水電站泄洪洞工程溫控技術(shù)研究

楊士彬

摘要 混凝土在約束條件下將產(chǎn)生溫度應(yīng)力，若控制不當(dāng)，容易導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂,而高速水流對(duì)混凝土表面不平整度和澆筑質(zhì)量要求很高。施工中如何控制好混凝土的溫度變化，減少混凝土開(kāi)裂，是保證混凝土質(zhì)量的前提。

關(guān)鍵詞 溫度控制；混凝土施工；錦屏一級(jí)水電站

中圖分類號(hào)TV7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）67-0144-02

1 工程概況

錦屏一級(jí)水電站是雅礱江干流水能資源最富集的中、下游河段五個(gè)梯級(jí)水電開(kāi)發(fā)中的第一級(jí)。右岸泄洪洞采用有壓接無(wú)壓、洞內(nèi)“龍落尾”的布置形式。進(jìn)口為岸塔式結(jié)構(gòu)，進(jìn)水塔沿水流向長(zhǎng)34.00m，后接有壓隧洞；有壓洞由直段和平面彎段組成，總長(zhǎng)560.19m，末端為圓變方壓坡連接段，壓坡連接段長(zhǎng)度為25.0m，將14.50m高的圓形洞漸變至13.00m×10.50m（寬×高），后接弧形工作閘門(mén)室；無(wú)壓隧洞段始于弧形工作閘門(mén)室后，總長(zhǎng)796.37m，由上直坡段、奧奇曲線段、斜坡連接段、反弧曲線段以及下直坡段等組成，無(wú)壓洞斷面尺寸為13.00m×17.00m（寬×高），斷面形式為圓拱直墻型。洞室內(nèi)混凝土襯砌厚度為0.9m~3.5m不等，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為主要為C35、C40抗蝕耐磨混凝土。

2 溫度控制措施

2.1 材料要求

采用中熱水泥，粗骨料料堆高度要大于6m，地籠取料，在3月~10月采取遮陽(yáng)措施，使得粗骨料溫度高溫季節(jié)不高于月平均氣溫，細(xì)骨料要常年采取遮雨措施，防止雨水進(jìn)入成品砂堆。

2.2 合理分倉(cāng)，改善約束條件

洞身澆筑段長(zhǎng)度9m一倉(cāng)，洞身先整體澆筑底板（帶底部50cm~100cm邊墻），再澆筑邊頂拱。為避免基礎(chǔ)過(guò)大起伏，澆筑前進(jìn)行底板填塘砼澆筑。

2.3 澆筑溫度

采用預(yù)冷骨料和加冷水和片冰拌和混凝土；運(yùn)輸混凝土工具有隔熱遮陽(yáng)措施，縮短混凝土暴曬時(shí)間，控制從出機(jī)口到倉(cāng)面澆筑溫度回升不超過(guò)4℃。

2.4 一期通水冷卻

襯砌混凝土中布置一層冷卻水管，冷卻水管采用HDPE塑料管，內(nèi)徑為28.00mm，壁厚2.00mm，外徑32.00mm。水管間距1.0m，水管長(zhǎng)度300m以內(nèi)，冷卻水流量25L/min~30L/min。日最大降溫速率小于或等于5℃。

2.5 水管連接與封堵

混凝土內(nèi)埋設(shè)的冷卻水管接頭采用膨脹式防水接頭，為可靠地調(diào)控冷卻水溫，混凝土塊體外供水管與各條冷卻水管主管出口間的聯(lián)結(jié)應(yīng)采用三通連接，設(shè)置通過(guò)調(diào)整供水流量調(diào)整冷卻水溫功能的可靠設(shè)備。

混凝土塊體外供水管與各條冷卻水管主管出口間的聯(lián)結(jié)應(yīng)隨時(shí)有效，能快速安裝和拆除，能具備水流方向變換功能，同時(shí)要能可靠地控制某條水管的流量而不影響其他冷卻水管的循環(huán)水。所有水管的進(jìn)、出端均作好清晰的標(biāo)記以保證整個(gè)冷卻過(guò)程中冷卻水能按正確的方向流動(dòng)。總管的布置應(yīng)便于調(diào)換冷卻水管中水流方向，通水方向每24h調(diào)換一次。

在混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)注意避免水管受損、折斷、碰壞和堵塞。如果冷卻水管在混凝土澆筑過(guò)程中受到任何破壞，應(yīng)立即停止?jié)不炷林钡嚼鋮s水管修復(fù)并通過(guò)試驗(yàn)后方能繼續(xù)進(jìn)行。

水管使用結(jié)束后，應(yīng)先用不低于混凝土等級(jí)的水泥漿對(duì)混凝土內(nèi)冷卻蛇形管進(jìn)行回填灌漿，再切除水管的外露部分，并處理至滿足混凝土面美觀要求。

