混凝土大壩高溫條件下施工的溫控措施

摘 要：大量的混凝土大壩施工經(jīng)驗表明，其施工質(zhì)量的好壞與溫度控制措施是否合理，實施是否到位有直接關系。在現(xiàn)實水利水電工程建設中完全避開高溫季節(jié)施基本不可能，因此在惡劣的高溫條件下組織大壩施工，采取科學的溫控措施，對提升大壩整體施工質(zhì)量十分重要。文章首先對高溫條件下混凝土大壩的施工技術進行了闡述說明，之后著重對具體工程實踐進行總結。

關鍵詞：混凝土大壩；高溫施工；溫控

在我國現(xiàn)有的水利水電工程項目中，混凝土大壩較為常見。對混凝土大壩項目實行科學合理的溫控措施能夠?qū)ζ湔w質(zhì)量提供有效保障。通過在南捧河大丫口水電站建設中的溫控實踐，我們認為在高溫環(huán)境下組織大壩施工，只要溫控措施設計合理，實施到位，施工質(zhì)量是能夠得到保證達到設計要求的。

1 工程概況

南捧河大丫口水電站的位于臨滄市鎮(zhèn)康縣，與鎮(zhèn)康縣南傘鎮(zhèn)及昆明之間的距離分別為26km、893km。大丫口水電站的具體蓄水位為650.00m，校核洪水位為651.56m，其具體水容量則為1.71億m3，調(diào)節(jié)庫容0.91億m3，水庫具有不完全年調(diào)節(jié)能力，壩址斷面的具體流量為55.8m3/s。電站為引水式，攔河壩為碾壓混凝土雙曲拱壩，整個水電站的組成部分為攔河壩工程、引水工程及相應的廠區(qū)樞紐工程。當?shù)爻Ｄ旮邷兀貏e是夏季高溫濕熱。

南捧河大丫口水電站的攔河大壩是碾壓混凝土雙曲拱壩，最大壩高92.0m，壩頂展開長度為304.29m，最大壩底寬度為22.0m，設計為2條橫縫和4條誘導縫。大壩混凝土量22.63萬m3。于2013年2月1日開始澆筑，采用全斷面通倉碾壓、整體逐層上升方式施工，要求2013年底完成碾壓混凝土的施工。碾壓混凝土和壩基墊層等部位的常態(tài)混凝土屬于大體積混凝土結構，需要采用科學有效的溫度控制措施保證施工質(zhì)量，控制住大壩危害性裂縫的發(fā)生，盡量減少大壩表面裂縫，確保大壩安全和耐久。

2 混凝土大壩高溫施工的技術問題

（1）在高溫狀況下實行的混凝土大壩施工工作，可以考慮應用部分高溫型的減水劑，以此將混凝土中的水化熱問題進行科學的減低，從而將其固化時長進一步增加。

（2）積極采用一些低脆性低熱的施工材料。具有低脆性及低熱性的水泥材料其自身就具有一定的低鋁、高硅性能，將其與粉煤灰（火山灰）進行融合，能夠?qū)⑺疅峄潭冗M行科學降低，降低率可達60%以上。

（3）在進行混凝土的攪拌操作之前，應積極采取一定的降溫措施，以此對混凝土中含有的水及砂石溫度進行降低化處理。

（4）在進行混凝土運輸操作時，應適當采取科學的降溫措施，如遮陽棚的搭建等。以此避免在運輸過程中再次吸收熱量以及降低材料初始溫度的目的。

（5）控制混凝土施工每一層的厚度，注重施后的養(yǎng)護，特別是初期養(yǎng)護尤為重要。

3 工程項目溫控措施實踐

3.1 原材料選用與堆存、混凝土拌制、運輸過程中的溫控措施

3.1.1 混凝土原材料的具體選用與運用

（1）依照臨滄市鎮(zhèn)康縣的水文氣候狀況，進行骨料的配置，其具體的生產(chǎn)方法為粗骨料直接篩分河道中的天然骨料，砂采則采用篩分棄料進行破碎等工序加工人工砂，現(xiàn)場采用低溫河水對砂石骨料進行噴淋式降溫工作，既達到降溫效果，同時有效控制成本。

（2）骨料的運輸時段盡量選擇在低光照時段，在每日的早晨10點至下午的4點高溫時段避免進行骨料的運輸工作，以此將砂石材料受到陽光直射的時間進一步縮短。

（3）根據(jù)計算骨料堆場隨時都保證正常施工10天以上的使用量，既保證施工供應，同時有效降低骨料給料口的骨料溫度。

（4）考慮到當?shù)厮鄰S無法生產(chǎn)中熱戀水泥，最終選定保山某水泥生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的中熱42.5普通硅酸鹽水泥。由于當?shù)責o粉煤灰可選，因此選用距壩址較近的云南騰沖火山灰作為摻合料。

3.1.2 混凝土配合比控制

（1）在施工過程中，盡可能選取一些具有緩凝性特質(zhì)的減水劑，本項目選用的是江蘇某公司的JM-Ⅱ高效緩凝減水劑，以此將混凝土自身的凝固時間進一步合理化的延長，與此同時將混凝土的水化溫升峰值進行科學化的降低，以此達到降低混凝土水化溫升的目的。

