梅蓄電站廠房巖壁吊車梁混凝土澆筑內(nèi)外溫差研究

熊國(guó)鋒，楊 耀

(中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041)

1 工程概況

廣東梅州抽水蓄能電站地下廠房巖壁吊車梁典型尺寸為145.83 m×2.15 m×3.25 m(見(jiàn)圖1所示)。

梅州抽水蓄能電站屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，夏季氣溫高，7月平均氣溫為35℃，極端最高氣溫為38.0℃(各月平均氣溫見(jiàn)表1)。根據(jù)施工進(jìn)度要求，巖壁吊車梁混凝土施工安排在6—7月，屬梅州夏季，室外溫度較高，相比洞室內(nèi)溫度相對(duì)偏低。

2 混凝土施工方案及溫控情況

2.1 施工配合比

巖壁吊車梁設(shè)計(jì)為C30普通清水混凝土，普通清水混凝土的配合比應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的相關(guān)指標(biāo)結(jié)合選定原材料的性能、混凝土的技術(shù)條件通過(guò)試驗(yàn)選定。選出的配合比應(yīng)性能優(yōu)良、耐久性好、符合環(huán)保要求。清水混凝土必須具有極好的粘聚性，不允許出現(xiàn)分層離析的現(xiàn)象。

普通清水混凝土選擇不同的入倉(cāng)方式采用不同的配合比設(shè)計(jì)。梅蓄電站巖壁吊車梁采用吊罐入倉(cāng)方式，其試驗(yàn)室提供的普通清水混凝土配合比見(jiàn)表2。

圖1 巖壁吊車梁典型斷面示意(單位：高程m；尺寸mm)

表1 工程區(qū)月平均氣溫

表2 普通清水混凝土配合比

2.2 混凝土分塊

梅州抽水蓄能電站巖壁吊車梁分上下游布置，混凝土分倉(cāng)情況見(jiàn)表3～4。

表3 巖壁吊車梁上游側(cè)分倉(cāng)情況統(tǒng)計(jì) m

表4 巖壁吊車梁下游側(cè)分倉(cāng)情況統(tǒng)計(jì) m

2.3 溫控措施

1) 優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)，控制單位水泥用量[1]。大體積混凝土水泥用量是決定水化熱大小的主要因素。實(shí)驗(yàn)室根據(jù)工程骨料等混凝土原材料情況，在滿足設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求的前提下，改善混凝土骨料級(jí)配，通過(guò)增加加優(yōu)質(zhì)的粉煤灰和外加劑以減少單位水泥用量[2]。

2) 通過(guò)降低混凝土骨料拌制溫度進(jìn)行控制[3]。在巖壁吊車梁混凝土施工前，儲(chǔ)備骨料并搭設(shè)遮陽(yáng)棚，同時(shí)采購(gòu)90 m3/h的冷水機(jī)組進(jìn)行骨料冷水降溫、噴淋降溫等措施。盡量降低混凝土拌制用骨料的溫度，并采用冷水拌制混凝土，將將拌制混凝土用水溫度降低到10℃左右，最大化降低混凝土出機(jī)口溫度。

3) 混凝土澆筑完成后采用表面灑水養(yǎng)護(hù)。在土工膜上采用砂漿澆筑高10 cm“模板面”，在梁頂進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)，加速散熱。

4) 通過(guò)在混凝土體內(nèi)預(yù)埋冷卻水管的方式，消減混凝土澆筑塊初期的水化溫升熱溫升、控制混凝土內(nèi)外溫差[4]。冷卻水管采用導(dǎo)熱性能良好、不易變形的鍍鋅鋼管，其冷卻水管在混凝土澆筑前埋設(shè)，水管外徑為26.9 mm，水管壁厚為2.8 mm。冷卻水管分為3層布置，層間距約0.6 m，平面上冷卻水管盡可能位于混凝土中部。冷卻水管布置見(jiàn)圖2所示。

圖2 巖壁吊車梁冷卻水管布置側(cè)視示意(單位：高程m，尺寸mm)

