天花板水電站高溫季節(jié)大壩碾壓混凝土施工質(zhì)量控制

宗建倫

（云南滇能 （集團(tuán)）控股公司昭通工程建設(shè)指揮部，云南 昭通 657000）

1 工程概況

天花板水電站工程壩址位于牛欄江支流清水河河口上游約1.5 km的天花板峽谷處，為混合式開發(fā)水電站，建筑物主要由碾壓混凝土雙曲拱壩、引水系統(tǒng)、地面廠房等組成。工程為三等中型工程。樞紐水庫正常蓄水位1 071.00 m，總庫容0.787億m3，死水位1 050.00 m，拱壩壩頂高程1 076.80 m，最大壩高107.0 m，拱端最大厚度24.247 m，壩頂最小寬度6.0 m，厚高比0.215，壩頂軸線展開長(zhǎng)度159.87 m，其中，左岸非溢流壩段長(zhǎng)44.86 m，溢流壩段長(zhǎng)66.2 m，右岸非溢流壩段長(zhǎng)48.81 m。大壩中部1 020.00 m高程布置2個(gè)泄洪中孔，1 025.00 m高程布置1個(gè)排沙孔，頂部1 062.5 m高程布置3個(gè)表孔。

牛欄江流域除上游部分地區(qū)屬于北亞熱帶季風(fēng)氣候外，絕大部分地區(qū)屬于暖溫帶高原季風(fēng)氣候。年溫差大、日溫差小，干濕季節(jié)明顯。由于地形高差較大，形成了較為明顯的立體氣候，河谷等地勢(shì)低的地方溫度高，降雨量小，高山區(qū)溫度低，降雨量大。年平均氣溫17.2℃，最低氣溫-11.5℃，最高氣溫33℃。

2 高溫季節(jié)碾壓混凝土施工質(zhì)量控制

根據(jù)天花板水電站氣象資料，每年6月～10月屬高溫季節(jié)，尤其白天氣溫較高。大壩碾壓混凝土拌和制冷系統(tǒng)于2009年7月投產(chǎn)，2009年5月9日大壩碾壓混凝土澆筑至978.45 m高程，2009年6月3日完成了978.5 m以下高程固結(jié)灌漿施工，2009年6月～10月大壩混凝土由978.5 m高程澆筑到1 010 m高程。高溫時(shí)段碾壓混凝土施工量大，其質(zhì)量控制極為重要。

2.1 倉(cāng)面規(guī)劃

倉(cāng)面采取垂直水流方向分條帶鋪料碾壓施工，上游面二級(jí)配碾壓混凝土須單獨(dú)分一個(gè)條帶 （含變態(tài)混凝土），鋪料寬度不小于設(shè)計(jì)寬度，下游面三級(jí)配混凝土按6～8 m分條帶施工，整個(gè)鋪料、碾壓工序從上游向下游推進(jìn)，鋪料主要采取進(jìn)占法，廊道層局部采用后退法。鋪筑厚度按34 cm控制，壓實(shí)厚度為30 cm；特殊情況下，如出現(xiàn)極端氣象條件、設(shè)備嚴(yán)重故障等不可預(yù)料的情況，且影響層間澆筑時(shí)間時(shí)鋪筑厚度按29 cm控制，壓實(shí)厚度為25 cm。978.7～1 000 m高程大壩倉(cāng)面通倉(cāng)面積為1 885.61～2 420.94 m2。

1 000 m高程以下最大入倉(cāng)強(qiáng)度：碾壓層厚為30 cm和25 cm時(shí)分別為726.3、605.2 m3。實(shí)際入倉(cāng)強(qiáng)度 180～120 m3/h。

2.2 拌和系統(tǒng)

拌和系統(tǒng)配置1座HLS120拌和樓和1座DWD160拌和站。HLS120拌和樓預(yù)冷碾壓混凝土實(shí)際產(chǎn)量為60～90 m3/h。DWD160拌和站額定產(chǎn)量8 m3/3 min，碾壓混凝土實(shí)際產(chǎn)量為120 m3/h。