（2）對碾壓混凝土的小VC值進行大塌落度的科學控制，通常混凝土發(fā)生的稠度損失是分為兩種情況的：水泥材料在運用初期發(fā)生了水化的吸收以與水泥使用過程中產(chǎn)生的水汽蒸發(fā)損失。在這兩種情況中，水蒸發(fā)損失所占比例較多?？蓪λ舭l(fā)自身的物理性作用進行充分利用，從而達到將混凝土溫度降低的目的，根據(jù)實踐其降溫幅度可達1.0℃左右。

（3）對碾壓混凝土配制中的砂必須控制好其石粉含量，石粉含量必須達到設計要求值，以達到降低配比中的水泥、粉煤灰、火山灰等膠凝材料的條件下保證碾壓混凝土仍有較好的可碾性，同時達到降低水化熱，控制混凝土度以及降低成本的目的。

3.1.3 混凝土攪拌生產(chǎn)

（1）建設骨料遮陽篷，高溫季節(jié)實施低溫噴淋等措施。在骨料運輸?shù)钠ы攤}頂進行防雨及防曬棚的設置，并積極采用噴淋式的降溫方式，有效避免骨料出現(xiàn)溫度回升的情況。

（2）對進入施工現(xiàn)場的水泥及火山灰等材料的問題進行科學控制，對于一些明顯超過正常溫度標準的膠凝材料嚴禁進行入罐操作，并適當進行貯料容器的加蓋工作。

（3）高溫季節(jié)混凝土拌和采用的4～6℃的機制型冷水。為了避免骨料出現(xiàn)凍倉狀況，應將其預冷溫度時刻控制在規(guī)定范圍之內(nèi)，即7～14℃。

3.2 混凝土澆筑過程中的科學溫控措施

（1）對出機口的溫度實行嚴格有效的控制。主要的控制方法是有積極運用二次風冷加片冰相互融合的方式對骨料進行預冷處理，并對其生產(chǎn)過程進行溫控操作。

（2）對入倉過程實行科學控制。在混凝土的運輸過程中，對其運輸所需的車廂及容器罐進行一系列的降溫處理，如進行保溫型材料的包裹、縮短運輸時間等。在完成了相應的倉內(nèi)卸料工作后再進行動態(tài)溫度檢測，高溫季節(jié)加大檢測頻，如果發(fā)現(xiàn)入倉溫度高于控制值，則需要對出機口溫度控制與運輸過程控制進行檢查完善。

（3）施工倉面降溫保溫措施到位。在高溫季節(jié)混凝土入倉后溫升快，同時失水快，對于干硬性的碾壓混凝土影響十分明顯，因此必須做好倉面的降溫保濕措施，如用保溫被及時覆蓋、設置倉面噴霧裝置等措施效果都不錯。

3.3 混凝土澆筑后的養(yǎng)護與溫度控制措施

大量的實踐經(jīng)驗表明混凝土澆筑完成后，隨著水泥水化的持續(xù)進行，熱量散發(fā)通道不暢，內(nèi)部溫度逐步升高，而表面熱量散發(fā)較快，溫度相對較低，由此產(chǎn)生內(nèi)外溫梯度，使混凝土表面產(chǎn)生拉應力，是造成混凝土裂縫的最重要原因。因此混凝土澆筑后的養(yǎng)護與溫度控制十分重要。

（1）及時定期實施表面灑水覆蓋等養(yǎng)護，控制混凝土表面合理的濕度與溫度，使混凝土表面強度快速上升，提升其抗裂能力，以達到限裂的目的。

（2）內(nèi)部敷設冷卻水管，利用自然河水或機制冷水進行通水冷卻，降低混凝土內(nèi)部溫度，減小內(nèi)外溫度梯度，達到減小混凝土表面拉應力的目的。目前使用較普遍的是運用埋設聚乙烯冷卻水管的施工工藝，該工藝施工組織較簡單，降溫效果明顯，能夠?qū)⒒炷敛牧系乃療釡厣隣顩r進行科學的削減，并將大壩自身的溫升速度及其溫度值進行自主化的控制。在本項目運用效果顯著。但要注意的是在實際施工過程中，要選用質(zhì)量優(yōu)良的冷卻水管，埋設位置合理，適當進行保護，盡量避免發(fā)生因碾壓施工使得水管破裂，極不利于通水冷卻工作的順利進行。同時如果某些局部不能通冷卻水，而其周通水冷卻，會對混凝土內(nèi)部產(chǎn)生不利的影響。在進行混凝土大壩的施工時，可以先對其進行水管的預碾壓試驗，并對相關的埋設方式及通水操作時間進行科學的制定，以此將碾壓操作對水管形成的損壞等不利影響進行科學控制。與此同時還可積極采用新型的卡式接頭，從而將鋪設速度進一步提高。

4 結語

針對建設項目具體的自然環(huán)境條件，合理選用建筑材料，制定科學的溫度控制方案，混凝土大壩等大體積混凝土結構在高溫季節(jié)施工是可行的，只要措施到位，能夠保障施工質(zhì)量，如此可以縮短項目的建設工期，提高投資項目的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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作者簡介：張中統(tǒng)（1978- ），男，工程師，本科，從事水電項目建設管理工作。