某水電站高拱壩混凝土的保溫防裂施工

肖德東

（四川二灘國(guó)際工程咨詢有限責(zé)任公司　四川　成都　611130）

某水電站高拱壩混凝土的保溫防裂施工

肖德東

（四川二灘國(guó)際工程咨詢有限責(zé)任公司四川成都611130）

混凝土保溫施工作為貴州某水電站高拱壩混凝土主要溫控措施之一，為有效地加強(qiáng)混凝土溫控，預(yù)防并減少混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生，根據(jù)相關(guān)規(guī)范技術(shù)要求，結(jié)合工程施工氣候特征，對(duì)該水電站拱壩混凝土分別進(jìn)行了永久部位保溫和臨時(shí)性保溫，并取得較好效果。

混凝土保溫；聚苯板；聚乙烯卷材；保溫施工；保溫效果；某水電站

1　工程概述

該水電站位于貴州省境內(nèi)烏江干流中游，攔河大壩采用拋物線型雙曲高拱壩，壩頂高程640.50m，最大壩高230.5m。壩址附近氣溫驟降頻繁，除6～8月驟降幅度大于5℃平均出現(xiàn)次數(shù)少于1次外，9～5月均超過(guò)1次，其中3～5月超過(guò)2次，氣溫驟降幅度以2～3d降6～8℃居多，最大降溫幅度為19.7℃。由于拱壩混凝土暴露面較大，除了對(duì)拱壩基礎(chǔ)約束區(qū)、上下游壩面及其它重要結(jié)構(gòu)部位混凝土進(jìn)行高溫季節(jié)溫度控制外，同時(shí)還要必須加強(qiáng)低溫季節(jié)的拱壩混凝土表面保溫施工。

2　混凝土保溫目的及要求

2.1保溫目的

根據(jù)該水電站高拱壩混凝土施工相關(guān)技術(shù)要求和工程施工的氣候特征，通過(guò)采取保溫措施降低混凝土內(nèi)外溫差和防止寒潮襲擊，減少混凝土表層溫度裂縫，預(yù)防混凝土深層裂縫的產(chǎn)生，從而達(dá)到確保拱壩混凝土結(jié)構(gòu)的整體性和安全性目的。

2.2保溫要求

該水電站拱壩混凝土保溫主要分為永久部位保溫和臨時(shí)性保溫兩種，對(duì)于永久暴露面，10～4月份澆筑的混凝土，澆筑完拆模后立即設(shè)置施工期的永久保溫層；5～9月份澆筑的混凝土，10月初開始進(jìn)行施工期的永久保溫層。永久保溫層布置在拱壩上游面高程430～585m，為30mm厚聚苯乙烯泡沫板，施工期的永久保溫指保溫至工程運(yùn)行前。臨時(shí)性保溫是指進(jìn)入低溫季節(jié)施工時(shí)的各類混凝土表面保溫，保溫材料分別采用彩色塑料編織布內(nèi)夾1.4cm及1.8cm厚EPE聚乙烯保溫卷材，混凝土臨時(shí)保溫要求在每年10～4月份低溫季節(jié)實(shí)施。

3　永久部位保溫控制

3.1混凝土永久保溫材料

該水電站拱壩混凝土上游面高程430～585m永久保溫施工的主要材料為：聚苯乙烯泡沫板（以下簡(jiǎn)稱聚苯板）、XL-11保溫板粘結(jié)劑和XL-21聚合物砂漿，其材料的主要性能指標(biāo)如表1～3。

表1　聚苯板材料的主要性能指標(biāo)

表2　XL-11保溫板粘結(jié)劑性能指標(biāo)

表3　XL-21聚合物砂漿性能指標(biāo)

3.2保溫施工的工藝流程

混凝土保溫施工的工藝流程見如流程圖1。

圖1　

3.3混凝土保溫施工

（1）施工準(zhǔn)備：聚苯板粘貼施工在模板上升后由人工完成，高空作業(yè)使用軟梯，作業(yè)人員系雙保險(xiǎn)后順軟梯下至工作面；苯板粘貼前應(yīng)將壩面混凝土缺陷修復(fù)處理完成并清理干凈。

