碾壓混凝土大壩施工溫度 控制措施與效果

李宏偉

（中國(guó)水電十五局科研設(shè)計(jì)院，陜西省西安市 710000）

1 工程概況

Nam Ngum5水電站位于老撾Nam Ngum河上游右岸支流Nam Ting河上，該工程攔河壩為碾壓混凝土重力單曲拱壩，最大壩高100.50m，壩頂寬度6.0m。大壩共設(shè)置了2 條結(jié)構(gòu)縫、3 條誘導(dǎo)縫，分縫間距約40m，結(jié)構(gòu)縫采用通縫布置，每個(gè)壩段中部上下游面各設(shè)置一條誘導(dǎo)縫。

該流域?qū)儆诩撅L(fēng)氣候，受南海暖濕氣流的影響，降水豐沛，高溫濕熱，無(wú)四季之分，全年分為雨、旱兩季，每年的5～10月為雨季，降雨量占全年的80%～90%；旱季從11月～次年4月，降水量占年降水量的10%～20%。流域多年平均降雨量2500mm。

施工期實(shí)測(cè)資料顯示：壩區(qū)氣溫呈明顯年周期變化，平均氣溫約21.4℃左右，極端最高氣溫36.6℃ ，極端最低氣溫4.8℃；高溫季節(jié)一般出現(xiàn)在4～10月，低溫季節(jié)一般出現(xiàn)在11月～次年3月。

為了監(jiān)測(cè)大壩壩體內(nèi)部溫度，永久溫度監(jiān)測(cè)儀器布置在3個(gè)斷面（壩右0+008.310、壩右0+050.839、壩左0+050.762）的不同高度上，如圖1所示。其它部位的溫度監(jiān)測(cè)采用埋設(shè)于壩體內(nèi)部的其它儀器兼測(cè)。

在壩右0+008.310斷面EL1035m、EL1048m、EL1063.5m、EL1073m、EL1081m 高程分別布置溫度計(jì)，共計(jì)8 支溫度計(jì)。

在壩右0+050.839斷面EL1048m、EL1063.5m、EL1073m、EL1081m、EL1092m、EL1101m高程分別布置溫度計(jì)，共計(jì)10 支溫度計(jì)。

在壩左0+050.762斷面EL1048m、EL1063.5m、EL1073m、EL1081m、EL1092m、EL1101m 高程分別布置溫度計(jì)，共計(jì)10 支溫度計(jì)。

在每層截面上間距呈網(wǎng)格狀布置溫度計(jì)，共計(jì)28 支壩體溫度計(jì)，監(jiān)測(cè)大壩的溫度場(chǎng)。

2 大壩混凝土溫控設(shè)計(jì)

拱壩碾壓混凝土采用斜層平推鋪筑法，拱壩混凝土溫控施工技術(shù)要求見(jiàn)表1。為利于混凝土澆筑塊的散熱，基礎(chǔ)部位和老混凝土約束部位澆筑層高一般為1.2～1.5m，基礎(chǔ)約束區(qū)以外最大澆筑高度控制在3m 以?xún)?nèi)。在高溫時(shí)，可采用表面流水冷卻的方法進(jìn)行散熱。上下層混凝土容許溫差應(yīng)為15℃～20℃。各壩塊均勻上升，相鄰塊高差不超過(guò)12m，相鄰壩塊澆筑時(shí)間的間隔宜小于30d。

圖1 溫度計(jì)埋設(shè)示意圖

表1 拱壩混凝土溫控技術(shù)要求匯總表

3 碾壓混凝土溫控措施

碾壓混凝土施工采用斜層碾壓工藝，縮小了鋪筑層面積，縮短了層間間隔時(shí)間，減少溫度倒灌，通過(guò)調(diào)整層面坡度，靈活控制層間間隔時(shí)間長(zhǎng)短，使之滿(mǎn)足施工進(jìn)度、層間結(jié)合質(zhì)量的要求，同時(shí)大大加快了施工進(jìn)度。為了避免由于溫度變化和混凝土體積收縮而在壩面和壩體內(nèi)部出現(xiàn)裂縫，影響大壩的防滲性和耐久性，施工時(shí)針對(duì)壩體不同部位，不同施工時(shí)段采取不同溫控措施控制碾壓混凝土澆筑溫度，具體溫控措施如下。

（1）優(yōu)化混凝土配合比，盡量選用低水化熱水泥，并適當(dāng)摻粉煤灰，以降低混凝土的水化熱，減緩水化熱溫升速度。

（2）利用每年10月～次年5月低溫季節(jié)澆筑混凝土，高溫季節(jié)盡量利用早晚和夜間澆筑碾壓混凝土。

（3）降低混凝土原材料入機(jī)溫度，如采取增加骨料堆高及堆放場(chǎng)地搭建防曬棚，拌制混凝土?xí)r采用河水降溫等。

（4）混凝土運(yùn)輸過(guò)程運(yùn)輸設(shè)備加設(shè)活動(dòng)式遮陽(yáng)棚，縮短混凝土暴曬時(shí)間，控制混凝土溫度回升。

（5）混凝土澆筑倉(cāng)面如果溫度過(guò)高，采取手持式噴槍向倉(cāng)面噴霧，形成倉(cāng)內(nèi)小氣候，可有效降低澆筑部位的局部環(huán)境溫度5℃～6℃，同時(shí)可改善和提高倉(cāng)面的大氣相對(duì)濕度，減少VC值增長(zhǎng)，降低混凝土濕度，有效延長(zhǎng)層間允許間隔時(shí)間，防止和減少外界氣溫的熱量倒灌，并將混凝土澆筑盡量安排在早晚和夜間施工。

（6）控制每層混凝土澆筑厚度及間歇時(shí)間，加強(qiáng)混凝土表面灑水養(yǎng)護(hù)。

4 溫度計(jì)埋設(shè)

用四芯水工電纜將儀器電纜接長(zhǎng),同時(shí)做好儀器的編號(hào)和檢查工作。根據(jù)設(shè)計(jì)布置放樣，在碾壓混凝土面上挖一個(gè)深10cm的坑，將接好電纜的溫度計(jì)放入坑內(nèi)，周?chē)靥钕嗤哪雺夯炷亮?，電纜呈“～”型引至觀測(cè)站，詳見(jiàn)圖2。

圖2

表2 壩體溫度計(jì)特征溫度統(tǒng)計(jì)表

6 結(jié) 語(yǔ)

老撾Nam Ngum5水電站工程大壩碾壓混凝土的溫度控制是保證壩體混凝土澆筑質(zhì)量的重要手段，通過(guò)對(duì)原材料、配合比、混凝土拌和、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)采取措施，有效降低壩體混凝土內(nèi)部溫度，獲得了良好的溫度控制效果。通過(guò)監(jiān)測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)各項(xiàng)溫度控制措施的成效進(jìn)行評(píng)價(jià)。

實(shí)踐表明大壩碾壓混凝土溫控工作基本取得了預(yù)期成效,施工至今大壩碾壓混凝土未發(fā)現(xiàn)危害性溫度裂縫。