解析水電站大壩混凝土施工溫控技術(shù)

劉 濤，王元鵬

（長江水利水電開發(fā)集團(tuán)（湖北）有限公司，湖北武漢 430010）

0 引言

現(xiàn)階段我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為迅速，對能源的需求不斷增加，水電發(fā)展較為快捷，在實際應(yīng)用階段，水電站大壩建設(shè)質(zhì)量與整體工程的應(yīng)用存在較大聯(lián)系，由于大壩混凝土施工需要考慮較多因素，并且整體混凝土澆筑體積較大，一旦出現(xiàn)問題，將會出現(xiàn)裂隙，影響整體大壩的質(zhì)量。因此，技術(shù)人員重視溫控技術(shù)的應(yīng)用，有效應(yīng)對混凝土開裂。

1 水電站大壩開裂原因

水電站大壩在施工階段，由于整體混凝土拌和質(zhì)量較高，需要施工技術(shù)人員嚴(yán)格按照配比進(jìn)行拌合，如果配比失誤，將會造成當(dāng)前混凝土自身性能難以達(dá)到預(yù)期效果。隨著混凝土的固結(jié)，最終出現(xiàn)裂隙。這種情況較為常見，尤其是水電站大壩在工程建設(shè)中位于室外，會受到外界的影響，造成當(dāng)前混凝土出現(xiàn)開裂，影響整體施工質(zhì)量。在大壩建設(shè)中，這種裂隙的出現(xiàn)嚴(yán)重影響大壩的性能，并且這種裂隙的出現(xiàn)，會隨著時間的推移而不斷擴(kuò)大，甚至危害整體工程建的穩(wěn)定性。

目前，水電站大壩施工階段，混凝土自身結(jié)構(gòu)通常為現(xiàn)場澆筑或者預(yù)制拼裝，混凝土溫控技術(shù)的應(yīng)用十分重要，如果在施工階段出現(xiàn)混凝土材料收縮裂隙等現(xiàn)象，施工單位將會面臨較大的經(jīng)濟(jì)損失。并且在混凝土固結(jié)階段，會出現(xiàn)一些氣泡，嚴(yán)重影響整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。由于外界溫度的變化較大，造成混凝土大壩出現(xiàn)開裂，是現(xiàn)階段造成大壩質(zhì)量難以達(dá)到預(yù)期的重要問題，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該重視對該因素的控制，從而提高大壩的整體性能。

2 水電站大壩混凝土施工溫控難點(diǎn)

現(xiàn)階段水電站大壩混凝土施工階段，由于整體項目工期較長，施工難度較大等特點(diǎn)，造成施工現(xiàn)場混凝土溫控工作難度較大。首先，由于適用于大壩澆筑的混凝土通常為C40，在使用階段具有較強(qiáng)的強(qiáng)度，這種混凝土的水化熱較大，在使用階段，會對溫控工作帶來阻礙，尤其是外界高溫的天氣，將會造成整體大壩溫度難以控制。其次，整體大壩施工量較大，技術(shù)人員使用分層澆筑的方式，從而降低大壩施工的難度。在施工階段，這些混凝土?xí)┞对谕饨绲目諝庵校┕と藛T并不能有效對混凝土表面進(jìn)行控制。最后，施工區(qū)域晝夜溫差較大，外界溫度的變化，將會對混凝土自身產(chǎn)生較大的負(fù)面影響，從而造成混凝土開裂，嚴(yán)重影響整體大壩建設(shè)質(zhì)量。

在對水壩壩體混凝土施工階段，可以將整體施工區(qū)域劃分為基礎(chǔ)約束區(qū)與非約束區(qū)。結(jié)合當(dāng)前施工經(jīng)驗，施工人員需要對大壩壩體進(jìn)行預(yù)冷處理，便于提高整體施工質(zhì)量。其中弱約束區(qū)，施工人員應(yīng)該做好全年預(yù)冷處理，而強(qiáng)約束區(qū)則是在冬季之外的月份進(jìn)行預(yù)冷處理。