2.6 水管防護(hù)

無(wú)論水管鋪在何部位，均保證水管在施工中不被平倉(cāng)、振搗設(shè)備壓壞。對(duì)冷卻水管進(jìn)出口管口妥善保護(hù)，防止堵塞。混凝土外冷卻供水用干管和支管均包裹保溫材料，以滿足冷卻水管進(jìn)口水溫的要求，保溫材料及其厚度可按此要求選定。

2.7 通水記錄

對(duì)混凝土塊體內(nèi)冷卻水管的分組、管長(zhǎng)、材質(zhì)、間距等應(yīng)作詳細(xì)記錄，對(duì)主管出口應(yīng)作編號(hào)，并進(jìn)行明顯標(biāo)識(shí)。

通水冷卻的各個(gè)階段均應(yīng)對(duì)通水情況進(jìn)行記錄，記錄作為混凝土溫度測(cè)量報(bào)告的一部份，記錄內(nèi)容包括：水管編號(hào)和壩段編號(hào)；蛇形管間距、單根水管長(zhǎng)度；干管及支管的流量和壓力；各個(gè)階段通水開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間；水管進(jìn)口水溫及出口水溫（每4h測(cè)一次）。

3 溫度監(jiān)測(cè)

在混凝土中埋設(shè)電阻式溫度計(jì)來(lái)量測(cè)混凝土內(nèi)部溫度，對(duì)先澆筑的5個(gè)澆筑段進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，為此，在出口漸變段樁號(hào)泄0+539.186m、泄0+543.186、泄0+555.186m、泄0+530.186m、泄0+521.686m底板中部位置各埋設(shè)電阻式溫度計(jì)3支，具體位置距巖面20cm、混凝土中部、距迎水面20cm。混凝土澆筑時(shí)即開(kāi)始內(nèi)部溫度測(cè)量，溫度測(cè)量間隔要求：內(nèi)部溫度測(cè)量間隔時(shí)間一般應(yīng)≤12h；新澆筑混凝土前3天溫度測(cè)量間隔時(shí)間應(yīng)≤8h，之后測(cè)量間隔時(shí)間一般應(yīng)≤12h，測(cè)溫時(shí)間不少于28天。在混凝土澆筑過(guò)程中，每3h~4h測(cè)量一次混凝土原材料溫度、岀機(jī)口溫度、澆筑溫度、冷卻水進(jìn)出口溫度、壓力、流量、外界氣溫和倉(cāng)內(nèi)溫度，并做好記錄。

對(duì)所有溫度計(jì)測(cè)量結(jié)果做好記錄，形成關(guān)于最低溫度、最高溫度、平均溫度的歷史記錄，用于評(píng)價(jià)溫控措施成效，并形成溫度控制測(cè)量報(bào)告。

4 養(yǎng)護(hù)和表面保溫

在混凝土澆筑完畢后6h~18h內(nèi)開(kāi)始進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，其養(yǎng)護(hù)期時(shí)間不少于28天。在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，混凝土表面應(yīng)用連續(xù)而不是間斷的濕養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以保持表面濕潤(rùn)。底板混凝土采取流水養(yǎng)護(hù)，邊頂拱采用淋水養(yǎng)護(hù)。對(duì)于泄洪洞進(jìn)出口部位混凝土和距洞口100m范圍內(nèi)的洞內(nèi)襯砌混凝土，當(dāng)混凝土齡期低于28天遇氣溫驟降時(shí)，進(jìn)行表面保護(hù)，采用3cm厚的聚苯乙烯泡沫材料進(jìn)行全面保護(hù)。低溫季節(jié)及風(fēng)季在洞口設(shè)置擋風(fēng)門(mén)，減少冷空氣流動(dòng)。

5 結(jié)論

采取以上溫度控制措施，使錦屏一級(jí)水電站泄洪洞混凝土在施工過(guò)程中避免了出現(xiàn)大面積溫度應(yīng)力裂縫。如何采取更好的的方法來(lái)降低混凝土的水化熱，控制混凝土硬化過(guò)程中水化熱引起的內(nèi)外溫差，并從設(shè)計(jì)、材料、施工、監(jiān)測(cè)、環(huán)境等影響因素研究分析，制定可行的施工方案，這些都是待于在施工實(shí)踐中進(jìn)一步論證。

參考文獻(xiàn)

[1]楊弘，奚智勇.高拱壩裂縫成因及防治措施[J].大壩與安全，2010(4).

[2]岳景哲，陳明非.土工格柵加筋在錦屏電站進(jìn)廠道路工程中的應(yīng)用[J].中國(guó)西部科技，2010(23).

[3]楊弘，涂向陽(yáng)，奚智勇.二灘高拱壩裂縫監(jiān)測(cè)與控制措施綜合分析[J].人民珠江，2010(6).