藏木水電站冬季混凝土施工模板內(nèi)外保溫試驗(yàn)

李恩義

(葛洲壩集團(tuán)西南分公司，昆明，650000)

1 工程概況

藏木水電站位于西藏自治區(qū)山南地區(qū)加查縣境內(nèi)，是雅魯藏布江干流中游桑日～加查峽谷段5級(jí)電站的第4級(jí)，上游銜接街需電站，下游為加查電站。壩址距山南～林芝的省道S306線約7km，距加查縣城約17km;加查縣城距山南地區(qū)行署澤當(dāng)鎮(zhèn)約140km，距拉薩約325km，對(duì)外交通較方便。

該電站工程為二等大(2)型工程，開發(fā)任務(wù)為發(fā)電，無航運(yùn)、漂木、防洪、灌溉等綜合利用要求。壩址控制集水面積157668km2，占我國境內(nèi)全流域面積240480km2的65.6%，壩址處多年平均流量1010m3/s。水庫正常蓄水位3310.00m，相應(yīng)庫容0.866億m3，調(diào)節(jié)庫容0.13億m3，校核洪水位3310.61m，死水位3305.00m，具日調(diào)節(jié)能力。壩后式廠房內(nèi)安裝6臺(tái)85MW發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量510MW，設(shè)計(jì)引用流量1071.3m3/s，額定水頭53.5m，多年平均年發(fā)電量25.008億kW.h。

2 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

藏木水電站位于高原溫帶季風(fēng)半濕潤氣候地區(qū)，年平均氣溫在8℃左右，全年有2～3個(gè)月平均氣溫在 0℃以下，冬季極端最低氣溫為 －16.6℃，晝夜溫差達(dá)20℃以上，每年的11月至次年的3月上旬為冬季混凝土施工期。

根據(jù)設(shè)計(jì)院下發(fā)的《大壩混凝土溫控技術(shù)要求》，冬季澆筑混凝土，采取鋼模板內(nèi)貼3cm厚聚苯乙烯保溫板和一層塑料膜，同時(shí)在鋼模板外側(cè)嵌貼5cm厚聚苯乙烯保溫板。每層混凝土澆筑結(jié)束后，在其上表面采用一層塑料膜和3cm厚聚苯乙烯保溫卷材壓緊覆蓋，或采用同樣效果的保溫被，拆后內(nèi)貼保溫材料需保留固定在混凝土表面。

由于內(nèi)貼苯板會(huì)形成混凝土外表面一些小“凸起”，影響大壩混凝土外觀質(zhì)量，因此，參建各方?jīng)Q定對(duì)內(nèi)貼苯板和拆模后及時(shí)粘貼苯板等不同工藝進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證各工藝的保溫效果，以便指導(dǎo)藏木水電站冬季混凝土施工。

3 試驗(yàn)部位及工況選擇

2012年10月17日～10月31日，在12#壩段下游塊第11層混凝土澆筑時(shí)進(jìn)行了模板內(nèi)外保溫試驗(yàn)。試驗(yàn)部位選取在右側(cè)橫縫上，位于(壩)0+40m～(壩)0+78m，高程3326.5m～3329.5m處。試驗(yàn)工況分模板內(nèi)貼苯板與拆模后外貼苯板。

3.1 模板內(nèi)貼苯板工況

模板外側(cè)框格內(nèi)均粘貼5cm厚苯板+模板內(nèi)貼0.1mm厚的土工薄膜+3.0cm厚苯板。試驗(yàn)區(qū)域:壩 0+40.0m～壩 0+48.0m，高程3326.5m～3329.5m。

圖1 模板框格內(nèi)嵌貼5cm厚苯板

圖2 模板內(nèi)貼3cm厚苯板和塑料膜

3.2 模板外貼苯板工況

模板外側(cè)框格內(nèi)粘貼5cm厚苯板，拆模后立即粘貼5cm厚苯板。試驗(yàn)區(qū)域:壩0+48.0m～壩0+53.0m，高程3326.5m～3329.5m。

圖3 模板提升后混凝土表面立即粘貼5cm厚苯板

3.3 溫度計(jì)布置

為監(jiān)測(cè)內(nèi)貼苯板與外貼苯板的保溫效果，分別在試驗(yàn)部位距離模板邊15cm處各埋設(shè)2支溫度計(jì)，對(duì)混凝土表層溫度情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。溫度計(jì)具體埋設(shè)位置見表1。

表1 溫度計(jì)埋設(shè)位置

4 試驗(yàn)過程及成果分析

4.1 混凝土澆筑過程

12#壩段下游塊混凝土采用20t自卸汽車運(yùn)輸?shù)?314m平臺(tái)，卸入料罐內(nèi)，由纜機(jī)吊運(yùn)至倉內(nèi)進(jìn)行澆筑，倉內(nèi)由平倉機(jī)平倉，振搗機(jī)及人工振搗棒振搗?；炷脸鰴C(jī)口溫度為自然溫度，混凝土澆筑入倉平均溫度為11.4℃，混凝土澆筑歷時(shí)36h。

4.2 收倉后粘貼苯板

收倉后的第三天開始提升模板，拆模后立即在混凝土表面粘貼5cm厚的苯板。

4.3 溫度監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)分析

4.3.1 混凝土表層監(jiān)測(cè)溫度統(tǒng)計(jì)

