雙曲拱壩壩體常態(tài)混凝土施工中的溫度控制措施

付偉

（貴州水利實(shí)業(yè)有限公司，貴州貴陽 550002）

0 引言

雙曲拱壩是目前工程建設(shè)中常用的一種壩型，其與傳統(tǒng)大壩不同，雙曲拱壩的水平向及豎向具有雙向彎曲的特點(diǎn)。近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國水利水電工程項(xiàng)目也越來越多，水利水電工程項(xiàng)目建設(shè)中，拱壩建設(shè)就是尤為重要的施工內(nèi)容，基于雙曲拱壩工程量少、造價低、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，所以在拱壩建設(shè)中雙曲拱壩的應(yīng)用十分廣泛，且發(fā)揮重要的作用。雙曲拱壩工程建設(shè)中，混凝土施工起關(guān)鍵作用，混凝土施工質(zhì)量是否可靠將決定壩體是否穩(wěn)定牢固。而在常態(tài)混凝土施工中，溫度是影響質(zhì)量和安全的重要因素，對此，就需要做好常態(tài)混凝土施工中的溫度控制工作，以此保證雙曲拱壩壩體質(zhì)量和安全。

1 雙曲拱壩概述

水利水電工程所應(yīng)用的壩型有很多，傳統(tǒng)壩型的水平向及豎向均未直線型狀，而雙曲拱壩則具有雙向彎曲的特點(diǎn)。雙曲拱壩之所以壩型為雙向彎曲，這是因?yàn)樗较驈澢拓Q直向彎曲都可以更好地調(diào)整拱壩上下部的曲徑和半徑，這對于提高壩體的整體可靠性和穩(wěn)固性具有重要的意義[1]。近年來，隨著水利水電工程技術(shù)水平的不斷提升，雙曲拱壩的應(yīng)用越來越廣泛，其在保證水利水電工程水平方面也發(fā)揮重要的作用。這是因?yàn)橄啾绕渌麎误w，雙曲拱壩具有較好的優(yōu)越性。雙曲拱壩一般采用變中心、變半徑布置，具體又有等中心角及變中心角之分和拱冠梁有近乎直立和俯向下游之分，其可以適應(yīng)各種地形、地質(zhì)、泄水、溢洪等水利水電工程建設(shè)需求[2]。通過應(yīng)用雙曲拱壩壩體，拱壩體型、拱座穩(wěn)定性、壩體應(yīng)力都更趨合理，這對于提高壩體整體質(zhì)量和安全具有重要作用，如圖1 所示。

2 溫度對雙曲拱壩壩體常態(tài)混凝土施工的影響

圖1 雙曲拱壩

在雙曲拱壩壩體常態(tài)混凝土施工中，溫度是常見的影響因素，雙曲拱壩體積較大，且具有雙向彎曲的特點(diǎn)，所以其體積很容易發(fā)生變化，再加上常態(tài)混凝土的性能和特點(diǎn)，荷載約束后溫度及溫差則會發(fā)生變化，進(jìn)而在溫度的影響下容易導(dǎo)致壩體混凝土發(fā)生改變，產(chǎn)生裂縫，如圖2 所示。若混凝土開裂，混凝土整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、牢固性就會受到影響，這不僅會影響大壩的整體質(zhì)量和壽命，甚至?xí)?dǎo)致安全事故的發(fā)生。由此可見，溫度對雙曲拱壩壩體常態(tài)混凝土施工的影響非常大，所以在雙曲拱壩壩體常態(tài)混凝土施工過程中，必須結(jié)合雙曲拱壩的特點(diǎn)以及常態(tài)混凝土的特點(diǎn)，同時綜合考慮水利水電工程環(huán)境、地質(zhì)、水文等特點(diǎn)，做好混凝土溫度控制工作。

3 混凝土溫度控制措施

3.1 混凝土溫度控制要點(diǎn)

圖2 混凝土開裂

在雙曲拱壩壩體常態(tài)混凝土施工中，混凝土是尤為重要的施工原材料，要保證混凝土的整體施工水平，首先就必須控制混凝土的原材料溫度。首先，施工單位需要落實(shí)《混凝土溫控技術(shù)要求》中相關(guān)設(shè)計(jì)、規(guī)范要求等工作，保證混凝土施工能夠嚴(yán)格按照工作程序進(jìn)行，為混凝土施工做好前期準(zhǔn)備工作[3]。其次，就混凝土原材料的選擇也需要做好質(zhì)量控制工作，如水泥、骨料、減水劑、引氣劑等都必須保證滿足雙曲拱壩壩體常態(tài)混凝土施工的設(shè)計(jì)要求和技術(shù)要求。原材料在到達(dá)現(xiàn)場后，還需要對其質(zhì)量進(jìn)行技術(shù)試驗(yàn)，目的在于再次驗(yàn)證材料是否有質(zhì)量保證。最后，為了更好地控制混凝土溫度，保證混凝土性能，施工單位在混凝土入倉過程中進(jìn)行溫度控制。比如在采用自卸汽車運(yùn)輸混凝土?xí)r，可以入倉現(xiàn)場設(shè)置噴霧，這樣可以有效降低入倉現(xiàn)場的溫度。在自卸汽車運(yùn)輸混凝土過程中，也需要做好溫度控制措施，比如施工單位可以在車廂頂部設(shè)置遮陽棚，對于混凝土吊罐也可以通過灑水、設(shè)置防嗮棚來降溫，以此保證混凝土的溫度控制在合理范圍內(nèi)。

