水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝土技术规程.doc

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1、DL / T 5207 2005ICS 27.140P 59备案号：J4172005中华人民共和国电力行业标准P DL / T 5207 2005水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝土技术规范Technical specification for abrasion and cavitationresistance of concrete in hydraulic structures2005-02-14发布 2005-06-01实施中华人民共和国国家发展和改革委员会 发布目 次前言1 范围12 规范性引用文件23 术语和定义34 总则45 水力学和水工设计56 材料97 施工128 维护与修补159 质

2、量控制与验收18附录A（规范性附录） 抗冲磨试验方法21附录B（资料性附录） 泄水结构初生空化数si估算值25附录C（规范性附录） 抗空蚀试验方法31附录D（规范性附录） 水工混凝土铁矿石骨料品质要求34附录E（规范性附录） 水工混凝土铸石骨料品质要求35条文说明37前 言本标准是根据原国家经济贸易委员会关于下达2001年度电力行业标准制、修订计划的通知（电力200144号文）的安排制定的。水利水电工程中的泄水建筑物是涉及工程安全的重要建筑物。我国已建工程的泄水建筑物运行状况总体上是安全的，泄水建筑物混凝土受高速水流冲磨、空蚀等破坏现象常有发生，不仅直接或间接影响工程的安全正常运行，而且维护修

3、补费用巨大。在总结我国几十年来对泄水建筑物抗冲磨防空蚀技术方面已取得的经验，参考国外有关标准和文献，进行必要补充试验的基础上制定本标准。本标准的附录A、附录C、附录D、附录E都是规范性附录，附录B是资料性附录。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业水电施工标准化技术委员会归口并负责解释。本标准主要起草单位：南京水利科学研究院。本标准参加起草单位：中国水电工程顾问集团公司贵阳勘测设计研究院。本标准主要起草人：林宝玉、郑治、蔡跃波、汪毅、卢红、李亚杰、张远曙。III1 范 围 本标准规定了水工建筑物抗冲磨防空蚀（以下简称抗磨蚀）混凝土工程的设计、施工、维修和运行的原则。本标准适用于水流流

4、速小于40m/s的大、中型水利水电工程1、2、3级泄水建筑物的设计和施工，4、5级泄水建筑物的设计和施工可参照执行。对于流速大于等于40m/s的泄水建筑物的抗磨蚀问题，应做专门研究。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 18736高强高性能混凝土用矿物外加剂GB 50204混凝土结构工程施工质量验收规范DL/T 5039水利水电工程钢闸门设计规范DL/T

5、5108混凝土重力坝设计规范DL/T 5110水电水利工程模板施工规范DL/T 5144水工混凝土施工规范DL/T 5150水工混凝土试验规程DL/T 5151水工混凝土砂石骨料试验规程DL/T 5166溢洪道设计规范DL/T 5195水工隧洞设计规范JGJ 53 普通混凝土用碎石或卵石质量标准和检验方法JTJ 058 公路工程集料试验规程JG/T 3064钢纤维混凝土SL 230混凝土坝养护修理规程3术 语 和 定 义3.0.1空化 cavitation 水流中局部压力降低到水汽化压力时，形成水蒸气气泡的现象。3.0.2空蚀 cavitation erosion 水流空化气泡溃灭时的瞬时压力

6、对过流边界表面的剥蚀。3.0.3水流空化数 flowing cavitation number 流体内发生空化条件的无量纲参数，以压力水头与流速水头之比表示。3.0.4初生空化数 initiative cavitation index流体中开始出现空化时的临界水流空化数。3.0.5推移质 bed load在河床表面附近以滑动、滚动、跳跃或层移方式运动的粒径大于5mm的块石泥沙。3.0.6悬移质 suspended load 悬浮在水流中随水流运动，粒径小于等于5mm的泥沙。3.0.7含沙量 sediment concentration 单位流动水体中所含的悬移质泥沙质量。3.0.8掺气 aer