混凝土收倉(cāng)即開(kāi)始通水冷卻。水管通水量按1.2 L/h控制，每12 h改變1次水流方向[5]，保證混凝土內(nèi)部溫降均勻。通水流量及通水水溫可根據(jù)混凝土降溫速度進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，若降溫速率過(guò)大，應(yīng)適當(dāng)減小通水流量或提高通水水溫。

初期通水時(shí)間不少于14 d[2]，期間需對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，混凝土澆筑完成后24 h內(nèi)每4 h觀測(cè)溫度1次，2～7 d內(nèi)每6 h觀測(cè)溫度1次，7～14 d內(nèi)每天觀測(cè)溫度1次。

冷卻水管的安裝過(guò)程中,需要注意鍍鋅鋼管在鋪設(shè)前均應(yīng)通壓力為0.6 MPa的水進(jìn)行檢查，防止其在使用前有破損情況，冷卻水管在埋設(shè)布置前，水管內(nèi)外壁應(yīng)干凈，沒(méi)有水垢。

在混凝土澆筑倉(cāng)面溫度降到設(shè)計(jì)指標(biāo)后，對(duì)預(yù)埋冷卻水管進(jìn)行回填封堵，采用回填注漿封堵方法。具體按照《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》(DL/T 5148—2012)及相關(guān)要求進(jìn)行施工。

最后，在審查起訴環(huán)節(jié)，值班律師向檢察官提出的律師意見(jiàn)必須以書(shū)面的形式提交。該書(shū)面意見(jiàn)做為值班律師辯護(hù)工作最重要的成果必須內(nèi)容扎實(shí)，不能泛泛地提出被告人是偶犯、初犯等內(nèi)容敷衍了事。比如可以要求該書(shū)面意見(jiàn)對(duì)本案最基本的事實(shí)和證據(jù)問(wèn)題進(jìn)行梳理和評(píng)價(jià)，要有對(duì)本案主要量刑情節(jié)的明確意見(jiàn)以及相應(yīng)的論證，還要有被告人是否存在法定無(wú)罪情節(jié)、被告人對(duì)認(rèn)罪認(rèn)罰的法律后果及程序選擇是否明確了解的詳細(xì)說(shuō)明。

2.4 水溫觀測(cè)

為監(jiān)測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)部溫度，判定內(nèi)外溫差，在巖壁吊車梁混凝土倉(cāng)面中間埋設(shè)1根鋼管，管底封閉，裝滿水，管口用木塞塞住，用水銀溫度計(jì)測(cè)量水溫，間接得出混凝土內(nèi)部溫度(測(cè)溫管布置見(jiàn)圖2)，測(cè)溫鋼管測(cè)溫完成后采用C30進(jìn)行砂漿封堵。

針對(duì)巖壁吊車梁混凝土施工溫控，采用水銀溫度計(jì)通過(guò)“測(cè)溫鋼管”測(cè)量混凝土內(nèi)部溫度，同時(shí)對(duì)廠房廠區(qū)溫度以及進(jìn)/出水管溫度進(jìn)行觀測(cè)。將每一倉(cāng)混凝土內(nèi)外溫差最大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)于表5。

表5 巖壁吊車梁混凝土內(nèi)外溫差最大值統(tǒng)計(jì) ℃

從表5數(shù)據(jù)可知：梅蓄電站巖壁吊車梁混凝土施工內(nèi)外溫差最小值為22.3℃，最大值為38.2℃，混凝土內(nèi)部溫升最大值在24 h內(nèi)基本達(dá)到最大值，除去觀測(cè)時(shí)間誤差(即觀測(cè)點(diǎn)混凝土內(nèi)外溫差并未達(dá)到最大值)以及水銀溫度計(jì)讀數(shù)誤差，梅蓄電站巖壁吊車梁混凝土施工無(wú)法滿足“巖壁梁混凝土施工,必須采取嚴(yán)格的溫控和養(yǎng)護(hù)措施，控制混凝土澆筑過(guò)程中內(nèi)外溫差不大于22℃”的要求。

