西藏高寒地區(qū)大壩混凝土冬期施工及質量控制

遲國軍

(中國葛洲壩集團第六工程有限公司，云南昆明 650000)

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西藏高寒地區(qū)大壩混凝土冬期施工及質量控制

遲國軍

(中國葛洲壩集團第六工程有限公司，云南昆明 650000)

【摘要】文章通過西藏地區(qū)已經建成的藏木水電站大壩混凝土冬期施工的技術方案進行整合與分析，得出較為完善的在冬期進行大壩混凝土施工的技術及質量控制措施，為以后的大壩混凝土工程冬期施工及質量控制提供經驗。

【關鍵詞】高寒地區(qū)；大壩混凝土；冬期施工；質量控制

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，是雅魯藏布江干流中游桑日～加查峽谷段5級電站的第4級，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7 km，距加查縣城約17 km。加查縣城距山南地區(qū)行署澤當鎮(zhèn)約140 km，距拉薩約325 km，對外交通較方便。工程為二等大(2)型工程，開發(fā)任務為發(fā)電，無航運、漂木、防洪、灌溉等綜合利用要求。樞紐布置格局為重力壩+壩后式廠房，由左、右岸擋水壩段、溢流壩段、廠房壩段、沖砂底孔壩段、壩后式地面廠房、消力池和海漫等組成。

2西藏高寒地區(qū)氣候與及筑壩材料特點

2.1西藏地區(qū)氣候特點

西藏地區(qū)由于海拔較高，其氣候較之于內地條件惡劣，而且西藏地區(qū)的日常溫度偏低、晝夜溫差較大。經過調查，西藏地區(qū)的氣候特征為：(1)氣溫隨著海拔的升高而降低，一年內溫度在零度以上的天數不到120 d。另外，大多數河流冬季的冰凍期為三個月。(2)西藏地區(qū)的氣溫較差，河道的水溫隨著海拔的升高而降低。(3)西藏地區(qū)的海拔較高，太陽輻射較大。隨海拔升高的同時，晝夜的溫差也在變高。(4)在我國一般地區(qū)建設的水電站中，水電站運行期上游的水溫要比該地區(qū)的年平均氣溫低，但是在西藏這種高海拔的地區(qū)卻完全相反。(5)一般水電站大壩穩(wěn)定溫度場分布是從上游到下游由低到高分布，但是在高海拔地區(qū)，大壩的穩(wěn)定溫度場有可能是從上游到下游由高到低分布。

2.2筑壩材料特點

在高海拔的地區(qū)，要想長期保持混凝土的性能，那么在滿足強度等級的基礎上，就要提高混凝土的抗凍性能和抗?jié)B性能。所以，與一般地區(qū)的筑壩材料相比，西藏高寒地區(qū)的混凝土有以下幾個方面的特點：(1)混凝土的抗凍與抗?jié)B的級別要大幅度的提高。(2)混凝土配合比用水量減少，水膠比較小，一般不超過0.5。(3)膠凝材料的用量相對來說比較高，水化熱絕熱溫升值較高。(4)混凝土早期強度的發(fā)展在相同條件下比一般地區(qū)慢。

3西藏高寒地區(qū)大壩混凝土冬期施工技術

3.1基礎施工技術

目前我國混凝土冬期澆筑施工根據原理不同，可以分為三類：(1)提高混凝土的養(yǎng)護溫度，使混凝土可以在正常溫度下硬化。這類施工方法具體包括電加熱法、暖棚法和蒸汽法，適用于施工環(huán)境溫度在-25℃～0℃的情況。(2)冬期冷法施工，添加適量的防凍劑就可以使混凝土在0℃以下進行硬化。這類施工方法中最常用的是負溫養(yǎng)護法，施工環(huán)境在-15℃以下的情況可以選擇該方法。(3)可以提高混凝土入模時的溫度。這類方法在高寒地區(qū)澆筑混凝土時比較常用，具體包括蓄熱法、綜合蓄熱法和廣義綜合蓄熱法，它們分別適用于-5℃、-15℃、-25 ℃的情況。藏木水電站工程結合上述施工技術，根據本工程所在地氣候特點采用蓄熱法施工，預熱骨料提高混凝土出機口溫度，倉內備有加熱毯、保溫被減緩混凝土溫度降低速度，采用暖風機提高倉內澆筑溫度等措施。

3.2溫控措施

溫度是影響混凝土硬度的因素之一，因此，溫度是保證混凝土在高寒地區(qū)澆筑質量的關鍵影響因素?；炷猎诙跐仓?，根據藏木工程具體的施工氣候條件、工程的規(guī)模、工期的要求來選擇合理的施工方法。經過研究,控制好澆筑混凝土的質量可以采取以下幾個措施:(1)控制混凝土運輸過程中的溫度。在水利工程施工中，一般要求混凝土到達施工現(xiàn)場時的溫度不得低于10℃，進倉溫度不低于5℃，對此，一般對混凝土運輸車采取保溫處理。(2)保證混凝土在澆筑過程中的溫度控制?；炷猎诙谶M行澆筑時，可以通過調控澆筑溫度與時間來調整澆筑時間，如當日平均氣溫低于-10℃時，應停止混凝土的澆筑；若瞬時氣溫低于-10℃時，可以錯開該時段進行澆筑。(3)嚴格控制混凝土澆筑后的養(yǎng)護溫度。因為混凝土在澆筑后，在一定的時間內需要對其進行養(yǎng)護，以此來提高混凝土的強度。在一般施工條件下，常常采取灑水的養(yǎng)護手段，但是這一方法在高寒地區(qū)無法實施。結合藏木工程的實際，采取在澆筑完成的混凝土表面鋪設一層塑料薄膜+保溫被的方法來保持溫度和濕度。