7、ation 在水流空化区掺入空气。4总则4.0.1 为了在泄水建筑物的设计和施工中做到安全适用、经济合理、技术先进，制定本标准。4.0.2 大型工程和水力条件复杂的中型工程泄水建筑物，应进行水工模型试验，验证其布置和水力设计的合理性，选定合适的体形和运行方式。4.0.3 水工抗磨蚀混凝土的设计与施工采用新技术、新工艺、新材料和新设备时，应经过充分论证并建立完善的质量保证体系。4.0.4 水工抗磨蚀混凝土的设计、试验、施工、运行过程中，应经常进行技术分析和总结，提高技术水平。5水力学和水工设计5.1一般规定5.1.1 泄水建筑物布置应符合DL/T 5108、DL/T 5166、DL/T 5195

8、的有关规定，使其体形合理，流态平稳。5.1.2 泄水建筑物泄槽（或洞身、孔身）段宜采用直线。如必须设置弯道段，应设在流速较小、水流平稳、缓坡的部位。平面布置弯道应采用大半径、小转角的弯道，弯道前后应设直线段，其直线段长度及转弯半径宜大于5倍泄槽宽度（洞径、洞宽）。纵剖面曲线应连续、平顺，当水流流速大于25m/s时，应通过水工模型试验，使体形简单合理，水流平稳，时均压力大，避免发生空蚀。5.1.3 平面闸门门槽形式应按照DL/T 5039选用。 5.1.4 1、2级泄水建筑物或流速大于25m/s时的泄水建筑物，其体形、结构尺寸及消能工，应通过水工模型试验确定。5.1.5 峡谷地区泄水建筑物宜采用

9、分散泄洪分区消能的方式，水流应立面扩散，纵向拉开，防止集中冲刷护坦和水垫塘的底板。5.1.6 泄水建筑物易磨蚀部位应具备检查维修条件，设计应提出运行要求。5.1.7 大体积或大面积抗磨蚀混凝土施工应进行温控防裂设计，制定温控标准。5.2抗 冲 磨 设 计5.2.1 设计泄水建筑物时，在多泥沙河流应全面收集水流中的含沙量、泥沙颗粒形状、粒径、硬度、矿物成分、异重流运动规律等，推移质多的河流应收集推移质的数量和粒径及其运动方式，在有冰凌的河流还应收集冰凌的大小及其运动方式等资料，分析其对混凝土表面的磨损影响。5.2.2 有推移质河流低进口的取水建筑物宜在上游设置拦沙和导排措施。5.2.3 在泄水建

10、筑物进口附近和库首岸边应避免弃渣。应做好上下游围堰拆除的设计，防止石渣冲磨混凝土并导致空蚀。5.2.4 在多泥沙河流的泄水建筑物进口附近宜设置排沙、沉沙设施。5.2.5 泄水建筑物的边坡和出口岸坡应进行防护，防止掉石、滚石进入槽内，防止漩涡和环流挟沙石对消力池、护坦、水垫塘、尾水渠（管）等建筑物的严重磨损。5.2.6 含推移质和多泥沙河流的闸坝泄水建筑物底板应采用一种坡度与护坦相接的急流泄槽形式。底流消能的消力池，应为无辅助消能工的护坦。5.2.7 含沙高速水流方向和建筑物侧墙平面夹角大于10时，应提高侧墙混凝土的强度等级。5.2.8 抗冲磨混凝土钢筋保护层厚度不得小于10cm，靠近表面的钢筋

11、应平行于水流方向。5.2.9 抗冲磨混凝土侧墙厚度不宜小于20cm，底板厚度不宜小于30cm。5.2.10 含推移质水流速度大于10m/s或悬移质含量大于20kg/m3（主汛期平均）且水流速度大于20m/s时，应根据工程条件选择附录A中的至少一种方法进行混凝土抗冲磨试验，比选抗冲磨材料。5.3防 空 蚀 设 计5.3.1 泄水建筑物设计时，应选择合理体形，提高水流空化数s，降低初生空化数si，使ssi。放空洞、临时泄水建筑物（除导流洞和导流底孔的门槽外），易于检修的部位可采用s0.85si。不同结构型式的si估算值参见附录B。对重要建筑物关键部位或水流速度大于35m/s或s0.3时，应进行减压

12、模型试验。5.3.2 应进行泄水建筑物沿程水流空化数计算，见式（5.3.2）。（5.3.2）式中： 水流空化数；h0计算断面处的时均压力水头，m；当水流流速大于30m/s时，应计及脉动压力的影响；hd计算断面处的大气压力水柱，m；对不同高程按hd= （10.33-/900）估算，为海拔高度；hv水的汽化压力水柱，m；按表5.3.2采用；v0计算断面处水的流速，m/s；可按实测流速分布图采用，一般情况下，取断面平均流速；g重力加速度，m/s2。表5.3.2水的汽化压力与水温的关系表水温T05101520253040汽化压力hvm0.060.090.130.170.240.320.430.755.

