基于常態(tài)混凝土雙曲拱壩溫控技術(shù)

趙華清

(貴陽市水利交通發(fā)展投資(集團(tuán))有限公司，貴陽550018)

基于常態(tài)混凝土雙曲拱壩溫控技術(shù)

趙華清

(貴陽市水利交通發(fā)展投資(集團(tuán))有限公司，貴陽550018)

貴陽市魚洞峽水庫工程，地處長江流域烏江水系清水河的源頭河流—南明河的二級支流魚洞河上，為貴陽市供水規(guī)劃的重點(diǎn)水源之一。該區(qū)壩址以上集水面積118 km2，正常蓄水位1 075 m，總庫容1 860萬m3，水庫與水廠間引水鋼管出口設(shè)發(fā)電廠房，裝機(jī)640 kW。水廠按規(guī)程處理能力為10萬t/d。最高壩高72 m。該區(qū)的主體工程為常態(tài)混凝土雙曲拱壩，只有在施工過程中，對其溫控技術(shù)和接縫灌漿技術(shù)管理控制，才能更好的保障大壩的順利運(yùn)行。

混凝土;雙曲拱壩;溫控技術(shù);接縫灌漿;質(zhì)量控制

0 前言

魚洞峽水庫工程混凝土雙曲拱壩施工中，混凝土澆筑時間為2012年初—2013年3月。在大壩施工中，分季節(jié)對其溫度實施控制。在大壩前后期的通水降溫過程中，結(jié)合溫度變化，采取有效措施實施接縫灌漿技術(shù)。在對雙曲拱壩施工中，做好技術(shù)監(jiān)理，保障其溫度控制，減少因溫控失誤對壩體產(chǎn)生的破壞。

1 拱壩施工技術(shù)

混凝土大壩施工前期，就已經(jīng)成立了相關(guān)的管理工作小組，除了先后制定一系列確保溫控工作有序開展的管理制度外，還定期組織召開溫控工作例會，對拱壩實施中溫控技術(shù)的管理，做好了預(yù)案管理措施。

項目部為確保施工質(zhì)量，實施了幾項項重要措施，嚴(yán)把“溫控關(guān)”。

采用拌合水降溫措施，對混凝土雙曲拱壩實施降溫。對拌合系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)實施嚴(yán)格的改善，以確保拌合樓的性能滿足相關(guān)要求。

在澆筑溫度的恒定上面，對于如何風(fēng)冷、纜機(jī)澆倉以及行溫被坯層隔熱進(jìn)行了相應(yīng)的溫控技術(shù)控制。

在對倉面的保溫養(yǎng)護(hù)上面，除了對常態(tài)混凝土面進(jìn)行隔熱養(yǎng)護(hù)外，還要在其橫縫面掛設(shè)花管噴淋養(yǎng)，對于水平縫面實施人工灑水養(yǎng)護(hù)。減少因氣溫變化造成的混凝土壩面造成的損失。

內(nèi)外氣溫差異顯著的情況下，要配備冷水機(jī)組，防止因氣溫差異對大壩造成的破壞。

網(wǎng)絡(luò)自動化內(nèi)控管理小組，通過溫差曲線數(shù)據(jù)，更能對溫差做出及時的調(diào)整。

成立預(yù)警監(jiān)督機(jī)制，溫控小組及時與項目組聯(lián)系，設(shè)置飛行平臺加強(qiáng)褫奪，將溫控工作落實到具體的工作中去。

在對溫控投入上面，絕對不能懈怠，除了為溫控技術(shù)的設(shè)置必要的配套措施以保證混凝土、的溫控技術(shù)達(dá)到相關(guān)規(guī)定外，對于各階段的溫控數(shù)據(jù)還要做詳盡的記載，以保障溫控技術(shù)質(zhì)量從整體上得以提高。

庫首帷幕鉆孔和灌漿工程:庫首帷幕灌漿鑒于局部巖溶地質(zhì)條件的不可預(yù)見性，施工階段將根據(jù)灌漿平洞、先導(dǎo)孔及灌漿實施過程中揭露的實際情況進(jìn)行動態(tài)設(shè)計及施工調(diào)整。除了設(shè)計庫首帷幕防滲標(biāo)準(zhǔn)外，還要依據(jù)技術(shù)條款對庫首灌漿工程實施施工。