3 大壩混凝土施工過程中的主要溫控措施

在水電站大壩混凝土施工階段，技術(shù)人員需要發(fā)揮自身重要作用，對影響大壩開裂的因素進(jìn)行有效控制。例如在大壩施工階段，會受到外界的負(fù)面影響，施工技術(shù)人員結(jié)合過往經(jīng)驗，對造成大壩開裂的因素進(jìn)行總結(jié)，分別是結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工進(jìn)度安排、溫度應(yīng)力與施工工藝等。技術(shù)人員針對這些可能對大壩壩體混凝土施工質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響因數(shù)，分別制定不同的對策方法，從而提高混凝土溫控技術(shù)水平，降低外界溫度變化對于現(xiàn)場施工的影響。

3.1 結(jié)構(gòu)控制措施

施工技術(shù)人員為了做好大壩混凝土施工溫控工作，重視對整體結(jié)構(gòu)的控制。在大壩施工階段，泄槽底板之間的縫隙通常為12m。施工技術(shù)人員為了降低外界溫度對大壩混凝土施工的影響，應(yīng)該在不同季節(jié)，對整體施工結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。其中冬季的時候，施工人員將1m 厚度的澆筑塊的長度控制在25m 以內(nèi)，并且長寬比應(yīng)該控制在2:1。在夏季高溫季節(jié)的時候，施工人員應(yīng)該將澆筑塊的長度控制在15m 以內(nèi)。對不同施工時間的間隔與厚度存在一定關(guān)系。其中1m 厚的混凝土施工層，兩者之間的施工間隔為5d，如果該混凝土施工層厚度為3m，兩者之間的施工間隔天數(shù)應(yīng)該控制在9d。

由于大壩的混凝土施工需要結(jié)合鋼筋層，從而提高整體大壩的強(qiáng)度，延長大壩的使用壽命。在水電站壩體施工階段，施工技術(shù)人員應(yīng)該在建筑塊的表面布置一層φ25@200 的鋼筋網(wǎng)。

3.2 合理安排施工作業(yè)

尤其是夏季的時候，大壩施工階段晝夜溫差較大，在施工階段，現(xiàn)場施工人員需要對施工時間進(jìn)行合理安排，并且結(jié)合天氣預(yù)報的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，對混凝土澆筑工作進(jìn)行有效設(shè)計，從而提高當(dāng)前管理工作質(zhì)量。通常大壩建筑施工階段優(yōu)先選擇低溫季節(jié)施工，避免一些高溫季節(jié)，提高工程施工效率。如果當(dāng)前施工周期無法調(diào)整，需要施工人員在高溫季節(jié)施工?，F(xiàn)場管理人員應(yīng)該盡可能在夜間開倉澆筑，在高溫來臨之間，及時完成收倉工作。通過對時間的調(diào)整，有效提高混凝土溫控工作質(zhì)量。并且，混凝土施工階段，還需要運(yùn)輸人員及時將混凝土拌和區(qū)域的混凝土運(yùn)輸?shù)绞┕^(qū)域。

在運(yùn)輸階段，運(yùn)輸工作人員需要避免混凝土在運(yùn)輸階段發(fā)生離析，并要采取有效的工作方案，降低混凝土運(yùn)輸中發(fā)生變化的可能性。

3.3 控制澆筑溫度

現(xiàn)階段混凝土施工階段，技術(shù)人員應(yīng)該對混凝土的澆筑溫度進(jìn)行有效控制，通常情況下，施工人員需要將澆筑溫度控制在17℃。在現(xiàn)場澆筑階段，施工人員應(yīng)該采取有效措施，加快混凝土運(yùn)輸?shù)乃俣?，減少運(yùn)輸階段的時間，并且對車廂兩側(cè)設(shè)置隔溫層，避免溫度過高造成水泥漿流失，并且在運(yùn)輸階段發(fā)生離析，影響混凝土自身性能。

在澆筑階段，施工人員選擇長臂反鏟入倉，能提高現(xiàn)場澆筑工作效率。隨著溫度的升高，需要在混凝土表面添加防護(hù)層，避免太陽直射影響到混凝土自身性能。尤其是在混凝土表面溫度達(dá)到25℃以上時，施工人員需要使用噴霧設(shè)備對施工區(qū)域進(jìn)行降溫，直到混凝土完成終凝。

3.4 表面沙袋防護(hù)與灑水養(yǎng)護(hù)

現(xiàn)階段技術(shù)人員重視對混凝土的溫控工作，當(dāng)混凝土完成終凝之后，施工人員應(yīng)該在混凝土表面添加一層防護(hù)層，并且對該區(qū)域進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面濕潤。