13、3.3 泄水建筑物下列部位或区域易发生空蚀破坏，应采取防空蚀措施：1 闸门槽、堰顶附近、弯曲段、水流边界突变（不连续或不规则）处；2 反弧段及其附近；3 鼻坎、分流墩、消力墩；4 水流空化数s0.30的部位。5.3.4 应根据水流空化数的大小确定过流表面的不平整度处理标准，见表5.3.4。表5.3.4表面不平整度处理标准水流空化数s0.600.600.350.350.300.300.200.200.150.150.100.10掺气设施不设设不设设不设设修改设计突体高度控制mm25128615310修改设计6处理坡度上游坡1/101/301/401/81/501/101/10下游坡1/51/10

14、1/101/41/201/51/8侧向坡1/21/31/51/31/101/31/45.3.5 水流空化数小于0.30或流速大于30m/s时，宜按下列原则设置掺气减蚀设施：1 选用合理的掺气型式，组合式掺气应进行大比尺模型试验论证，确保形成稳定的空腔；2 近壁层掺气浓度应大于3，要求特别高的部位应不低于5；3 掺气保护长度根据泄水曲线型式和掺气结构型式确定，曲线段可采用70m100m，直线段可为100m150m，对长泄水道应考虑设置多级掺气减蚀设施。5.3.6 1、2级泄水建筑物流速大于30m/s的区域应进行混凝土抗空蚀强度试验（试验方法详见附录C）与原型空化空蚀监测设计。6材料6.1无机材料

15、6.1.1 抗磨蚀护面材料应采用抗磨蚀性、体积稳定性（低热、低收缩）、工作性均优的高性能混凝土与砂浆。6.1.2 配制高性能抗磨蚀的混凝土及砂浆所用材料除应符合DL/T 5144规定外，还应符合下列要求：1 宜选用大于等于42.5强度等级的中热硅酸盐水泥、硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。2 应选用质地坚硬、含石英颗粒多、清洁、级配良好的中粗砂。3 应选用质地坚硬的天然卵石或人工碎石，天然骨料最大粒径不宜超过40mm，人工骨料最大粒径可为80mm，当掺用钢纤维时混凝土骨料最大粒径不宜大于20mm。4 应掺用高效减水剂，宜优先选用低收缩的聚羧酸盐等高效减水剂，有抗冻要求的应论证加入引气剂的必要性。5

16、配制高性能混凝土时，应掺用、级粉煤灰，硅粉，磨细矿渣等活性掺合料。掺合料用量应通过优化试验确定，其品质应符合GB/T 18736的规定。6.1.3 采用铁矿砂石骨料时，人工铁矿砂石的级配及其品质应符合附录D的规定。6.1.4 采用铸石骨料时，人工铸石砂石的级配及其品质应符合附录E的规定。6.1.5 掺用钢纤维时，所用钢纤维应符合JG/T 3064的有关规定。6.2有机材料6.2.1 抗磨蚀护面有机材料可采用环氧树脂砂浆及混凝土、聚合物纤维砂浆及混凝土、不饱和聚酯树脂砂浆及混凝土、丙烯酸环氧树脂砂浆及混凝土、聚氨酯砂浆及混凝土等。6.2.2 配制各类抗磨蚀树脂砂浆及混凝土应选用耐磨填料及骨料，例

17、如石英砂、粉，铸石砂、粉，棕刚玉砂、粉，金刚砂、粉，铁矿砂、粉等，其配合比应通过试验确定。6.3材料选择6.3.1 抗磨蚀混凝土的强度等级分C35、C40、C45、C50、C55、C60、C60七级。6.3.2 水流中冲磨介质以悬移质为主的工程，可根据最大流速和多年平均含沙量按表6.3.2选择混凝土强度等级，并进行抗冲磨强度优选试验。表6.3.2抗悬移质磨蚀混凝土的强度等级水流空化数s1.51.50.60.60.30.3水流流速m/s151525253535含沙量kg/m32222222强度等级C35C40C35C40C50C40C50C60C50C60注1：排沙建筑物均应按含沙量大于2kg/

