国内广源料超粒径绿色建造技术即将迎来重大突破

　　近日，由中国能建葛洲坝勘测设计公司牵头的超粒径胶结砂砾石应用生产性试验在沙坪一级水电站二期工程顺利实施完成，标志着我国广源料超粒径绿色建造技术即将迎来重大突破。

　　本次生产性试验在沙坪一级水电站二期工程坝外填筑最大粒径达300毫米的超粒径胶结砂砾石条带，试验填筑面积128平方米，现场碾压填筑效果良好。生产性试验的圆满完成，为该项技术正式进入试验论证阶段并在后期主体工程中应用打下了坚实基础。

　　就地取材 物善其用再遇难题

　　沙坪一级电站地处大渡河下游乐山市金口河区境内，长年在高山峡谷型河道激流冲刷下形成大量石质坚硬的天然砂砾石，在坝基河床开挖和河道整治中产生大量开挖料和废弃骨料。这些开挖料和骨料因不符合设计要求，往往作为弃料弃渣进行处理，既影响当地生态环境，还增加了处置、运输成本。如何在保证大坝建筑质量安全的情况下合理利用“废弃”料渣，一度成为水电工程建设领域的世界性难题。

　　沙坪一级电站依托当地丰富的天然石料，一期主体工程首创性采用中国水科院提出的胶结砂砾石筑坝技术，将坝基河床和河道整治开挖的粒径150毫米以下的天然砂砾直接用作筑坝材料，与传统筑坝相比具有水泥用量少、温控要求低、骨料要求低、制备工艺简单、弃料就地利用、环境友好六大突出优势，产生了良好的经济、社会和生态效益。

现场超粒径石

　　然而，根据一期工程实践情况来看，坝基河床和河道整治开采出的天然砂砾石中30%是粒径大于150毫米的超粒径石。因现有技术标准《胶结颗粒料筑坝技术导则》中150毫米的粒径限制，且国内目前胶结料现场拌制设备系统最大承载为200毫米，粒径150毫米以上的超粒径石无法合理利用，依旧沦为“废弃”料渣，严重制约了胶结砂砾石的实际应用范围和生产效率。

　　粒径突破 “废弃”料渣再次取宝

　　为突破150毫米粒径限制，勘测设计公司牵头负责的中国能建“揭榜挂帅”重大科技项目——广源料筑坝技术研究与工程示范课题，围绕广源料“材料多变、机理复杂，本构模型及设计验算难度大，施工装备及技术标准限制”三大关键技术难题，针对广源胶结料建筑设计技术、广源料改性与性能试验方法、广源胶结料现场拌制设备研制等5个子课题开展了大量研究。在严密的理论支撑和试验研究中，课题组大胆提出超粒径石在物尽其用上仍有较大优化空间的应用设想。

　　“沙坪一级水电站主体永久工程及临时工程应用胶结砂砾石总量约65万立方米，其中一期工程已经完工，目前正在施工二期工程。如果能将一期工程无法使用的超粒径‘废料’直接利用到二期工程，既可以减少约20%胶结砂砾石原材料采购费用、运输和拌和费用，还可以节省一期工程超粒径石的周转、土地占用等费用，足以降低5%的工程造价费用。”课题组相关负责人朱圣敏表示。

沙坪一级水电站超粒径砂砾石生产性试验研究小组

　　从应用设想发起到理论研究，再到历经数月的现场试验、实施论证，该课题先后获得申请专利12项，目前已授权5项、发表论文2篇，初步形成了一套集“设计方案、试验方法、配合比设计方法、施工装备、施工工艺与质量控制方法”的新型建造技术体系，为现今建设地天然材料充分利用，真正实现“少弃料、零弃料”绿色目标提供了技术支撑和规范指导，是继中国水科院2004年首次提出胶结砂砾石筑坝技术后，国内广源胶结料技术的又一大关键性突破。

　　观念迭代 打开新技术应用心结

　　将坝基河床和河道整治开挖的天然砂砾直接用作筑坝材料，不受150毫米限制，不需水洗和筛分处理，同时因水泥、粉煤灰用量少，水化热温升较低，也无需铺设冷却水管温控，工程造价大大降低，工期也因制配工艺简单、可大仓面通仓浇筑而大幅缩短，超粒径绿色建造技术的经济效益与环境效益已在沙坪一级电站显现，然而，该项技术在推广应用上却并不顺利。

　　水利工程自古是担任调洪控流、兴利除弊的国之重器、民之福祉，建设者心怀敬畏之心，出于安全可靠性强的心理，更愿采纳传统设计方案和施工组织方法，而传统建筑观念中对广源料绿色建造技术极为陌生，对在骨料中选用超粒径石更是存在诸多质疑。于是，广源料超粒径绿色建造技术推广应用上存在思想理念上的较大束缚和阻碍。

　　“新事物的出现，从了解到认可需要时间，我们现在要做的就是摸清疑虑，逐一验证，用事实说话。”朱圣敏在推广新技术时如是说道。同时，她积极对接国内大型水利、高速等项目，与项目建设、设计单位进行多轮技术汇报，进一步获取可应用场景相关方的更大支持。

　　而针对广源料超粒径绿色建造技术安全性和可行性的疑虑，课题组开展大量试验论证工作，继续在大型水电工程胶结砂砾石坝区域开展填筑应用，并通过坝体钻芯检测芯样抗压强度和层间抗剪强度，进一步验证超粒径胶结砂砾石应用可行性和安全性，为超粒径胶结砂砾石在绿色建造领域应用提供现实依据，彻底打消了对新技术安全可靠性的顾虑。

　　此外，课题组还加强行业交流合作，珍惜每一次对外推介和展示机会，多次受邀参加权威学术会议并作专题报告，通过全方位展现广源料绿色建造技术理论研究和实践成果，得到业内有关机构和权威专家的认可，持续扩大该项技术的行业影响力和辐射范围。

　　细心验证、用心推介，耐心对接，是逐渐打开新技术应用心结的钥匙。今天的广源料绿色建造技术正在各大试验项目中发挥作用，并逐渐被更多的行内人士了解、熟悉、认可……

(中国能建)