用壓力將水泥漿液灌注到混凝土壩體接縫工程技術(shù)，成為混凝施工方溫度裂變對壩體的破壞在灌漿管路的設(shè)計方面，根據(jù)地形地貌特征，實施預(yù)埋鐵管或塑料或者塑料拔管的方式，對灌漿管路系統(tǒng)的澆筑世宗保持通暢。

在后期對接縫灌漿的質(zhì)量的驗收和審核夾斷，對于數(shù)據(jù)資料的相關(guān)分析研究，通過鉆孔取樣、壓水檢查和縫面鑿槽檢查等成果等進(jìn)行綜合評定。為達(dá)成預(yù)期目標(biāo)的工程，必須實施重復(fù)灌注措施，以保障施工工程的有序運(yùn)行。

灌漿壓力孔口，根據(jù)灌漿壓力，實施現(xiàn)場試驗確定。裝孔爆破時，除了必要的防震措施外，還要確保灌漿工程中，溫度維持在5～40℃。在5月份，壩體的溫度降至封拱溫度14℃，有利于接縫灌漿的順利完成。

水庫通水時，蓄滿水的水池，在上下游水位差距割據(jù)狀態(tài)下，水流會相應(yīng)的發(fā)生變動，霸體的土粒間，就會相應(yīng)的發(fā)生流動和變動，在長期的滲流作用影響下，滲透與變形就會是把頭與壩基間出現(xiàn)滲流坡降，時日一長，就會嚴(yán)重影響和制約水庫的正常運(yùn)作。

2 大壩混凝土溫度控制

魚洞峽水庫壩址地理位置在烏當(dāng)區(qū)東風(fēng)鎮(zhèn)頭堡村，多年平均降水量1 134.9 mm，多年平均氣溫14.6℃，多年水面蒸發(fā)量1 290.9 mm。多年平均相對濕度81%，最小相對濕度9%。

對壩址的設(shè)計，都是考慮到其多年徑流量分析成果和平均流量來設(shè)計的。該區(qū)的洪水季節(jié)多發(fā)生在5—8月，在暴雨沖刷下，很容易受影響失去正常功效。

在施工中，對其溫控技術(shù)進(jìn)行調(diào)控，能夠有效解決季節(jié)施工中的難題，混凝土施工中的難題。

在夏季，除了應(yīng)用高效冷卻器及兩次風(fēng)冷技術(shù)外，還有輔以片冰機(jī)制冰、少量摻冰的預(yù)冷碾壓混凝土生產(chǎn)工藝，普遍采用初期通水冷卻降溫措施，將混凝土側(cè)面溫度與內(nèi)文向協(xié)調(diào)。

對于倉面的施工，利用新型技術(shù)研究成果倉面噴霧機(jī)，實施倉面小片區(qū)管理。

由于溫控技術(shù)的防裂投資較大，工期較長，加上施工工藝復(fù)雜，混凝土風(fēng)化侵蝕，裂縫時有產(chǎn)生，采取必要的措施保證工程質(zhì)量，對溫控防裂技術(shù)進(jìn)行革新。

在施工環(huán)節(jié)進(jìn)行努力，首先在于對混凝土原材料的管理上，除了是正規(guī)廠家提供的合格產(chǎn)品外，還必須進(jìn)行現(xiàn)場試用。

配料系統(tǒng)采用電子計量器，以減少人為因素對拱壩的破壞。

施工中，除了按規(guī)范要求對雙曲拱壩混凝土進(jìn)行質(zhì)檢外，還要進(jìn)行隨機(jī)抽檢和全面檢查，保證接縫灌漿的關(guān)鍵技術(shù)，符合混凝土保養(yǎng)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 混凝土保養(yǎng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