18、m3选择混凝土强度等级。注2：当过流中推移质含量大于2kg/m3时，宜选用较表中提高12个强度等级的混凝土（以5MPa为1个等级）。注3：如建筑物投入运行前龄期大于90d，可用90d强度作为设计等级强度。注4：如s 和流速不一致时，按等级偏高一级确定。 6.3.3 各个等级抗磨蚀高性能混凝土都应通过配合比优化试验，选择抗磨蚀性、和易性、体积稳定性和经济性较优的配合比。配合比试验中应使用粉煤灰、硅粉、磨细矿渣，其最大掺量不应超过表6.3.3的规定。C50以上混凝土宜选用级粉煤灰，也可以选用需水量比100、细度15、烧失量3的级粉煤灰。 表6.3.3 活性掺合料最大掺量活性掺合料占胶凝材料总质量（

19、）粉煤灰磨细矿渣硅粉粉煤灰+磨细矿渣+硅粉粉煤灰+硅粉25501050356.3.4 水流中冲磨介质以推移质为主的工程，应根据推移质粒径、流速等进行研究，选择抗磨蚀混凝土或其他抗磨蚀材料，如钢板、复合钢板、钢轨、条石、铸石板等。6.3.5 使用有机材料时，应选用无毒或低毒、方便施工的原材料，所配成材料的线膨胀系数与基底混凝土线膨胀系数之比应小于4。7施工7.1混凝土配合比设计原则7.1.1 抗磨蚀混凝土配合比设计中的配制强度应按式（7.1.1）计算：fcu,0=fcu,k+1.28sc（7.1.1）式中：fcu,0混凝土施工配制强度，MPa；fcu,k设计要求的混凝土强度值，MPa；sc混凝土

20、强度标准差，MPa。标准差sc由混凝土生产过程中质量管理水平确定，应根据施工单位的历史统计资料计算得出，无历史统计资料时，对C35C50抗磨蚀混凝土可取sc=5MPa，对C55C60抗磨蚀混凝土，配制强度取值应不低于设计强度等级的1.15倍；对大于C60抗磨蚀混凝土，配制强度取值应不低于设计强度等级的1.12倍。7.1.2 抗磨蚀混凝土的配合比设计，除应满足强度要求外，还应进行抗磨蚀性能优化试验。7.1.3 抗磨蚀混凝土水胶比应小于0.4。7.1.4 掺有硅粉的抗磨蚀混凝土，应同时掺入补偿早期收缩的膨胀剂或减缩剂。7.1.5 抗磨蚀混凝土拌和物的流动性，应根据混凝土运输、浇筑方法和气候条件决定

21、，可按照DL/T 5144有关规定采用较小的坍落度。7.1.6 抗磨蚀混凝土粗骨料级配及砂率的选择，应在满足混凝土施工和易性要求的前提下，选取密实度较大的粗骨料级配和最佳砂率。7.2施工技术要求7.2.1 抗磨蚀混凝土施工应符合DL/T 5144有关拌和、运输、摊铺、振捣、养护、质量控制等规定。7.2.2 抗磨蚀混凝土宜与基底混凝土同时浇筑，需分期浇筑时，应按设计要求施工。7.2.3 强度等级大于C50的混凝土宜采用强制式搅拌机拌和，其投料顺序通过试验确定。7.2.4 抗磨蚀混凝土的拌和时间，应较普通混凝土延长30s60s，掺钢纤维抗磨蚀混凝土应延长60s120s，或通过试验确定。7.2.5

22、掺有硅粉的抗磨蚀混凝土的输送设备应及时清洗，避免黏结。7.2.6 模板的制作和安装偏差应符合DL/T 5110的规定。保证泄水建筑物体形满足设计要求，过流面模板材料应符合表7.2.6的规定。表7.2.6模板材料要求水流空化数s木 模钢 模1.50普通木板一般钢模1.500.60表面光滑平整的木板 表面平整的钢模板，可采用拉模浇筑0.600.30表面光滑平整的木板或胶合板 表面平整的钢模板拉模浇筑，可采用钢衬0.300.10对平面可采用胶合板，对扭曲面可用无节疤或其他缺陷并能弯曲成扭曲面的胶合板，对显著扭曲部位，应采用容易连续弯曲的材料，如硬质纤维板、薄胶合板等 平面可采用表面平整的钢模板和钢衬