（2）粘貼聚苯板：用切割器將切成標(biāo)準(zhǔn)尺寸1200mm×600mm，允許偏差≤2mm；配制XL-11粘結(jié)劑，按粉量重量的25～30%加水?dāng)嚢杈鶆?，一次配制宜?h內(nèi)完成；在板面輕柔均勻地抹上XL-11粘貼劑，厚度要求3～5mm；隨后立即將板立起就位粘貼，粘貼時(shí)應(yīng)輕柔均勻壓擠，碰頭處不抹粘貼劑；粘貼聚苯反應(yīng)做到上下錯(cuò)縫，每貼完一塊后應(yīng)及時(shí)清除擠出的粘結(jié)劑，板間不留縫隙。

（3）抹XL-21聚合物砂漿：將配制好的抹XL-21聚合物砂漿均勻地抹貼在聚苯板上，厚度一般為5～7mm；注意對(duì)接縫部位的封閉涂刷，不得有漏刷、裂紋、起皮、脫落等現(xiàn)像，24h內(nèi)不得有流水沖刷。

圖2　混凝土聚苯板保溫施工照片

4　苯板保溫試驗(yàn)

為了進(jìn)一步驗(yàn)證拱壩上游面混凝土表面粘貼聚苯板的保溫效果，在聚苯板與混凝土表面之間埋設(shè)電阻式溫度計(jì)進(jìn)行了追蹤監(jiān)測(cè)。各壩段（8號(hào)、11號(hào)、14號(hào)、17號(hào)、20號(hào)壩段）溫度監(jiān)測(cè)成果為：聚苯板溫度計(jì)實(shí)測(cè)溫度與環(huán)境溫度最大相差12.2℃，實(shí)測(cè)平均溫度比環(huán)境溫度高約6.0℃，環(huán)境溫度在低溫時(shí)保溫差異最為明顯；聚苯板溫度計(jì)實(shí)測(cè)溫度在外界環(huán)境溫度變化時(shí)變幅不大，在連續(xù)兩測(cè)點(diǎn)氣溫變幅最大值約5℃時(shí)，聚苯板保溫后混凝土表面溫度變幅最大為0.9℃。從而表明環(huán)境溫度偏高時(shí)保溫效果不明顯，環(huán)境溫度越低保溫效果越為明顯，最冷時(shí)機(jī)保溫效果最佳；聚苯板內(nèi)部基本上保持相對(duì)恒溫、恒濕。

圖3為14號(hào)壩段表面實(shí)測(cè)溫度匯總過(guò)程曲線圖。

圖3　

從圖3中可看出相同壩段在相近時(shí)段不同高程各測(cè)點(diǎn)溫度值基本接近；而在環(huán)境溫度變化或變化較大時(shí)，表面各測(cè)點(diǎn)溫度實(shí)測(cè)值變化也呈現(xiàn)出相同趨勢(shì)。說(shuō)明在環(huán)境溫度變化的情況下，不同高程的溫度變化基本相同對(duì)溫度補(bǔ)償較為有利，環(huán)境溫度在低溫時(shí)保溫差異最為明顯，對(duì)防裂有利，且相鄰壩段不同時(shí)段混凝土溫度實(shí)測(cè)值也基本接近。

5　混凝土臨時(shí)性保溫

每年進(jìn)入低溫季節(jié)施工后，除了進(jìn)行拱壩上游壩面混凝土的永久性保溫外，還必須進(jìn)行以下項(xiàng)目的混凝土臨時(shí)性保溫施工，保溫材料主要是由EPE聚乙烯保溫卷材、方木格柵壓條、鐵絲、鋼管及竹夾板等組成，保溫施工控制如下：

5.1混凝土倉(cāng)內(nèi)水平橫縫面保溫

采用14mm厚聚乙烯保溫卷材保溫被保溫，保溫被覆蓋時(shí)間在收倉(cāng)沖毛處理進(jìn)行。鋪蓋時(shí)要求保溫被搭接長(zhǎng)度至少為10cm，保溫被接頭處用方木或鋼管壓緊。

5.2長(zhǎng)間歇面保溫

對(duì)預(yù)計(jì)為長(zhǎng)間歇面所有混凝土采用雙層18mm厚保溫被覆蓋。保溫被固定采用4cm×3cm（寬×厚）方木格柵壓條（間排距為1.5m×1.5m）并用射釘槍等與混凝土面釘牢。