拱壩穩(wěn)定溫度場時確定魚洞峽水庫運(yùn)轉(zhuǎn)期溫度荷載、封拱灌漿時機(jī)的主要依據(jù)。

混凝土低溫澆灌和溫控防裂技術(shù)的綜合利用，對于水站的建設(shè)而言，是一項需要技術(shù)和系統(tǒng)性技術(shù)施工的復(fù)雜工程，在溫度控制方面，主要有以下5種措施:

1)對混凝土從拌合樓到入倉實施振搗工藝的時間進(jìn)行提速，①節(jié)省了入倉時間，②保證混凝土澆筑工藝的進(jìn)一步提升。

2)在倉面內(nèi)外溫差較大的季節(jié)，對倉面實施管理，是保障拱壩氣溫均衡，防止極度溫差產(chǎn)生的裂縫的關(guān)鍵溫控措施。對倉面實施噴霧，更能達(dá)到溫度均衡的目的。

3)在對倉面保溫材料的選擇上，一定要選擇好的保溫被，在澆筑過程中尤其要減少混凝土表面裸露時間。

4)拱壩通水冷卻設(shè)施的設(shè)計要求，是迎合了澆筑面冷卻水管的相關(guān)要求，在澆筑面的而不同層次間，間距在1～1.5 m，通水冷卻的水流量和壩體的溫控技術(shù)，都是在澆筑開始后持續(xù)的冷卻，控制的合理溫度，才能達(dá)到相關(guān)的設(shè)計要求。

5)混凝土的養(yǎng)護(hù)，是溫控技術(shù)中，最終的技術(shù)養(yǎng)護(hù)點(diǎn)，對于水電站的順利運(yùn)行，影響作用同樣深遠(yuǎn)。

3 雙曲拱壩溫控技術(shù)監(jiān)理質(zhì)量控制

雙曲拱壩是以混凝土設(shè)計構(gòu)造增加外界抗壓強(qiáng)度，主要是混凝土斷面較薄，適宜魚洞峽水庫壩址的地形地質(zhì)條件，能根據(jù)河谷的寬高比和地質(zhì)條件節(jié)省投資建設(shè)費(fèi)用。為了使工程量省，造價最低，根據(jù)壩體剖面對壩的應(yīng)力狀態(tài)和安全度進(jìn)行設(shè)計，選擇適合該區(qū)的拱壩體形，除了能滿足樞紐布置外，在施工運(yùn)用過程中，對拱壩外形和尺寸進(jìn)行調(diào)整，充分發(fā)揮壩體材料強(qiáng)度和應(yīng)力狀態(tài)，以保證壩肩巖體的穩(wěn)定［1］。

在施工過程中，對于常態(tài)混凝土雙曲拱壩的溫控技術(shù)進(jìn)行控制最顯而易見的目的就是為了降低因混凝土內(nèi)產(chǎn)生的最高升溫對壩面和壩基產(chǎn)生的裂縫。

主要方法是通過計算混凝土內(nèi)最高氣溫與未來穩(wěn)定溫度之間的比值關(guān)系，來持平其梁體結(jié)構(gòu)，以便于混凝土保持長天溫度，不至于因內(nèi)外比值較大而產(chǎn)生裂縫以及修后復(fù)裂情況的發(fā)生。

壩面各點(diǎn)通過不同技術(shù)，對其溫度進(jìn)行綜合比值，除了將壩面各點(diǎn)的溫度階梯基本持平外，壩體的預(yù)定溫度值也要符合相關(guān)的溫度值。在灌漿處理中，除對混凝土原材料配比的優(yōu)化升級外，拌合技術(shù)和運(yùn)輸入倉澆筑技術(shù)，在施工中，都要把握好覆蓋保溫和通水冷卻以及灑水技藝。

雙曲拱壩溫控技術(shù)監(jiān)理質(zhì)量控制，是根據(jù)不同季節(jié)的不同需求，而做出的不同的選擇。由于不同月份間的水溫、氣溫和大壩不同部位澆筑溫度的要求有所依區(qū)別，過渡季節(jié)是溫控技術(shù)建立中不可忽視的環(huán)節(jié)，這一時節(jié)。

可根據(jù)混凝土初凝期日均溫度和外界氣溫溫度進(jìn)行溫控參考。

在施工前期，項目部和施工建立人員，確保了系統(tǒng)運(yùn)行安全的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。