23、7.2.7 抗磨蚀混凝土浇筑后，应及时保温保湿，防止开裂。7.2.8 溢流坝面、溢洪道等泄水边界抗磨蚀混凝土浇筑，可采用拉模、翻模等方法施工。7.2.9 抗磨蚀混凝土施工前，必要时可在施工现场先进行工艺性试验。8维 护 与 修 补8.1一般规定8.1.1 根据建筑物的运行工况，对易遭受冲磨与空蚀破坏的混凝土结构应定期观测与检查，及时编写检测报告。8.1.2 对冲磨与空蚀破坏现象应分析破坏的严重程度及产生原因，提出相应的治理措施，并及时修补。对破坏范围较大或破坏较严重的工程应进行修补设计，并于施工前进行生产性现场试验。8.1.3 冲磨与空蚀破坏修补应选择工艺成熟、技术先进、经济合理的修补材料，并

24、按有关规范和产品指南严格控制施工质量。8.2检 查 与 维 护8.2.1 泄水建筑物运行时，应按设计要求进行水力学观测，并经常观测水流流态等，发现异常情况应及时记录并报告。8.2.2 易遭受冲磨与空蚀破坏的部位应重点检查：闸门槽与底槛、溢流堰面、坡降突变部位、底板与边墙的交界部位、不同类型衬砌材料的连接部位、鼻坎、消力墩、消力池（塘）、护坦与基础连接部位等。8.2.3 检查的主要内容应包括：1 查明遭受磨蚀破坏的状况，分析破坏类型与原因，可按SL 230判别磨损和空蚀的主要原因；2 检查判断消能工内残积物数量、分布范围及特征；3 检查判断结构物与基岩连接部位的破坏状况。8.2.4 检查人员应在

25、现场记录与描绘观测情况，并在检查结束后及时整理资料，提出检测报告。8.2.5 检测报告应包括下列内容：工程名称、检查时间、检查组成员、检查目的、主要被检查部位、检测结果、分析与结论，并对结构物的现状及修补工作的轻重缓急进行评估，提出下一步工作的具体建议。8.2.6 当泄水建筑物经短期运行即发生较严重磨蚀破坏，或长期运行发生周期性、重复性破坏时，应重新审查与评估结构布置与体形设计的合理性，必要时通过模型试验再行论证；应检查溢流面体形和施工不平整度是否满足设计要求；应检测与评估护面材料的抗磨蚀性能以及不同护面材料间的接缝合理性；应检查运行方式是否恰当。8.3修补处理8.3.1 冲磨与空蚀破坏的修补

26、应严格按修补设计要求执行。8.3.2 修补材料的选择除应按6.3的规定执行外，还应符合与基底材料的线膨胀系数相近的要求。8.3.3 修补区平均磨蚀深度小于0.5cm，可选择净浆类材料，且不足0.5cm深的修补区至少应凿深至0.5cm；修补区平均磨蚀深度小于5cm，可选择砂浆类材料，且不足3cm深的修补区至少应凿除至3cm；在5cm15cm范围内，可选择一级配混凝土类材料，是否布置插筋应根据修补面积、厚度及修补材料与基底的黏结强度确定；大于15cm时，可选择二级配混凝土类材料，补焊钢筋，并加钢筋网或钢丝网，修补区边缘宜先切割轮廓线，构成凸多边形，其相邻两线的夹角应小于90。8.3.4 修补区边缘

27、不得形成深度小于3cm的边口。平面薄层修补区边缘应凿成齿槽状，立面修补的槽、孔宜凿成楔形状。8.3.5 在修补施工前，必须彻底清除基面上已损坏、松动和胶结不良的表层混凝土、油污及杂质。采用无机材料修补，干燥基面修补前应浸水或保持湿润状态约24h，修补前1h2h清除积水；采用有机材料修补，基面处理应按有关规定或要求进行。8.3.6 修补区有钢筋出露并锈蚀时，修补前应进行除锈处理。如钢筋面积明显减小或被冲断，应补焊受力筋并加设必要的连接筋。对冲蚀破坏的预埋件，应予修复。8.3.7 平均厚度小于15cm的修补区，应在基面涂刷与修补材料同类的净浆、聚合物水泥净浆或其他适宜的黏结材料，并在黏结材料初凝前