混凝土在澆筑過程中及澆筑完成后，每隔4h對(duì)混凝土進(jìn)行溫度測(cè)試。監(jiān)測(cè)溫度統(tǒng)計(jì)詳見表2。

4.3.2 混凝土表層監(jiān)測(cè)溫度分析

4.3.2.1 澆筑溫度對(duì)比。在混凝土澆筑過程中模板內(nèi)貼苯板方式下，混凝土表層平均溫度為 17.9℃，最低溫度 14.4℃，最高溫度21.7℃;在模板外貼保溫方式下，混凝土表層平均溫度15.5℃，最高溫度17.1℃。內(nèi)外貼平均溫差僅為2.4℃。從以上數(shù)據(jù)可以看出，在澆筑過程中所監(jiān)測(cè)溫度都滿足冬季混凝土澆筑溫度大于6℃的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)貼法略優(yōu)于外貼法，但保溫效果差別不大。

4.3.2.2 收倉后1～2天溫度對(duì)比。在收倉后1～2天內(nèi)，還未提升模板，在模板內(nèi)貼苯板方式下，混凝土表層平均溫度為22.2℃，最低溫度19.9℃，最高溫度23.4℃;在模板外貼保溫方式下，混凝土表層平均溫度15.5℃，最低溫度15.1℃，最高溫度15.9℃。內(nèi)外貼平均溫差6.7℃。從以上數(shù)據(jù)可以看出，在混凝土水化熱的早期，內(nèi)貼法保溫效果明顯優(yōu)于外貼法。

4.3.2.3 收倉后3～5天溫度對(duì)比。在收倉后3～5天內(nèi)，開始提升模板，內(nèi)貼法的保溫材料留在混凝土面上，外保溫材料正在粘貼施工。在模板內(nèi)貼法方式下，混凝土表層平均溫度為22.8℃，最低溫度21.9℃，最高溫度23.6℃;在模板外保溫方式下，混凝土表層平均溫度為15.4℃，最低溫度14.4℃，最高溫度16.8℃。內(nèi)外貼保溫材料的試驗(yàn)區(qū)平均溫差7.4℃。從以上數(shù)據(jù)可以看出，苯板粘貼期間對(duì)表層的溫度損失影響較大，致使溫差繼續(xù)拉大，內(nèi)貼法保溫效果明顯優(yōu)于外貼法。

4.3.2.4 收倉后6～8天溫度對(duì)比。在收倉后6～8天內(nèi)，外保溫的混凝土已全部完成保溫工作。在內(nèi)保溫方式下，混凝土表層平均溫度為23℃，最低溫度22.2℃，最高溫度23.8℃;在外保溫方式下，混凝土表層平均溫度為19.4℃，最低溫度17.7℃，最高溫度為21.3℃。內(nèi)、外貼保溫材料的試驗(yàn)區(qū)平均溫差3.6℃。從以上數(shù)據(jù)可以看出，外貼保溫材料開始發(fā)揮作用，水化熱反應(yīng)致使溫度升高，內(nèi)外保溫方式溫差大幅度縮小。

4.3.2.5 收倉后9～10天溫度對(duì)比。在收倉后9～10天內(nèi)，在內(nèi)保溫方式下，混凝土表層平均溫度為21.6℃，最低溫度20.3℃，最高溫度23.1℃;在外保溫方式下，混凝土表層平均溫度為19.9℃，最低溫度18.3℃，最高溫度21.1℃。內(nèi)外貼保溫材料的試驗(yàn)區(qū)平均溫差1.7℃。從以上數(shù)據(jù)可以看出，外貼保溫材料繼續(xù)發(fā)揮作用，而內(nèi)保溫的混凝土水化熱致使的溫升已經(jīng)停止，混凝土溫差幅度繼續(xù)降低。

4.3.2.6 收倉后11～14天溫度對(duì)比。在收倉后11～14天內(nèi)，在內(nèi)保溫方式下，混凝土表層平均溫度為20.1℃，最低溫度18.5℃，最高溫度為21.7℃;在外保溫方式下，混凝土表層平均溫度為19.5℃，最低溫度18.4℃，最高溫度20.8℃。內(nèi)、外保溫材料的試驗(yàn)區(qū)平均溫差0.6℃。從以上數(shù)據(jù)可以看出，外貼保溫材料繼續(xù)發(fā)揮作用，混凝土溫差幅度繼續(xù)降低，外貼與內(nèi)貼保溫效果基本一致。

4.3.2.7 小結(jié)。從以上六個(gè)階段的溫度對(duì)比分析看，在混凝土澆筑階段兩種保溫方式差別不大，在混凝土收倉后的1～5天，內(nèi)貼法的保溫效果明顯優(yōu)于外貼法;在外貼法的苯板粘貼上去以后，兩種保溫方式的保溫效果逐漸縮小，在14天齡期后兩者趨于一致。由此可以看出，外貼法工藝只是使混凝土水化反應(yīng)推遲了5d時(shí)間，對(duì)混凝土并無不利影響。

5 結(jié)論及建議

內(nèi)貼法在前期保溫效果優(yōu)于外貼法，但外貼法亦能滿足混凝土保溫要求，并且后期保溫效果與內(nèi)貼保溫材料趨于一致。為此建議:在非永久外露面可使用內(nèi)貼法保溫，在永久外露面最好采用外貼保溫材料進(jìn)行混凝土保溫，但必須做好以下兩方面工作:一是在混凝土澆筑至拆模前，在模板外側(cè)框格內(nèi)粘貼5cm厚的聚苯乙烯泡沫板基礎(chǔ)上，增加保溫卷材覆蓋模板外面，避免鋼模板暴露在空氣中;二是選擇在白天正溫階段拆模，拆模同時(shí)立即將保溫材料粘貼在混凝土外露面上，且保證不得過夜。