3.2 控制壩體混凝土溫度基本標(biāo)準(zhǔn)

雙曲拱壩混凝土施工具有一定的復(fù)雜性和系統(tǒng)性，為了做好溫度控制措施，需要根據(jù)大壩混凝土的溫度基本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。首先，就入倉澆筑混凝土的溫度標(biāo)準(zhǔn)而言，澆筑混凝土?xí)r的溫度不同標(biāo)準(zhǔn)也所有不同，如施工季節(jié)為夏季，可以對混凝土進(jìn)行預(yù)冷處理，如施工季節(jié)為冬季，則需要采取自然入倉的方式入倉澆筑混凝土，建筑混凝土的溫度一般控制在14℃左右。其次，就壩體灌漿接縫施工而言，也需要按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)控制溫度。對此可以根據(jù)文件設(shè)計(jì)要求以及《混凝土溫控技術(shù)要求》中的標(biāo)準(zhǔn)控制溫度，一般壩體灌漿接縫高度在408～545cm 之間，溫度則需要控制在12℃左右，壩體灌漿接縫高度在545～615cm 之間，溫度則需要控制在13℃左右[4]。再次，就壩體混凝土上下層澆筑施工而言，也需要合理控制上下層溫度，老混凝土在澆筑新混凝土過程中，上下層溫差應(yīng)該控制在16～18℃之間。最后，就混凝土表面溫度控制而言，也需要根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)施工。當(dāng)新混凝土連續(xù)3d 平均氣溫持續(xù)下降7℃左右，就需要對混凝土的基礎(chǔ)強(qiáng)約束區(qū)、特殊結(jié)構(gòu)部位表面進(jìn)行防護(hù)，比如可以在混凝土表面進(jìn)行遮蓋，避免溫度持續(xù)下降。

3.3 做好雙曲拱壩混凝土施工中的溫度控制

溫度控制本身就是一項(xiàng)復(fù)雜、系統(tǒng)的工作，而雙曲拱壩混凝土施工也具有復(fù)雜性、周期長、影響因素多的特點(diǎn)，這就對溫度控制提出更高的要求。對此，在雙曲拱壩混凝土施工中，就必須做好相應(yīng)的管理和控制工作，保證溫度在合理范圍內(nèi)。首先，就混凝土施工而言，必須保證混凝土整個施工工序的規(guī)范性，這對防止混凝土裂縫發(fā)生具有重要意義。對于基礎(chǔ)約束區(qū)的重要壩體部位，其混凝土溫度在間歇期內(nèi)要保持連續(xù)均行上升，其余部位則需要短間歇均勻上升，這對于提高混凝土整體施工質(zhì)量有積極影響[5]。其次，要優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)，比如可以采用強(qiáng)度等級較高的中熱水泥，適量應(yīng)用二級粉煤灰，同時也可以優(yōu)化選擇復(fù)合外加劑及人工骨料，這對于減少混凝土的水化熱溫效應(yīng)具有重要的作用。最后，在溫度控制過程中，還需要通過降低混凝土出機(jī)口的溫度，以及降低建筑施工現(xiàn)場溫度來達(dá)到理想溫度控制效果，比如溫度過高可以采取加冰片、加制冷水的方法來降低出口溫度及澆筑溫度。

4 結(jié)語

在水利水電工程建設(shè)中，常態(tài)混凝土施工中的溫度控制是雙曲拱壩建設(shè)中尤為重要的內(nèi)容，如常態(tài)混凝土施工中溫度沒有得到科學(xué)合理的控制，那么機(jī)會導(dǎo)致雙曲拱壩壩體出現(xiàn)裂縫問題，這對于拱壩的安全及質(zhì)量有著極大的影響。所以針對溫度控制工作必須提高重視，在具體施工中，需要結(jié)合雙曲拱壩荷載、受力、應(yīng)用的特點(diǎn)，以及結(jié)合常態(tài)混凝土的特性，針對性做好溫度控制工作。這對于保證混凝土質(zhì)量、雙曲拱壩質(zhì)量和安全具有重要意義。