28、铺筑修补材料。8.3.8 修补区存在渗水时，修补前必须先行堵漏或改流，并清除积水。8.3.9 磨蚀破坏修补宜采用低流动度的砂浆或混凝土，铺筑过程中应充分振捣并及时抹面。抹面时应反复压抹、拍打，且不应在抹面时加水。也可采用预缩或二次振捣施工工艺。8.3.10 磨蚀破坏修补应严格控制修补区的高程、平整度及与未修补区的平顺连接。8.3.11 在抹面后，对修补砂浆或混凝土表面应立即喷洒养护剂或喷雾养护。修补材料终凝后，应及时覆盖保湿，按DL/T 5144规定养护至规定天数。8.3.12 修补工作应具备满足不同修补材料与工艺所要求的环境条件。9质量控制与验收9.1质量控制9.1.1 水工抗磨蚀混凝土设计

29、与施工的质量控制除应符合本标准的有关规定外，还应符合GB 50204和DL/T 5144的有关规定。9.1.2 质量控制项目应包括：1 泄水建筑物的体形；2 过水表面混凝土的平整度；3 混凝土的原材料及其配合比；4 混凝土的施工方法与工艺；5 混凝土的表面保护与防止裂缝；6 残渣杂物等的清理；7 混凝土的抗压强度。9.1.3 质量检查内容应包括：1 过流表面、掺气设施与消能工等的定线放样准确性；2 模板的光滑平整度及纵横支撑的稳定可靠性；3 受力钢筋、构造钢筋、架立筋的分布合理性；4 拆模前后施工缝或伸缩缝的接口平整度；5 钢筋保护层的厚度及拆模后钢筋头的切割处理；6 混凝土表面突体高度与磨平

30、坡度；7 混凝土养护措施与实施；8 混凝土原材料、外加剂与掺合料的质量；9 泄水建筑物区内残渣、杂物的清理状况；10 混凝土质量缺陷及其处理。9.1.4 泄水建筑物抗磨蚀混凝土每500m2过流表面应取不少于两组试件做抗压强度试验，不少于一组试件做抗冲磨强度试验；每级混凝土应取不少于一组试件做抗空蚀强度试验。对于小于500m2的磨蚀修补部位可根据工程条件，确定试验项目。9.2验收9.2.1 抗磨蚀混凝土工程的验收，应按照GB 50204及本标准的有关规定进行。9.2.2 抗磨蚀混凝土工程的验收应提交下述资料：1 设计图纸和施工技术要求；2 竣工图：包括平面图、过流表面曲线、掺气设施和消能工体形、

31、过流横断面（每5m10m测一个）等；3 表面不平整度实测资料与评价；4 混凝土原材料及其配合比、抗压强度、抗磨蚀强度的试验成果；5 施工质量检查报告；6 水工模型试验与减压箱等专项的试验成果；7 其他有关资料。9.2.3 验收时应抽查低水流空化数区域的混凝土强度、表面不平整度及其处理情况，并作出评价。9.2.4 验收标准：1 泄水建筑物的布置、过水断面体形及结构尺寸应符合设计要求；2 混凝土表面突体高度和处理坡度应符合设计要求；3 泄水建筑物区域内及其附近的残积物已清除干净；4 原材料符合国家和行业的有关规定；5 过水表面混凝土抗压强度同时符合式（9.2.4-1）、式（9.2.4-2）要求，可

32、评为合格：fcu,k+0.74sc（9.2.4-1）fcu,min0.90fcu,k（9.2.4-2）式中：同一验收批混凝土立方体抗压强度平均值，MPa；设计要求的混凝土强度值，MPa；fcu,min同一验收批混凝土立方体抗压强度最小值，MPa；sc混凝土强度标准差，MPa。附 录 A（规范性附录）抗冲磨试验方法A.1 水下钢球冲磨试验方法按DL/T 5150“混凝土抗冲磨试验（水下钢球法）”进行。A.2 风砂枪冲磨试验方法按DL/T 5150“混凝土抗冲磨试验（风砂枪法）”进行。A.3 含沙水流冲磨试验方法按DL/T 5150“混凝土抗含沙水流冲刷试验（圆环法）”进行。但强度等级大于C40的