3.3質量控制措施

在冬期進行大體積混凝土澆筑時要特別注意其澆筑質量，可以從冬期施工混凝土澆筑環(huán)節(jié)進行預防。

3.3.1準備階段質量控制

在進行倉位驗收時除具備正常驗收條件外應確保倉內處于無水狀態(tài)，冬期施工氣溫較低，倉內積水會導致結冰，為此采用噴燈、碘鎢燈等器具進行烘烤，以確保倉內干燥。如遇雪天施工，應在驗收前派專人進行清理積雪、冰碴，確保入倉混凝土無此雜物。澆筑前應采用電熱毯對待澆區(qū)域預熱，驗收通過后，倉內暖風機應處于開啟狀態(tài)從而提高混凝土澆筑時周邊的環(huán)境溫度。倉內鋼模板外側框格內粘貼5 cm厚的聚苯乙烯泡沫板，澆筑時內貼3 cm厚的聚苯乙烯泡沫板用以保溫。

3.3.2澆筑過程中質量控制

(1)混凝土水平運輸主要采用自卸汽車進行運輸，自卸車車廂采用導熱系數≤0.03 W/(m·K)、5 cm厚的聚苯乙烯泡沫板粘貼，車廂蓋板采用粘貼有5 cm厚聚苯乙烯泡沫板的全自動液壓系統(tǒng)蓋板封蓋，保溫材料外再用0.4 mm厚的彩鋼板保護。混凝土運輸過程中減少倒運次數，避免混凝土受凍和減少熱量損失?；炷链怪边\輸主要分為纜機和皮帶機運輸。吊罐的外保溫采用2層2.5 cm厚的橡塑海綿保溫材料包裹，膠水粘貼固定，以盡量減少熱量損失。從混凝土運輸途徑及方式上控制混凝土出機口溫度損失，從而保證混凝土入模時的最低溫度。

(2)最低氣溫在-5℃以上時采用平鋪法澆筑，每坯層厚50 cm，從上游往下游或從下游往上游推進，機械平倉振搗。平倉振搗過后，及時覆蓋保溫卷材。最低氣溫在-8℃以上時采用大臺階法澆筑，臺階寬度4～5 m，高50 cm，從上游往下游推進，澆筑順序為從右側往左側澆筑，至左側后，再從左側往右側澆筑，如此“蛇形”前進，減少保溫材料覆蓋與揭開的頻率。大臺階法采用人工平倉，振搗機振搗。平倉振搗過后，及時覆蓋保溫卷材。

(3)澆筑過程中要時常檢查入倉混凝土澆筑質量。如遇發(fā)生凍脹現(xiàn)象的混凝土必須及時鑿除且清出倉外，該區(qū)域混凝土應重新澆筑以保證混凝土強度。

3.3.3澆筑完成后質量控制

(1)混凝土收倉后，馬上在收倉面上覆蓋3 cm厚的保溫被，保溫被搭接10 cm。選取正溫時段，對收倉面進行沖毛處理。沖毛結束后，覆蓋0.1 mm厚的塑料薄膜和3 cm厚的保溫被，保溫被搭接10 cm，減少水分散失，防止冷風倒灌，避免降低混凝土澆筑溫度。保溫被上部采用鋼筋條壓住，防止刮風吹起。同時，要求在下一倉混凝土澆筑前，不得隨意挪動保溫被。

(2)模板外部掛保溫卷材，待模板提升后，將保溫卷材用木條壓緊；拆模后，內貼閉孔泡沫板留在混凝土面上。大壩縱縫面保溫用3 cm保溫卷材覆蓋保溫，并利用木條壓緊。

4結束語

在冬期進行大體積混凝土的澆筑，是施工單位面臨的一個比較復雜的問題。它實施起來工序較多，而且操作難度比較大，過程中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯都會造成混凝土澆筑質量的損壞。通過對近幾年的高寒地區(qū)，特別是藏木電站的大體積混凝土澆筑工程建設的經驗總結，為以后在高寒地區(qū)進行大體積混凝土澆筑提供參考。

參考文獻

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[2]胡平，楊萍，吳志朋，等. 環(huán)境溫度條件對混凝土壩長期運行的影響[J]. 水利水電技術，2012，43(9)：26-29 .

[3]閻興華.混凝土結構設計[M].北京:科學出版社,2005.

[作者簡介]遲國軍(1987～)，男，學士，助理工程師，主要從事水利水電施工技術管理。

【中圖分類號】TU755.8

【文獻標志碼】B

[定稿日期]2015-11-17