系統(tǒng)配置5座容量達(dá)4 000 t的膠凝材料罐；相應(yīng)配置單臺(tái)功率90 kW、風(fēng)量40 m3/h的大容量輸灰設(shè)備4臺(tái)；同時(shí)HLS120拌和樓配70 t灰罐3座，DWD160拌和站配100 t灰罐2座，可滿足現(xiàn)有的生產(chǎn)需要。

2.3 制冷系統(tǒng)

混凝土系統(tǒng)制冷系統(tǒng)裝機(jī)容量175萬kcal，其中一次風(fēng)冷75萬kcal，二次風(fēng)冷50萬kcal，制冷水50萬kcal（制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)）。選用3臺(tái)JZLG20螺桿式氨壓機(jī)及1臺(tái)JZLG16螺桿式氨壓機(jī)作為制冷系統(tǒng)主要設(shè)備，冷凝器和高壓儲(chǔ)氨器、低壓循環(huán)貯氨器、氨泵、高效空氣冷卻器、冷水機(jī)組等作為制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備。

骨料溫度經(jīng)過一次風(fēng)冷、二次風(fēng)冷降到2～3℃，以現(xiàn)有制冷工況及實(shí)際生產(chǎn)工藝和配合比的骨料要求可以拌制95 m3/h出機(jī)口溫度為14℃的預(yù)冷混凝土。

2.4 骨料砂石系統(tǒng)

人工砂石料加工系統(tǒng)粗碎處理能力為500 t/h，成品生產(chǎn)能力為400 t/h。

人工砂石系統(tǒng)與拌和系統(tǒng)相鄰布置，系統(tǒng)設(shè)置了粗碎車間、半成品堆料倉(cāng)、中碎車間、一篩車間、制砂調(diào)節(jié)料倉(cāng)、細(xì)碎制砂車間、二篩車間和成品料堆場(chǎng)等部分。成品料出料采用膠帶機(jī)輸送。

成品料倉(cāng)設(shè)常態(tài)混凝土砂倉(cāng)2個(gè)，RCC砂倉(cāng)2個(gè)， 5～20、 20～40、 40～80 mm 骨料倉(cāng)共 7 個(gè)； RCC砂倉(cāng)儲(chǔ)存容量7 500 m3，5～20 mm骨料儲(chǔ)存容量3 500 m3， 20～40 mm 骨料儲(chǔ)存容量 3 500 m3， 40～80 mm骨料儲(chǔ)存容量1 700 m3。

在碾壓混凝土生產(chǎn)前，各倉(cāng)儲(chǔ)備容量碾壓砂可滿足12 000 m3用量，大中小石可滿足8 700 m3用量。砂石系統(tǒng)完全能夠保證4～6 h的入倉(cāng)用量。

2.5 溫度控制措施

（1）高溫季節(jié)澆筑壩體強(qiáng)、弱約束區(qū)混凝土?xí)r，確保碾壓混凝土盡快入倉(cāng)。碾壓混凝土入倉(cāng)后應(yīng)盡快完成平倉(cāng)和碾壓，從拌和樓到碾壓完畢的最長(zhǎng)歷時(shí)不宜超過2 h。

（2）出機(jī)口溫度控制。砂料倉(cāng)設(shè)遮陽設(shè)施，地弄取料，砂料倉(cāng)頂部采取噴霧措施；在碾壓混凝土施工前，將成品料倉(cāng)生產(chǎn)至滿倉(cāng)狀態(tài)，堆料高度可達(dá)10～12 m；將成品料倉(cāng)地壟前后出口部分封閉，保持地壟內(nèi)溫度在高溫時(shí)段不至回溫過快；在粗骨料倉(cāng)面安裝1臺(tái)噴霧機(jī)，采用噴霧措施降低高溫時(shí)段粗骨料的溫度。

