和湿润状态等四种含水状态，如图4—4所示。骨料含水率等于或接近于零时称干燥状态；含水率与大气湿度相平衡时称气干状态；骨料表面干燥而内部孔隙含水达饱和时称饱和面干状态；骨料不仅内部孔隙充满水，而且表面还附有一层表面水时称湿润状态。

在拌制混凝土时，由于骨料含水状态的不同，将影响混凝土的用水量和骨料用量。骨料在饱和面干状态时的含水率，称为饱和面干吸水率。在计算混凝土中各项材料的配合比时，如以饱和面干骨料为基准，则不会影响混凝土的用水量和骨料用量，因为饱和面干骨料既不从混凝土中吸取水分，也不向混凝土拌合物中释放水分。因此一些大型水利工程常以饱和面干状态骨料为基，这样混凝土的用水量和骨料用量的控制就较准确。而在一般工业与民用建筑工程中混凝土配合比设计，常以干燥状态骨料为基准。这是因为坚固的骨料其饱和面干吸水率一般不超过2％，而且在工程施工中，必须经常测定骨料的含水率，以及时调整混凝土组成材料实际用量的比例，从而保证混凝土的质量。当细骨料被水湿润有表面水膜时，常会出现砂的堆积体积增大的现象。砂的这种性质在验收材料和配制混凝土按体积定量配料时具有重要意义。

(五)混凝土拌合及养护用水

混凝土拌合用水按水源可分为饮用水、地表水、地下水、海水以及经适当处理或处置后的工业废水。对混凝土拌合及养护用水的质量要求是：不得影响混凝土的和易性及凝结；不得有损于混凝土强度发展；不得降低混凝土的耐久性、加快钢筋腐蚀及导致预应力钢筋脆断；不得污染混凝土表面。当使用混凝土生产厂及商品混凝土厂设备的洗刷水时，水中物质含量限值应符合表4—9的要求。在对水质有怀疑时，应将该水与蒸馏水或饮用水进行水泥凝结时间、砂浆或混凝土强度对比试验。测得的初凝时间差及终凝时间差均不得大于30min，其初凝和终凝时间还应符合水泥国家标准的规定。用该水制成的砂浆或混凝土28d抗压强度应不低于蒸馏水或饮用水制成的砂浆或混凝土抗压强度的90％。海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物，对水泥石有侵蚀作用，对钢筋也会造成锈蚀，因此不得用于拌制钢筋混凝土和预应力混凝土。

①使用钢丝或经热处理钢筋的预应力混凝土氯化物含量不得超过350mg／L。