白鶴灘水電站拱壩施工期混凝土溫控費用分析

朱 亮，蘇錦鵬，徐旭敏

（1.中國電建集團華東勘測設(shè)計研究院有限公司，浙江杭州，311122；2.中國三峽建設(shè)管理有限公司白鶴灘工程建設(shè)部，云南昭通，654602）

0 前言

白鶴灘水電站位于四川省寧南縣和云南省巧家縣交界的金沙江下游河段，攔河壩為混凝土雙曲拱壩，壩頂高程834 m，最大壩高289 m。大壩不設(shè)縱縫，通倉澆筑。為保證白鶴灘水電站拱壩壩體混凝土澆筑質(zhì)量，原材料、配合比、拌和、運輸、澆筑、保溫、養(yǎng)護等混凝土施工的整個過程都采取嚴格的溫控措施，溫控費用占大壩投資比例較大。根據(jù)白鶴灘拱壩施工現(xiàn)場溫控方案，對溫控措施費進行分解，并對關(guān)鍵性的混凝土預(yù)冷和通水冷卻費用進行分析計算。

1 工程區(qū)氣候條件

白鶴灘水電站壩址多年平均氣溫21.9℃，最低月平均氣溫13.3℃，極端最高氣溫42.7℃，極端最低氣溫0.8℃。壩址氣溫較為溫和，不存在寒冷地區(qū)冬季施工的問題，但全年有8個月月平均氣溫超過20℃，高溫季節(jié)時間長，且溫度驟降幅度大、晝夜溫差大，因此，為保證大壩混凝土澆筑質(zhì)量，防止產(chǎn)生溫度裂縫，在混凝土施工全過程都需嚴格采取溫控措施。

2 溫控措施

白鶴灘水電站大壩混凝土施工過程中采取的溫控措施主要包括：（1）優(yōu)化混凝土配合比，使用低熱水泥；（2）合理安排施工，盡量將溫控難度大的部位安排在低溫季節(jié)施工，同時盡量避免夏季白天高溫時段澆筑混凝土；（3）對成品料堆表面噴霧或灑水；（4）在冷卻料罐內(nèi)對骨料進行一次風冷，在拌和樓內(nèi)進行二次風冷后加冷水、加冰拌和；（5）對混凝土運輸設(shè)備配備防雨、防曬、隔熱等措施，混凝土運輸車進拌和樓前噴水降溫，混凝土運輸通道搭棚和噴霧降溫；（6）合理確定混凝土澆筑層厚及澆筑間歇時間；（7）混凝土澆筑時保持倉面噴霧，振搗后保溫隔熱；（8）分階段通冷水冷卻；（9）混凝土表面保溫；（10）新澆混凝土層面采用濕養(yǎng)護方法進行養(yǎng)護。

3 溫控費用分解

溫控措施中的優(yōu)化配合比及使用低熱水泥費用已包含在混凝土半成品單價中，施工管理、骨料灑水、混凝土運輸溫升控制、分層澆筑、養(yǎng)護等費用間接反映在管理效率、混凝土澆筑單價等費用中，混凝土表面保護、通水冷卻管路等費用可根據(jù)水電定額分析計算，計算簡單，此處不做具體分析?；炷令A(yù)冷措施中的骨料一次風冷、二次風冷和制冷水、制冰及通水冷卻措施中制冷水等費用在溫控費用中占比較大，但《水電工程設(shè)計概算編制規(guī)定（2013年版）》及其相配套定額未對此部分費用提出比較準確的計算方法。目前骨料預(yù)冷和制冷水等制冷費用的常用計算方法有三種：（1）根據(jù)《水利建筑工程概算定額》[1]中提供的溫控定額結(jié)合施工現(xiàn)場的降溫目標計算[2]；（2）采用與風、水、柴油發(fā)電機供電基礎(chǔ)單價相同的編制方法計算[3]；（3）實物量法計算[4-5]。鑒于實物量法更能體現(xiàn)實際的溫控措施方案，采用實物量法對制冷費用進行分析計算。