（3）混凝土生產(chǎn)及運(yùn)輸過程溫度控制。混凝土采用自卸汽車運(yùn)輸，為防止混凝土在運(yùn)輸過程中溫度回升過快，對(duì)自卸車加裝遮陽篷；混凝土接料前和接料時(shí)用涼水沖洗車廂；混凝土接料后從拌和樓到倉(cāng)面的下料時(shí)間控制在20 min以內(nèi)；從拌和樓到倉(cāng)面道路確保暢通，并灑水降溫減塵；拌和樓周圍灑水降溫減塵；對(duì)地壟拌和樓的運(yùn)料皮帶機(jī)以及砂倉(cāng)輸送膠帶機(jī)加裝遮陽遮雨棚。

（4）混凝土倉(cāng)面溫度控制。減少混凝土上下層覆蓋時(shí)間，混凝土覆蓋時(shí)間控制在4 h左右，高溫時(shí)段在混凝土平倉(cāng)碾壓完成后及時(shí)覆蓋土工布，避免太陽直射混凝土表面；采用噴霧機(jī)對(duì)澆筑倉(cāng)面上空進(jìn)行噴霧，降低倉(cāng)面環(huán)境溫度，噴霧時(shí)做到覆蓋整個(gè)倉(cāng)面，要求霧滴直徑達(dá)到40～80 μm，避免形成水滴落在混凝土面上，噴霧機(jī)均勻安放在周邊模板支架上，架高2～3 m，并結(jié)合風(fēng)向，使噴霧方向與風(fēng)向一致，結(jié)合倉(cāng)面布置4臺(tái)噴霧機(jī)，根據(jù)實(shí)測(cè)情況，噴霧后倉(cāng)面環(huán)境溫度較外界氣溫平均降低6℃左右，同時(shí)增加濕度，盡可能減少混凝土表面水分蒸發(fā)。

（5）倉(cāng)面保溫。高溫季節(jié)澆筑過程中，混凝土平倉(cāng)振搗后表面及時(shí)覆蓋土工布，直至上層混凝土開始澆筑鋪料時(shí)逐步揭開；混凝土澆筑收倉(cāng)后層面立即覆蓋土工布進(jìn)行隔熱保溫12～24 h，終凝后表面流水養(yǎng)護(hù)。控制澆筑溫度回升降低4℃左右。

（6）表面養(yǎng)護(hù)。對(duì)已澆筑完成的混凝土表面采取流水養(yǎng)護(hù)措施，對(duì)上下游及壩面暴露的側(cè)面采用花管淋水養(yǎng)護(hù)，水平面覆蓋土工布灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間直至上一倉(cāng)混凝土澆筑為止。

（7）冷卻水管。冷卻水管為HDPE（φ32 mm）塑料管，設(shè)計(jì)層距為1.0 m×1.0 m，層間間距為1.5 m，單根水管長(zhǎng)度一般控制在250 m以內(nèi)，冷卻水管連續(xù)通水時(shí)間10～15 d，混凝土溫度與水溫之差不超過25℃，冷卻時(shí)混凝土日降溫幅度不超過1℃，管中水流流速為0.6 m/s，水流方向24 h改變一次，以使壩體均勻冷卻。為預(yù)防澆筑不均衡，局部溫度偏高，攤鋪覆蓋后及時(shí)通水，削減溫峰3℃左右，控制最高溫度在要求范圍內(nèi)。在溫控過程中，根據(jù)壩體溫度計(jì)溫度檢測(cè)，若出現(xiàn)最高溫度接近設(shè)計(jì)要求溫度2～3℃時(shí)，加大通水流速，增加通水流量，降低冷卻水溫。為保證壩體混凝土容許最高溫度為28～32℃，溫度測(cè)量單位加大測(cè)溫頻率，每2 h或4 h提供一次溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師確定通水溫度、時(shí)間、流量等參數(shù)和要求。

