高寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩溫控探討

沈慈鑫

（浙江華東工程咨詢有限公司，浙江 杭州 311122）

高寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩溫控探討

沈慈鑫

（浙江華東工程咨詢有限公司，浙江 杭州 311122）

高寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩工程中，大體積混凝土的溫度控制是其重要環(huán)節(jié)，對增強碾壓混凝土重力壩的工程質(zhì)量起到非常關(guān)鍵的作用。文章分析碾壓混凝土重力壩因溫度應(yīng)力造成裂縫的原因，提出了對混凝土的溫度控制的具體措施。

高寒地區(qū)；碾壓混凝土重力壩；溫控

上世紀80年代，碾壓混凝土壩開始引入我國。跟之前的混凝土壩相比較，它有如下的特點：水泥耗費更少、水化熱溫升低、施工效率更高等。但是碾壓混凝土壩依然未能解決因為溫度下降而形成裂縫的缺陷。所以在碾壓混凝土重力壩的施工中，怎樣實現(xiàn)有效的溫度控制對于高效的施工非常關(guān)鍵。文章對碾壓混凝土壩因溫度應(yīng)力造成裂縫的原因以及溫控措施進行了分析。

1 碾壓混凝土壩因溫度應(yīng)力造成裂縫的原因

在我國的高寒地區(qū)，在工程的施工過程中，必然會遭遇氣候變化導(dǎo)致的突然降溫。所處環(huán)境的溫度驟然下降就會在混凝土表層形成很大的溫度拉應(yīng)力，當(dāng)溫度拉應(yīng)力達到混凝土抗拉強度時，就會造成混凝土表層出現(xiàn)裂縫。主要原因為：①氣溫降低到穩(wěn)定溫度場時，受底部基巖約束較大，并且應(yīng)力較為匯集，造成了較大的應(yīng)力產(chǎn)生；②每個越冬面上層的新澆混凝土應(yīng)力較大，尤其是在越冬面的上、下游側(cè)，關(guān)鍵是由于大壩處于嚴寒地區(qū)，每當(dāng)越冬時候停止?jié)不炷?、溫度回升時重新澆筑混凝土，底層老混凝土的溫度較低，且彈性模量已然很大，新混凝土在到了最大溫度以后，溫度降低的時候，受底層老混凝土的約束較大，因此造成這一區(qū)域的應(yīng)力更大；③夏天澆筑混凝土的壩體，上、下游表層區(qū)域的混凝土應(yīng)力較大，關(guān)鍵是由于大壩表層溫度受氣候干擾，發(fā)生劇烈改變。但是壩體里面溫度改變較慢，在內(nèi)外層產(chǎn)生了非常大的溫差，因此造成應(yīng)力的超標；④工程階段混凝土表層遇到降溫時，不管是新澆混凝土還是老混凝土，其表層溫度快速下降，應(yīng)力快速提升。因為新澆筑混凝土?xí)r間不長，抗拉強度不夠，在遇到降溫時更易于形成裂縫。

2 溫度控制的具體措施

2.1 改善混凝土配合比、增強混凝土抗裂性能

混凝土原材料的特性以及配合比對混凝土的強度、變形、抗裂能力和溫升的高低、快慢的影響特別大。所以必須進一步增強對混凝土原材料以及配合比的檢驗、探索，增加粉煤灰用量；使用低熱大壩水泥；制造水化熱溫升低、線脹系數(shù)小、抗拉強度或極限拉伸值更高的混凝土，從而顯著減弱混凝土水化熱溫升，增強混凝土的抗裂能力?；炷凉こ踢^程中，除了須達到混凝土標號、抗凍、抗?jié)B、極限拉伸值等關(guān)鍵設(shè)計標準外，還須達到混凝土均質(zhì)性標準。并且增強混凝土攪拌、轉(zhuǎn)運、澆筑流程中的工程把控和質(zhì)量監(jiān)管，確?；炷凉こ藤|(zhì)量滿足嚴格的規(guī)范要求。

2.2 注意工程施工時段、嚴格把控澆筑層厚

大壩各部分的混凝土因為澆筑的不同時段、不同管理情況以及所處環(huán)境的差別，形成的溫度應(yīng)力有著較大的不同。所以科學(xué)規(guī)劃大壩混凝土工程流程和施工時段，是避免基礎(chǔ)貫穿性裂縫、降低表層裂縫的重要手段之一。對于高寒地區(qū)的工程，每年溫度較低的時間在合理的程度內(nèi)需要盡量多澆、快澆混凝土；溫度較高的時間盡量利用早晚、夜間及陰天多澆筑混凝土；基礎(chǔ)墊層混凝土的澆筑時段需要避免高溫時期和接近越冬期的時間。由于高寒地區(qū)混凝土有效工程的時間不長，必然會在高溫時間澆筑混凝土。當(dāng)在高溫時間澆筑混凝土，尤其是基礎(chǔ)約束區(qū)混凝土?xí)r，需要嚴格把控混凝土澆筑溫度，并依據(jù)施工規(guī)范實施溫控手段。

2.3 應(yīng)用制冷措施、控制澆筑溫度

降低運送階段的溫度回升，管理入倉的溫度。夏天的時候必須嚴格管理混凝土運送時間，并在運送工具的箱體內(nèi)加裝保溫層，混凝土運送時上面要有遮陽措施，并采取滿管溜槽實施保溫等手段降低熱量倒灌。降低倉面澆筑時候的混凝土溫度回升。在施工流程中，降低澆筑層覆蓋前的曝光時間，提高混凝土入倉效率和覆蓋效率，碾壓完成之后，馬上實施保溫措施做到臨時保溫。

2.4 管理內(nèi)外溫差、增強表面保護

工程階段要做好臨時保溫。因為大壩工程階段常常會遭遇降溫，工程階段對大壩的曝光表層使用2cm聚氨酯保溫被實施臨時保溫。壩體的上、下游面要做好長期保溫。為了改善大壩上、下游表層混凝土在溫度劇烈變化時內(nèi)外溫差太大的情況，對上、下游表面要做好長期保溫。

越冬水平面也要做好保溫。越冬面保溫層的打開時間，是高寒地區(qū)越冬保溫的一個相當(dāng)關(guān)鍵的問題。假如打開時所處環(huán)境的溫度仍然比較低，則混凝土溫度同外面的溫度的內(nèi)外溫差過大，會給混凝土表層造成“冷擊”作用，很容易在越冬頂層形成裂縫；越冬面保溫打開過晚，則會壓縮工程時間。越冬面保溫層的最合理的打開時間，是當(dāng)所處環(huán)境溫度高過或等于越冬頂層混凝土溫度時，這時就可以避免打開時外面“冷擊”造成的不利作用。

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沈慈鑫（1985-），男，福建福清人，助理工程師，研究方向：水利水電工程監(jiān)理。