4 制冷費用計算

4.1 預(yù)冷單價

根據(jù)溫控方案，高溫季節(jié)（3～10月）大壩約束區(qū)混凝土出機口溫度按7℃控制，低溫季節(jié)（12月～次年2月）按9℃控制。自由區(qū)混凝土出機口溫度根據(jù)實際施工情況適當調(diào)整。

大壩混凝土出機口溫控措施主要包括一次風冷粗骨料、二次風冷粗骨料、加冷水、加冰拌和等?；炷链止橇显诤Y洗脫水后分級進入一次風冷骨料倉，經(jīng)冷卻后由兩條帶式輸送機送入混凝土攪拌樓料倉內(nèi)進行二次風冷；成品細骨料經(jīng)堆存降溫后，由地壟帶式輸送機直接送入混凝土攪拌樓；水泥、粉煤灰在廠家存放降溫后再運至混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)，采用氣送進入攪拌樓，細骨料不需要預(yù)冷。

根據(jù)制冷系統(tǒng)人材機配置，采用實物量法補充定額計算預(yù)冷措施單價，定額以單位小時制冷風量、制冷水量、制冰量為單位。定額組成如表1所示。

由補充定額計算得混凝土預(yù)冷措施單價，如表2所示。

根據(jù)混凝土預(yù)冷措施及表2預(yù)冷措施單價，采用以下公式計算混凝土預(yù)冷單價：

表2 預(yù)冷措施單價表Table 2 Unit price of pre-cooling measures

式中：Hi為大壩月溫控混凝土量（m3）；W1、W2、W3、W4分別為一次風冷措施單價、二次風冷措施單價、制冷水措施單價、制冰措施單價；Ai、Bi、Ci、Di分別為大壩月溫控一次風冷風量、二次風冷風量、加冷水量、加冰量。

采用公式（1）～（4）計算得到的預(yù)冷單價如表3所示。

4.2 制冷水單價

根據(jù)混凝土拱壩溫控防裂特點，大壩混凝土通水冷卻降溫過程分一期冷卻、中期冷卻和二期冷卻三個時期進行，通水冷卻措施如表4所示。

通水冷卻冷水廠容量按一期、中期、二期所需的最大制冷容量配制，即同時制一期10℃冷水451.2 m3/h，制中期15℃冷水250.7 m3/h，二期制10℃冷水1 221.1 m3/h。制冷站設(shè)備配置及制冷容量如表5所示。

根據(jù)混凝土通水冷卻系統(tǒng)人材機配置，采用與預(yù)冷措施單價相同的方法補充定額，計算得制冷水措施單價如表6所示。

根據(jù)表4通水冷卻措施及表6制冷水措施單價，采用以下公式計算制冷水單價：

式中：Fi每期制冷水措施單價（元/m3）；qi為每期單位混凝土用水量。

采用公式（5）計算得制冷水單價如表7所示。

4.3 成果匯總

通過上述分析，可以得到混凝土預(yù)冷和制冷水單價，如表8所示。

4.4 對比分析

根據(jù)白鶴灘水電站施工分包合同費用組成，分析得大壩混凝土預(yù)冷和制冷水合同價合計為45元/m3，文中成果與合同價相比差距較小，采用以上方法計算拱壩溫控費用基本可行。

表3 預(yù)冷單價表Table 3 Unit price of pre-cooling

表4 通水冷卻措施表Table 4 Water cooling measures

表5 各期水管冷卻最大制冷容量及制冷站配置表Table 5 Maximum refrigeration capacity of water pipe cooling in each period and configuration of refrigeration station

表6 制冷水措施單價表Table 6 Unit price of water refrigerating measure

表7 制冷水單價表Table 7 Unit price of water refrigerating

表8 溫控措施費匯總表Table 8 Summary of cost of temperature control measures

5 結(jié)語

溫控防裂是混凝土拱壩施工中的關(guān)鍵技術(shù)之一，溫控費用的確定對混凝土施工質(zhì)量及投資控制具有重要意義?；诎Q灘水電站混凝土拱壩溫控施工組織方案，根據(jù)混凝土溫控流程對溫控費用進行分解，采用實物量法計算出混凝土預(yù)冷和制冷水單價，全面反映了溫控措施費用。同時，提出的計算方法可為其他類似工程混凝土溫控措施費用計算提供一定的理論參考。