2.6 混凝土澆筑控制

（1）澆筑前控制。倉(cāng)面驗(yàn)收前，必須完成上一倉(cāng)大壩上下游已出露混凝土面的外觀檢查、缺陷的鑒定及處理，并已通過初步驗(yàn)收合格。制漿站材料、管路已準(zhǔn)備好，變態(tài)漿液配合比已在拌制現(xiàn)場(chǎng)張貼，制漿站減水劑已配置，現(xiàn)場(chǎng)稱量器具已準(zhǔn)備，漿液檢測(cè)方法已確定。冷卻水管施工平臺(tái)已完成，進(jìn)出水管路接口已到位。倉(cāng)面保溫土工布已準(zhǔn)備、噴霧設(shè)備已安裝并試用，碾壓平倉(cāng)設(shè)備完好就位。有近3～5 d的天氣分析成果，基本確保不會(huì)出現(xiàn)高溫和大雨天氣，適合碾壓混凝土的施工。

（2）VC值控制。出機(jī)口VC值由施工單位試驗(yàn)室及監(jiān)理工程師試驗(yàn)人員每2 h檢測(cè)一次，并根椐氣溫變化和倉(cāng)面實(shí)際要求隨時(shí)調(diào)整。拌和樓工作人員經(jīng)常觀察下料混凝土情況，出現(xiàn)骨料過干分離嚴(yán)重或混凝土過稀車箱內(nèi)泛漿的情況，應(yīng)立即通知試驗(yàn)人員進(jìn)行調(diào)整并采取措施?，F(xiàn)場(chǎng)VC值由試驗(yàn)室每2 h檢測(cè)一次，將檢測(cè)情況告知施工方工程部和監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)人員。

（3）混凝土入倉(cāng)。運(yùn)輸車輛進(jìn)入倉(cāng)面應(yīng)即時(shí)卸料即時(shí)出倉(cāng)，避免車輛在倉(cāng)面停留時(shí)間過長(zhǎng)，降低運(yùn)輸效率；卸料應(yīng)盡量降低堆積高度，采用二次疊壓卸料法，減少骨料的分離；汽車卸料應(yīng)與模板有3 m的距離，避免卸料對(duì)模板的沖擊；車輛從進(jìn)入倉(cāng)面，必須有專人引導(dǎo)指揮，車輛在專門的車道上行駛。

（4）碾壓。倉(cāng)面振動(dòng)碾行駛速度要求為1～1.5 km/h，嚴(yán)禁超速行駛。施工方工程部配合質(zhì)管人員對(duì)振動(dòng)碾進(jìn)行測(cè)速，每層不少于2次，測(cè)速要求為18～25 m/min。

（5）養(yǎng)護(hù)。倉(cāng)面收倉(cāng)后應(yīng)立即進(jìn)行保溫、保濕及養(yǎng)護(hù)，作業(yè)隊(duì)安排專人鋪設(shè)保溫材料，灑水養(yǎng)護(hù)至下一倉(cāng)開倉(cāng)為止。

2.7 試驗(yàn)室

施工方建立了施工試驗(yàn)室，業(yè)主建立了中心試驗(yàn)室，監(jiān)理抽查的試驗(yàn)樣品在業(yè)主中心試驗(yàn)室試驗(yàn)。對(duì)有爭(zhēng)議的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以業(yè)主試驗(yàn)室抽查試驗(yàn)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。要求施工方定時(shí)對(duì)各種材料進(jìn)行檢查，對(duì)于混凝土坍落度、VC值、含氣量、溫度、氣溫等根據(jù)需要抽查，出現(xiàn)偏差及時(shí)調(diào)整。

3 質(zhì)量控制制度

（1）為做好大壩碾壓混凝土工程質(zhì)量控制特別是高溫季節(jié)的施工，在大壩碾壓混凝土施工中，業(yè)主按照滇能公司 “科學(xué)管理、精心組織、從嚴(yán)要求，質(zhì)量第一”的方針精心組織管理。工程建設(shè)中嚴(yán)格按照質(zhì)量目標(biāo)進(jìn)行管理，過程中要求參建四方執(zhí)行“三檢制”，對(duì)關(guān)鍵工序、隱蔽工程實(shí)行重點(diǎn)盯防和旁站監(jiān)督，對(duì)重大技術(shù)問題超前研究，并堅(jiān)持用生產(chǎn)性試驗(yàn)來指導(dǎo)混凝土各工序的施工。對(duì)混凝土“頑癥”和施工質(zhì)量缺陷按 “三不放過”的原則嚴(yán)肅處理。