3 溫控結(jié)果分析

3.1 混凝土降溫措施評(píng)價(jià)

巖壁吊車梁混凝土截面尺寸為3.25 m×2.15 m，假定結(jié)構(gòu)物四周沒(méi)有任何散熱和熱損失條件，混凝土水化熱絕熱溫升值計(jì)算按下式計(jì)算：

(1)

(2)

實(shí)際混凝土并非完全處于絕熱狀態(tài)，而是處于散熱狀態(tài)下，混凝土內(nèi)部的中心溫度按下式計(jì)算：

Tmax=T0+T(t)ζ[6]

(3)

式中Tmax為混凝土內(nèi)部中心最高溫度，℃；T0為混凝土的澆筑入模溫度，℃。入模溫度實(shí)測(cè)為28℃控制；T(t)在t齡期時(shí)混凝土的絕熱溫升(℃)最大絕熱溫升Tmax；ζ為不同澆筑塊厚度的降溫系數(shù)，查閱表得ζ=0.70；Tmax=28+45.5×0.70=59.9℃。

洞內(nèi)溫度取平均氣溫實(shí)測(cè)25℃，入模溫度實(shí)測(cè)為28℃。則混凝土澆筑過(guò)程中內(nèi)外溫差為59.85℃-25℃=34.9℃，根據(jù)表5，巖壁吊車梁混凝土內(nèi)外溫差實(shí)際平均值為29.6℃<34.9℃，故采取降溫措施效果比較顯著。

3.2 巖壁吊車梁混凝土抗壓檢測(cè)及裂縫情況

梅蓄電站地下廠房巖壁吊車梁混凝土施工，業(yè)主委托專業(yè)有資質(zhì)公司進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，其抗壓強(qiáng)度檢測(cè)報(bào)告結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 巖壁吊車梁混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)值統(tǒng)計(jì)

根據(jù)表6可知：廠房巖壁吊車梁混凝土試件抗壓強(qiáng)度滿足要求，其強(qiáng)度值普遍高于設(shè)計(jì)值40%及以上。

同時(shí)參建各方組織專業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裂縫檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)均未發(fā)現(xiàn)裂縫。

雖然實(shí)際內(nèi)外溫差平均值達(dá)到29.6℃左右，無(wú)法滿足“巖壁梁混凝土施工必須采取嚴(yán)格的溫控和養(yǎng)護(hù)措施，控制混凝土澆筑過(guò)程中內(nèi)外溫差不大于22℃”的要求，但采取的溫控措施效果達(dá)到要求。即抗壓強(qiáng)度滿足要求，混凝土表面無(wú)裂縫。

4 結(jié)語(yǔ)

廣東梅州抽水蓄能電站巖壁吊車梁施工采取了一套嚴(yán)格的溫控方案，在實(shí)際混凝土施工過(guò)程中對(duì)溫控起到一定作用，但由于混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)高，每方混凝土中水泥用量高，在拌制、運(yùn)輸以及澆筑過(guò)程中產(chǎn)生大量水化熱，使得實(shí)際內(nèi)外溫差平均值達(dá)到29.6℃左右。但從混凝土抗壓強(qiáng)度及實(shí)際混凝土表面裂縫情況看，巖壁吊車梁混凝土滿足強(qiáng)度指標(biāo)，現(xiàn)場(chǎng)未發(fā)現(xiàn)裂縫。從裂縫和強(qiáng)度檢測(cè)的情況看，該工程內(nèi)外溫差的標(biāo)準(zhǔn)可以適當(dāng)提高。在類似工程施工中，可以適當(dāng)提高巖壁吊車梁澆筑過(guò)程中的內(nèi)外溫差控制標(biāo)準(zhǔn)。

由文中可知：大體積混凝土內(nèi)部與外界最大溫差幾乎全在混凝土施工24 h內(nèi)達(dá)到，內(nèi)外溫差最大值不穩(wěn)定，易導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，解決這些問(wèn)題除采取文中措施外，對(duì)冷卻水管溫度及混凝土養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行處理或能到達(dá)不同的效果。