某大壩混凝土溫控計算與溫控方案分析

【摘要】本文以某水電站拱壩混凝土工程為例，根據(jù)其施工情況和施工要求，計算出其溫控數(shù)據(jù)，然后結(jié)合工程特點，設(shè)計出科學合理的溫控方案。最后根據(jù)其施工效果探索出能夠滿足大壩混凝土要求的溫控措施，為以后的混凝土拱壩工程施工提供有效的參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】大壩混凝土；溫控計算；溫控方案

在本工程中，水電站的主要功能是發(fā)電，兼具灌溉、防洪等方面作用。此水電站大壩處于高烈度地震區(qū)域，氣溫較高，壩段位于河槽部位，壩頂高212m，最大壩高為60m，通航建筑物位于左岸，右岸主要設(shè)置后期擴機廠房，其結(jié)構(gòu)組成主要包含左岸壩肩推力墩以及28個壩段，溫控工作在其施工過程中具有很大的難度。本工程將采用系統(tǒng)的混凝土溫控技術(shù)對大壩的20#～21#段進行實施。

一、大壩混凝土的溫控計算

本工程為普通混凝土拱壩，混凝土抗壓強度為高強度混凝土，工期較緊，因此對施工溫控要求較高。在進行溫控計算之前，首先對施工溫控標準、大壩結(jié)構(gòu)設(shè)計所允許的最高溫度以及工程中每個月的澆筑溫度進行調(diào)查，根據(jù)準確的數(shù)據(jù)，對大壩的溫控條件進行分析。在對大壩混凝土工程中澆筑溫度進行計算之前，相關(guān)工作人員要首先對工程招標文件中的施工現(xiàn)場月平均氣溫表進行全面了解，明確招標文件中工程最高澆筑溫度標準和施工計劃，本工程采用的混凝土為C20四級配混凝土，在溫控計算中，將以此作為預(yù)冷混凝土的生產(chǎn)控制標準。根據(jù)C20四級配，在每方混凝土中加入130kg水泥、1780kg碎石、526 kg砂、100kg水以及49kg粉煤灰，然后使用緩凝劑避免前期混凝土產(chǎn)生絕熱溫升的現(xiàn)象，在此過程中，骨料溫度要與施工現(xiàn)場月平均溫度保持一致，對其進行拌和時可以考慮加入適量5℃的冷水，然后通過相應(yīng)的方法對大壩混凝土澆筑過程中的出機口溫度、壩體溫度、內(nèi)部最高溫度、入倉溫度以及與允許誤差值等進行準確計算，其中壩體穩(wěn)定溫度要滿足拉普拉斯方程，混凝土澆筑后澆筑層溫度變化的計算可以使用平面有限元方法，通過熱傳導(dǎo)方程計算入倉溫度以及其內(nèi)部溫度，然后根據(jù)澆筑時段和澆筑層厚，計算出機口溫度，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)制定科學合理的溫控方案。

二、大壩混凝土施工中溫控措施

1、設(shè)計合理的大壩混凝土配比

在制定溫控方案之前，首先要對大壩混凝土配比進行優(yōu)化，以提高其抗裂能力。在此過程中，粉煤灰所占比例不得高于30%，最大程度上降低混凝土水化熱溫升情況的產(chǎn)生率，從而提高混凝土抗裂能力。另一方面，在設(shè)計混凝土澆筑時，對澆筑層厚度及其層間間隔進行有效控制，在本工程中，大壩混凝土主要通過薄層短間歇進行均勻上升，其強約束區(qū)壩段和度汛過渡壩段的澆筑層厚約1.5m，在約束區(qū)上端區(qū)域的澆筑層厚約3.0m，其澆筑層間的時間間隔為4d～10d。

2、優(yōu)化混凝土拌制流程

在進行拌制混凝土之前，首先在集料斗和篩分樓凈料堆場上方設(shè)置遮陽棚，搭設(shè)最少四層遮陽材料以避免陽光直射導(dǎo)致骨料溫度升高，與此同時，在拌和時可以適當降低骨料的溫度。在夏季進行大壩混凝土施工時，可以在拌和系統(tǒng)中安裝LSBLG230螺桿式冷水機械設(shè)備，在拌和過程中利用5℃制冷水對骨料以噴霧形式進行降溫冷卻，必要時還能通過一些制冷系統(tǒng)保障拌和系統(tǒng)的運行效率和質(zhì)量，并采用科學合理的混凝土拌和方法進行作業(yè)，從而使混凝土澆筑溫度在夏季也能夠滿足工程設(shè)計的施工要求標準。

3、優(yōu)化混凝土澆筑技工藝

倉面噴霧措施在施工中具有顯著的效果，通常在每個倉面安裝兩個功率為3kW的軸流噴霧風機，使其通過離心式壓力霧化噴嘴將制冷水霧化成細小的霧滴，然后霧滴通過風力均勻地吹到混凝土澆筑面上方以降低倉面溫度，倉面噴霧措施的使用能夠使?jié)仓h(huán)境溫度降低2℃～3℃。除此之外，在混凝土運輸車輛中還可以增設(shè)隔熱遮陽棚，以保證混凝土運輸?shù)男屎唾|(zhì)量，并在其進入拌合樓之前，對大廂進行沖洗以降低大廂鋼板的溫度，與此同時還要對運輸?shù)缆愤M行定期維護保養(yǎng)，以確保其暢通性。

4、冷卻水管的埋設(shè)

在通水冷卻施工中，首先用直徑為2.5m的黑鐵管作為冷卻水管，在混凝土澆筑時將其埋入壩內(nèi)。在埋設(shè)冷卻水管時，通常將埋設(shè)位置定在每一個澆筑分層上面，也能根據(jù)施工需求將冷卻水管埋設(shè)在澆筑層內(nèi)。一般情況下，冷卻水管在垂直和水平方向上的間距處于1.5m～3.0m范圍內(nèi)，其具體間距大小根據(jù)施工進度的合理安排和溫控要求標準進行確定。每根冷卻水管長度大約為200m～300m，其進出口位置主要在壩外、豎井內(nèi)或廊道等區(qū)域，間距約1m，埋設(shè)完成之后，對每個冷卻水管的管口進行編號和定期維護，避免發(fā)生堵塞。此外，在高溫或超高溫季節(jié)，完成混凝土澆筑施工項目之后，要對混凝土進行不斷的人工流水養(yǎng)護，使倉面保持潮濕狀態(tài)，充分降低混凝土表面的溫度。

5、加強混凝土表面護理

對于溫差較大的季節(jié)，由于大壩區(qū)域氣溫容易驟降，必須要針對混凝土表面溫度做好保溫護理工作，盡量不在氣溫下降時拆模，保持其表面溫度，降低其內(nèi)外溫度差，有效減緩混凝土表面的溫度梯度，避免混凝土表面裂縫的情況發(fā)生。此外，如果每天的平均氣溫連續(xù)在2d～3d之內(nèi)下降6℃以上，要將塑料被覆蓋在混凝土表面進行保溫處理；在寒冷的冬季，可以封堵廊道和其它孔洞的進出口，防止冷風貫通引起混凝土表面裂縫。

三、結(jié)束語

在大壩混凝土澆筑工程中，溫控計算和溫控措施的效果對施工質(zhì)量以及工程后續(xù)的使用效果具有直接性的影響作用，因此，為了便于混凝土澆筑施工，要結(jié)合施工資料，提高問空計算的準確性，根據(jù)其施工標準，使用有效的溫控措施來促進混凝土澆筑質(zhì)量的提高，從而推動我國水利工程建設(shè)的進一步發(fā)展。

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