（2）建立參建四方質(zhì)量管理責(zé)任制，分工明確，責(zé)任清晰。業(yè)主制定了 “天花板電站質(zhì)理管理考核辦法”，為確保大壩混凝土施工質(zhì)量、運(yùn)行安全及美觀，成立一個(gè)由參建各方組成的大壩質(zhì)量管理工作組。管理工作組針對(duì)大壩施工的各主要環(huán)節(jié)，從混凝土原材料、混凝土生產(chǎn)、模板安裝、鋼筋施工、混凝土碾壓 （澆筑）、養(yǎng)護(hù)、溫控、基礎(chǔ)灌漿、雨季施工等方面進(jìn)行全過程管理控制，嚴(yán)格按技術(shù)要求和質(zhì)量保證措施進(jìn)行落實(shí)。

（3）為充分調(diào)動(dòng)參建各單位潛能和積極性，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工組織管理，加快施工進(jìn)度、質(zhì)量控制管理，充分發(fā)揮參建各方的促進(jìn)作用，確保天花板水電站工程首臺(tái)機(jī)組發(fā)電目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，制定參建四方主要負(fù)責(zé)人的質(zhì)量管理體系。設(shè)立每月質(zhì)量獎(jiǎng)勵(lì)，每月上旬由領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)對(duì)上月工程質(zhì)量統(tǒng)一考核，對(duì)施工單位質(zhì)量工作小組的獎(jiǎng)罰由監(jiān)理單位負(fù)責(zé)按照領(lǐng)導(dǎo)小組的決定分別填寫工程獎(jiǎng)罰單，并經(jīng)監(jiān)理單位、建設(shè)單位相關(guān)人員簽字后進(jìn)入施工單位的月度支付報(bào)表。進(jìn)度工作小組的獎(jiǎng)勵(lì)由施工單位支付給建設(shè)單位，由建設(shè)單位統(tǒng)一發(fā)放。

（4）建立澆筑倉(cāng)面與拌和系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)通信聯(lián)絡(luò)網(wǎng)，專人采用對(duì)講機(jī)或手機(jī)等通信手段，確保混凝土供料澆筑正常。

（5）建立天氣預(yù)警、混凝土溫控預(yù)警、通水溫控預(yù)警制度。①天氣預(yù)警包括高溫與氣溫驟降預(yù)警、降雨預(yù)警、雷電大風(fēng)預(yù)警。根據(jù)氣象中心壩區(qū)氣象信息，高溫預(yù)警加強(qiáng)混凝土澆筑溫度控制，氣溫驟降預(yù)警則加強(qiáng)保溫工作，降雨預(yù)警提前布置澆筑過程中的應(yīng)對(duì)措施；確保澆筑強(qiáng)度、質(zhì)量、設(shè)備安全。②混凝土溫控預(yù)警?；炷翝仓囟瘸瑯?biāo)時(shí)，加強(qiáng)骨料預(yù)冷系統(tǒng)控制確保骨料冷卻效果，加快入倉(cāng)強(qiáng)度，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)保溫覆蓋。③通水溫控預(yù)警。當(dāng)已澆混凝土內(nèi)最高溫度距設(shè)計(jì)允許值為2～3℃時(shí)，采取加大通水流量、倉(cāng)面流水養(yǎng)護(hù)等措施確保不超過設(shè)計(jì)最高要求溫度。

4 結(jié)語

天花板水電站高溫季節(jié)碾壓混凝土施工通過采取從組織體系到技術(shù)措施體系等有效的控制措施，保證了碾壓混凝土拱壩的施工質(zhì)量在有效的可控范圍內(nèi)，混凝土各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求，沒有不合格的產(chǎn)品出現(xiàn)，也沒有出現(xiàn)混凝土開裂現(xiàn)象。經(jīng)過水庫蓄水等檢驗(yàn)，層間接合較好，現(xiàn)混凝土內(nèi)部溫度穩(wěn)定。