混凝土澆筑準(zhǔn)備工作中，有專門的領(lǐng)導(dǎo)人負(fù)責(zé)，從好技術(shù)、物資、設(shè)備、后勤保障等各項工作的開展上，確保施工質(zhì)量。

對于技術(shù)交底工作，確?；炷僚c建基面精心測量放樣，對澆筑面反復(fù)進(jìn)行沖洗、鑿毛，在立模過程中，項目部主管質(zhì)量領(lǐng)導(dǎo)親自在現(xiàn)場指導(dǎo)施工，質(zhì)檢員24 h旁站，確保了墊座混凝土倉位一次性通過驗收［2］。

混凝土的質(zhì)量管理，是確保澆筑技術(shù)順利開展的有效措施，使用水化熱較低的水泥，選用合理的混凝土配合比，均勻拌合混凝土，提高混凝土自身的抗裂能力，添加減水劑，木質(zhì)素磺酸鈣屬陰離子表面活性劑，對水泥顆粒有明顯的分散效應(yīng)，并能使水的表面張力降低而引起加氣作用，使混凝土更加容易拌合，冷水通用，是砂石降溫和輸送罐車中有效降溫的良方。為防止混凝土作業(yè)區(qū)澆筑工程的順利運(yùn)行，可以利用沾布進(jìn)行遮蓋和防御，同時可為模板降溫。

混凝土澆筑完成后的溫度控制，拆模時間考慮氣溫環(huán)境的影響，混凝土的拆模時間考慮氣溫環(huán)境的影響，是在常態(tài)混凝土雙曲拱壩的興建中，最常遭遇的環(huán)境問題。

尤其是在在澆筑混凝土的施工中，采用分段定點(diǎn)、斜面分層，對于混凝土的溫控，更能收到顯而易見的成效。

用混凝土溫度測定記錄儀，進(jìn)行施工全過程的跟蹤和監(jiān)測，這樣在施工過程中，對混凝土內(nèi)部各部位的溫度變化可跟蹤監(jiān)測，做到信息化施工確保工程質(zhì)量［3-5］。

4 總結(jié)

魚洞峽水庫工程施工中，對長天混凝土拱壩的施工和澆筑工藝，必須提出高標(biāo)準(zhǔn)。尤其是溫度控制環(huán)節(jié)和接縫灌漿技藝，必須做明確的安排。在利用新材料、新工藝和新設(shè)備對混凝土施工技術(shù)和接縫灌漿技藝進(jìn)行提升，才能使雙曲拱壩工程建設(shè)收到了顯著成效。

由于魚洞峽水庫的地層巖性和構(gòu)造面來看，盡管壩體的最高溫度曾經(jīng)達(dá)到40℃但是并沒有對壩體造成直接損害，但是出于壩體安全考慮，建立早期試驗?zāi)Ｐ停C合考慮施工條件，按相關(guān)規(guī)則和規(guī)程，對該區(qū)的壩址施工建設(shè)和溫度控制。在最佳時期和溫度條件下，實施接縫灌漿技術(shù)。

［1］付迪，李紅，李呈垚，等.雙曲拱壩混凝土溫控的監(jiān)理質(zhì)量控制［J］.建設(shè)監(jiān)理，2011(03):72-74.

［2］楊軍平，吳斌.淺談雙曲拱壩施工的現(xiàn)場管理［J］.技術(shù)與市場，2011(01):69-70.

［3］石秀珍.混凝土雙曲拱壩施工溫度控制［J］.科技與企業(yè)，2013(03):69-70.

［4］倪紅強(qiáng)，張銳.天花板水電站碾壓混凝土雙曲拱壩溫控技術(shù)研究［J］.水利水電施工，2011(03):197.

［5］楊仲洪，楊和明，曹龍.石門坎水電站常態(tài)混凝土雙曲拱壩溫控技術(shù)［J］.云南水力發(fā)電，2011(06):127-130.

TV544.921

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1007-7596(2014)06-0064-03

2013-12-03

趙華清(1967-)，男，貴州貴陽人，工程師，從事水利工程建設(shè)管理工作。