例如在某大壩施工階段，技術(shù)人員使用沙袋對施工區(qū)域進(jìn)行表面擺放，確保沙袋之間沒有間隙，能對混凝土表面進(jìn)行保護(hù)。通過在混凝土表面擺放沙袋，還能保持混凝土表面濕度。

在現(xiàn)階段大壩施工階段，施工技術(shù)人員重視混凝土表面裂隙的處理，對混凝土表面進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。一般情況下，施工人員使用長塑料管對于混凝土表面進(jìn)行灑水，避免混凝土表面出現(xiàn)裂隙。在水電站大壩施工階段，使用沙袋防護(hù)的效果最好?，F(xiàn)階段技術(shù)人員對施工區(qū)域進(jìn)行灑水，沙袋內(nèi)部的沙子能存儲部分水量，這些水分能從沙袋底部滲出，長時間保持混凝土表面濕度符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。在灑水養(yǎng)護(hù)階段，現(xiàn)場管理人員應(yīng)該安排24h 巡查人員，確?；炷帘砻鏉穸容^高，避免混凝土在固結(jié)階段出現(xiàn)干裂等不良現(xiàn)象。

4 夏冬兩季控制混凝土溫度的措施

4.1 夏季溫控措施

現(xiàn)階段高溫天氣下，施工人員需要采用合適的溫控措施，才能提高整體施工質(zhì)量。在現(xiàn)階段大壩混凝土施工階段，現(xiàn)場施工人員可以使用不同的冷卻措施，避免大壩混凝土表面的溫度過高，從而對大壩施工產(chǎn)生負(fù)面影響。

當(dāng)前施工人員可以在混凝土材料周邊搭設(shè)涼棚，避免在現(xiàn)階段施工中，由于骨料遭受太陽的照射而出現(xiàn)質(zhì)量降低，影響后續(xù)施工。并且現(xiàn)場管理人員應(yīng)該對施工時間進(jìn)行有效安排，避免在中午高溫階段施工，可將施工時間安排在早晚階段。

在夏季施工階段，技術(shù)人員應(yīng)該采取有效措施，對外界溫度進(jìn)行有效控制，通過搭建簡易涼棚，避免外界日光的照射，并且使用一些潮濕的布袋，避免混凝土表面溫度較高，使混凝土自身性能發(fā)生改變。并且施工人員控制混凝土拌和位置與施工區(qū)域的距離，避免混凝土在運(yùn)輸階段由于自身水分流失較快，混凝土性能發(fā)生較大的改變。在一些特殊場合，施工人員可以在大壩施工區(qū)域預(yù)埋水管，用冷水對壩體進(jìn)行冷卻。

4.2 冬季溫控措施

在冬季施工階段，施工人員應(yīng)該對外界溫度進(jìn)行有效控制，當(dāng)外界溫度低于0℃時，施工人員應(yīng)該停止施工，避免混凝土中水分結(jié)冰，從而影響當(dāng)前施工性能。當(dāng)外界天氣符合施工要求時，技術(shù)人員應(yīng)該重視對混凝土料的保溫工作，通常在該區(qū)域覆蓋一層保護(hù)膜，避免混凝土壩體溫度變化加大，嚴(yán)重影響當(dāng)前施工。在冬季施工階段，技術(shù)人員應(yīng)該結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，使用測量儀器，按照目前常用的施工規(guī)范，對現(xiàn)場施工進(jìn)行引導(dǎo)，將溫度變化控制在一定范圍內(nèi)。

為了減少外界低溫對于混凝土壩體的影響，施工人員應(yīng)該在混凝土拌和階段使用一定比例的添加劑，從而減少水泥的使用量。在后續(xù)施工階段，施工人員應(yīng)該盡可能降低混凝土的分層澆筑高度，逐步提高混凝土施工工作質(zhì)量。

5 結(jié)語

總而言之，在現(xiàn)階段大壩施工階段，技術(shù)人員需要重視溫度控制工作的應(yīng)用，選擇合適的施工方案，降低外界環(huán)境對該工程的負(fù)面影響。隨著施工技術(shù)的提高，施工人員重視對溫度的控制，有效避免當(dāng)前施工階段混凝土開裂等問題。針對不同季節(jié)，按照《水工混凝土施工規(guī)范》的要求，逐步提高大壩施工質(zhì)量。