5.3橫縫面和下游面保溫

對(duì)于拱壩豎向橫縫面和下游面混凝土，分別采用18mm厚聚乙烯保溫卷材保溫被進(jìn)行保溫施工。保溫被的固定采用4cm× 3cm（寬×厚）方木格柵，格柵間距為1.5m×1.5m（局部因爬錐位置可進(jìn)行調(diào)整），橫縫遇鍵槽則隨其起伏實(shí)施保溫，采用射釘槍等固定，保溫被保證搭接長(zhǎng)度不小于10cm，且用18#扎絲連接牢固。

5.4孔口封堵保溫

對(duì)于孔口尺寸較大的部位（如底孔、中孔等）采用18cm厚保溫被進(jìn)行密閉保溫。先在孔口部位用φ48×3.5鋼管搭設(shè)雙排鋼管架，孔口周圍與拉筋點(diǎn)焊固定，然后用8#鐵絲5cm×5cm的方木固定在鋼管架上，再用4cm×2cm木條將保溫被壓在方木上，最后用8#鐵絲將木條和方木綁牢。

6　混凝土保溫后的質(zhì)量檢查

6.1拱壩上游面混凝土質(zhì)量檢查

該水電站拱壩上游面混凝土質(zhì)量檢查在每年低溫季節(jié)后實(shí)施，根據(jù)工程施工進(jìn)展安排，經(jīng)工程參建四方按照全面性、隨機(jī)性并兼顧針對(duì)性的原則，共同商討確定采用聚苯板抽條拆除的方法進(jìn)行拱壩上游面混凝土質(zhì)量檢查。2007年5月初、2008年7月初和2009年8月中旬分別對(duì)拱壩5～23號(hào)壩段上游壩面、2008年初凝凍期拱壩新老混凝土結(jié)合部位及孔口周邊部位等共進(jìn)行了38處抽條拆除檢查，檢查評(píng)定結(jié)果混凝土保溫效果良好，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

6.2臨時(shí)性保溫部位質(zhì)量檢查

臨時(shí)性保溫部位混凝土質(zhì)量檢查是根據(jù)工程施工進(jìn)度安排，隨保溫材料的取走而進(jìn)行的，如混凝土倉(cāng)面驗(yàn)收前進(jìn)行倉(cāng)內(nèi)混凝土裂縫檢查工作，若發(fā)現(xiàn)混凝土裂縫，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，從而達(dá)到預(yù)防混凝土裂縫的誘發(fā)和產(chǎn)生的效果。

6.3保溫效果

通過(guò)對(duì)拱壩上游面高程430～585m混凝土的保溫效果檢查，均未發(fā)現(xiàn)混凝土裂縫；對(duì)拱壩上游面高程585m以上和下游面進(jìn)行了全面檢查，均未發(fā)現(xiàn)混凝土裂縫；由于受2008年初凝凍天氣影響，在這期間施工的部分混凝土水平橫縫及豎向橫縫等部位曾出現(xiàn)過(guò)較小的混凝土裂縫，這些混凝土裂縫已隨工程施工進(jìn)展進(jìn)行了全部處理，隨后并對(duì)混凝土裂縫的處理效果進(jìn)行了質(zhì)量檢查，結(jié)果完全能滿足工程運(yùn)行要求。

7　結(jié)論

通過(guò)該拱壩混凝土保溫施工及保溫試驗(yàn)效果表明：拱壩上游面混凝土表層溫度計(jì)實(shí)測(cè)溫度值與外界氣溫相差較小，同一壩段及相鄰壩段不同時(shí)段混凝土溫度實(shí)測(cè)值基本接近，特別是在2008年凝凍期間環(huán)境溫度極低情況下，從上游面混凝土表層溫度計(jì)實(shí)測(cè)溫度值分析外界環(huán)境溫度越低時(shí)，苯板保溫效果尤為明顯；這一特性為防止因環(huán)境溫度驟變而誘發(fā)大壩表面混凝土開裂起到了關(guān)鍵性的作用。說(shuō)明通過(guò)保溫措施混凝土其內(nèi)部基本上保持相對(duì)恒溫、恒濕，有效地降低混凝土表面溫度梯度，避免出現(xiàn)壩體混凝土表面裂縫。對(duì)拱壩表面混凝土的防裂起到了非常好的效果，達(dá)到了預(yù)期的目的。

TV544

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1673-0038（2015）19-0236-03

2015-4-21

肖德東（1981-），男，四川安縣人，工程師，全國(guó)監(jiān)理工程師，水利建設(shè)工程監(jiān)理工程師，國(guó)家注冊(cè)安全工程師，從事水利水電工程施工監(jiān)理工作。