33、混凝土不宜采用。A.4 水沙磨损机试验方法A.4.1 目的、适用范围及原理A.4.1.1 目的及适用范围：测定混凝土抵抗高速含沙水流的冲磨能力，用于评价混凝土或其他材料的抗磨性能。A.4.1.2 原理：具有一定含沙量的水体，经由抽水叶片、螺旋叶片和分水叶片的作用，形成高速含沙水流喷射到试件表面，对材料产生冲磨作用。A.4.2 主要仪器设备A.4.2.1 旋转式水沙磨损机：结构如图A.1所示。A.4.2.2 磨损机主要技术参数如下：1 旋转轴：标准转速为1320r/min。根据需要，可采取机械或电气手段改变旋转轴转速，达到改变含沙水流冲磨速度的目的。 1旋转轴；2试件；3分水叶片；4螺旋叶片；5

34、吸水筒；6抽水叶片图A.1 旋转式水沙磨损机结构示意图2 分水叶片：四片垂直固定在旋转轴上，外缘半经208.6mm。当旋转轴转速为1320r/min时，含沙水流圆周切线速度（冲磨速度）为28.8m/s。3 螺旋叶片：固定在旋转轴上，直径80mm，间距30mm。4 吸水筒：直经110mm，高度350mm。5 电动机：4.0kW，额定转速1440r/min，通过三角皮带与旋转轴相连。A.4.2.3 天平：称量10kg，感量0.1g。A.4.2.4 磨料：福建平潭硬练石英砂，粒径范围0.63mm0.16mm。A.4.2.5 混凝土试件：高度150mm，厚度96mm，内侧面圆弧半径212mm，弧长11

35、1mm。试件受冲磨高度90mm，每块试件受冲磨面积100cm2。 混凝土试件以三块为一组，每次试验可同时进行四组试件的平行试验。试件形状及排布如图A.2所示。1试块；2旋转叶片；3分水叶片；4试块搁环；5吸水筒图A.2 混凝土试件及其排布示意图A.4.3 试验步骤A.4.3.1 混凝土拌和物拌和及试件成型与养护，按DL/T 5150中有关规定进行。A.4.3.2 到达试验龄期前两天，将试件放入水中浸水饱和。A.4.3.3 向试验机内注足水及磨料。磨耗介质标准含沙率=磨料沙/（水+磨料沙）=3.0根据需要，可以增减含沙率值，但含沙率最大值不得超过6，并应在报告中注明。A.4.3.4 试验时，从水

36、中取出试块，用湿毛巾抹去表面水分，使呈饱和面干状态。称其质量，准至0.1g，记录为冲磨前质量。A.4.3.5 将试块放于试块搁环上，并使其弧面紧贴内环沿。调整内弧面的平整度，上紧固紧螺丝，盖上橡皮垫圈，紧固盖板螺丝。A.4.3.6 启动电动机，并记录冲磨起始时间。A.4.3.7 每冲磨60min后，停机取出试件。用水将其冲洗干净，抹去表面水分，称其质量，准至0.1g，记录为冲磨后质量。测量其被冲磨的宽度和深度，并予记录。A.4.3.8 更换磨耗介质（水及磨料沙同时更换）。按前述步骤重复试验10次（即累计冲磨10h），试验结束。若试件冲磨深度大于等于5mm，也可结束试验。根据需要，可适当增加试验

37、次数，并应在报告中注明。A.4.4 试验结果处理A.4.4.1 混凝土抗含沙水流冲磨磨损率，按式（A.1）计算：N = (M0Mt) / St（A.1）式中：N磨损率，单位面积上在单位时间内被磨损的质量，kg/（hm2）；M0试件冲磨前质量，kg；Mt历时t小时冲磨后试件的质量，kg；t试件受冲磨累计历时，h；S试件受冲磨面积，m2；对于标准试件，受冲磨面积为0.01m2。A.4.4.2 混凝土抗含沙水流冲磨强度R（hm2/kg），即单位面积上每磨损1kg所需小时数，按式（A.2）计算：R=1/N（A.2）A.4.4.3 以一组三块试件测值的算术平均值作为试验结果。当单个测值与平均值之差值超过

38、平均值的15时，则此值应予剔除，取两个测值的平均值作为试验结果。若一组中可用的测值少于两个时，该组试验应重做。附 录 B（资料性附录）泄水结构初生空化数si估算值B.1 泄水结构初生空化数si估算参见表B.1。表B.1 泄水结构初生空化数si估算值序号结构型式初生空化数si备 注1隧洞进水口曲面逐渐收缩0.50顶、侧面椭圆曲线0.450.10优化长短轴比例、长轴和洞高比例2闸门槽型0.501.00型0.400.803弯 道R=2d1.37R=3d1.20R=4d0.90R=5d0.404有压0.70无压0.625消能工与分流墩si1=2.10si2=1.401.60表B.1（续）序号结构型式初

39、生空化数si备 注5消能工与分流墩1.401.600.901.150.700.85表B.1（续）序号结构型式初生空化数si备 注5消能工与分流墩1.45q =0b=0.37hr/h=01.20q =5b=0.3hr/h=00.95q =5b=0.3hr/h=0.130.950.68si1=2.44si2=2.20m为坡度表B.1（续）序号结构型式初生空化数si备 注5消能工与分流墩si1=si2=1.60m为坡度1.75c0.0150.901.15c0.0150.801.05表B.1（续）序号结构型式初生空化数si备 注60.20D6mm70.20D6mm8升坎2.30二元流直立升坎2.002

40、.001.801.209跌坎1.10二元流直立跌坎0.951.05a51.00表B.1（续）序号结构型式初生空化数si备 注100.466a1/3a 以度计（5a 90）112.24如焊缝、混凝土瘤等122.0如模板接缝处理不严格131.52.0143.04.0150.300.851.25附 录 C（规范性附录）抗空蚀试验方法C.1 目的及适用范围C.1.1 测定混凝土（或砂浆）表面受高速水流产生的空蚀作用下的相对抗力，用于评价混凝土（或砂浆）的相对抗空蚀性能。C.2 仪器设备与试件C.2.1 缩放型空蚀发生器：见图C.1。1高速水流；2渐变段；3试件箱盖；4试件；5渐变段图C.1 缩放型空蚀

41、发生器示意图C.2.2 天平：称量20kg，感量0.01g。C.2.3 试件：混凝土（或砂浆）试件断面尺寸为200mm100mm 100mm，两侧各有一台阶，见图C.2。图C.2 抗空蚀试件尺寸（单位：mm）C.3 试验步骤C.3.1 按DL/T 5150的要求制备试件，允许骨料最大粒径为20mm，试验以3个试件为一组。C.3.2 试验前，试件需在水中至少浸泡48h。C.3.3 试验时，取出试件，擦去表面水分，称量。C.3.4 将试件放入空蚀箱中，在箱盖间垫上止水橡皮垫圈，并用螺栓固定使其密封。C.3.5 开启水阀，待灌满整个缩放管后，关水阀，启动水泵电动机，使水流由蓄水池吸入加压后流经工作段

42、，通过调节旁通道阀门（可通过观察压力表及阻尼装置）控制水流流速在48m/s（断面平均流速）的工作状况，调好工况后即开始计时。C.3.6 累计开机8h，取出试件，清洗干净，擦去表面水分，称量。C.4 试验结果处理C.4.1 混凝土（或砂浆）抗空蚀指标以抗空蚀强度或蚀损率表示。C.4.1.1 抗空蚀强度按式（C.1）计算：（C.1）式中：R抗空蚀强度，即单位面积上被空蚀单位质量所需时间，hm2/kg；t试验累计时间，h； A试件受蚀面积，m2；Q经t时段空蚀后，试件损失的累计质量，kg。C.4.1.2 蚀损率按式（C.2）计算：（C.2）式中：L蚀损率，；M0试验前试件质量，kg；Mt试验后试件质量，kg。C.4.2 以一组三块试件测值的算术平均值作为试验结果。当单个测值与平均值之差值超过平均值的15时，则此值应予剔除，取两个测值的平均值作为试验结果。若一组中可用的测值少于两个时，该组试验应重做。附 录 D（规范性附录）水工混凝土铁