高海拔地區(qū)泄水系統(tǒng)工程混凝土溫控措施研究

蘇 海

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，四川 成都 610091)

1 工程概況

兩河口泄水系統(tǒng)過(guò)流流速高、流量大，為確保電站運(yùn)行安全，減少混凝土裂縫，保證混凝土施工質(zhì)量，采取措施控制混凝土溫度尤為重要。

2 溫度要求

1)水泥溫度：抗沖磨混凝土主要采用中熱水泥，其他部位混凝土采用普硅水泥，進(jìn)入拌和樓的水泥溫度不應(yīng)高于60℃。

2)混凝土出機(jī)口溫度：低溫季節(jié)不低于5℃。

3)混凝土澆筑溫度，如表1所示。

表1 泄水建筑物混凝土澆筑溫度表

4)混凝土最高溫度，如表2所示。

表2 泄水建筑物混凝土允許最高溫度表

3 溫控措施

3.1 分層、分倉(cāng)

洞外及堵頭混凝土澆筑分層厚度為1.5～3 m，最大高度不超過(guò)4.5 m，上下層澆筑間歇時(shí)間為5～7 d，最長(zhǎng)間歇期不超過(guò)15 d。洞身混凝土澆筑段長(zhǎng)度為12 m/倉(cāng)，洞身段邊墻、頂拱分開(kāi)澆筑，再澆筑底板。

3.2 混凝土拌制

在低溫時(shí)段即11月-翌年2月盡量降低拌和樓溫度，但不低于5℃，溫度過(guò)高則加冰冷卻進(jìn)行降溫處理。

3.3 混凝土運(yùn)輸

高溫季節(jié)混凝土運(yùn)輸設(shè)備采取隔熱遮陽(yáng)措施，采用混凝土攪拌車運(yùn)輸時(shí)，將筒體刷白，并采用低溫水沖刷降溫；采用自卸汽車運(yùn)輸時(shí)，在車廂表面采用遮陽(yáng)布進(jìn)行遮蓋；縮短混凝土運(yùn)輸及倉(cāng)面作業(yè)時(shí)間，控制從出機(jī)口到倉(cāng)面澆筑溫度回升，滿足澆筑溫度要求。低溫季節(jié)則在攪拌車上覆蓋保溫被進(jìn)行防護(hù)。

3.4 通水冷卻

3.4.1 水管型式

采用HDPE冷卻水管，內(nèi)徑為28 mm，壁厚2 mm，外徑32 mm。水管長(zhǎng)度300 m以內(nèi)，其主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 HDPE冷卻水管主要指標(biāo)要求

3.4.2 水管布置

1)進(jìn)口。設(shè)置冷卻水管通水降溫，分層高度4.5 m的混凝土布置3層冷卻水管，第1層冷卻水管布置在混凝土面上，第3層冷卻水管距上表面1.5 m，3層冷卻水管之間垂直間距1.5 m；分層高度3 m的混凝土布置3層冷卻水管，第1層冷卻水管布置混凝土下表面上，第3層冷卻水管距上表面1 m，3層冷卻水管之間垂直間距1 m；分層高度1.5 m的混凝土布置1層冷卻水管，冷卻水管距離混凝土下表面70 cm，距上表面80 cm。

2)洞身。洞身段高標(biāo)號(hào)襯砌混凝土左右邊墻各布置1層冷卻水管，距外層鋼筋15 cm，間距1.0 m，底板在混凝土中間布置冷卻水管，距兩側(cè)邊墻1 m，水平間距1.0 m。

3)出口。出口及洞式溢洪道泄槽混凝土，若施工部位是槽型，邊墻則按照洞身冷卻水管形式布置，底板按照進(jìn)口冷卻水管1.5 m/層；其他則按照進(jìn)口冷卻水管形式布置。

3.4.3 水管連接

1)混凝土內(nèi)埋設(shè)的冷卻水管接頭采用膨脹式防水接頭。

2)為可靠地調(diào)控冷卻水溫，混凝土塊體外供水管與各條冷卻水管進(jìn)出口間的聯(lián)結(jié)采用三通連接，設(shè)置通過(guò)調(diào)整供水流量調(diào)整冷卻水溫功能的可靠設(shè)備。

3)混凝土塊體內(nèi)同一冷卻水管上不允許超過(guò)6個(gè)接頭。

4)混凝土塊體外供水管與各條冷卻水管進(jìn)出口間的聯(lián)結(jié)應(yīng)隨時(shí)有效，能快速安裝和拆除，具備水流方向變換功能，同時(shí)要可靠地控制某條水管的流量而不影響其他冷卻水管的循環(huán)水。所有水管的進(jìn)、出端均做好清晰的標(biāo)記以保證整個(gè)冷卻過(guò)程中冷卻水能按正確的方向流動(dòng)?？偣艿牟贾帽阌谡{(diào)換冷卻水管中水流方向，通水方向每24 h調(diào)換1次。

5)在混凝土開(kāi)倉(cāng)澆筑前，對(duì)已鋪設(shè)好的冷卻水管進(jìn)行通水檢查，如發(fā)現(xiàn)漏水或堵塞現(xiàn)象立即處理。為檢查水管漏水及阻塞情況，管中通循環(huán)水，并用壓力表及流量計(jì)同時(shí)指示阻力情況，循環(huán)水通水壓力不低于正常通水壓力的1.1倍。

6)在混凝土澆筑過(guò)程中注意避免水管受損和堵塞。如果冷卻水管在混凝土澆筑過(guò)程中受到任何破壞，立即停止筑澆混凝土直到冷卻水管修復(fù)方能繼續(xù)進(jìn)行。

7)通水前對(duì)每盤水管回路進(jìn)行通水檢查，了解其通暢情況，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即處理。

3.4.4 防護(hù)措施

1)無(wú)論水管鋪在何部位，均應(yīng)保證水管在施工中不被平倉(cāng)、振搗設(shè)備壓壞。

2)對(duì)冷卻水管進(jìn)出口管口妥善保護(hù)，防止堵塞。

3)對(duì)混凝土冷卻供水的外部干管和支管均須包裹保溫材料，以滿足冷卻水管進(jìn)口水溫的要求。

3.4.5 溫度監(jiān)測(cè)

每倉(cāng)的冷卻水管還須倉(cāng)外延長(zhǎng)一定長(zhǎng)度以連接至冷卻水水箱，在混凝土開(kāi)始澆筑即開(kāi)始通水，進(jìn)出口混凝土溫度測(cè)量點(diǎn)設(shè)在每倉(cāng)中心部位，預(yù)埋1支溫度計(jì)，洞身分別在每倉(cāng)左右邊墻距底板3 m和8 m處及底板中心預(yù)埋1支溫度計(jì)，保證測(cè)量溫度的準(zhǔn)確性和可靠性，對(duì)水箱溫度和出水口溫度定時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在低溫季節(jié)施工通水之前對(duì)水箱進(jìn)行測(cè)溫，若水溫低于12℃，須對(duì)水箱內(nèi)的水進(jìn)行加熱，但不能高于16℃。

對(duì)混凝土塊體內(nèi)冷卻水管的分組、管長(zhǎng)、材質(zhì)、間距等應(yīng)做詳細(xì)記錄，對(duì)主管出口應(yīng)做編號(hào)，并進(jìn)行明顯標(biāo)識(shí)。通水冷卻的各個(gè)階段均應(yīng)對(duì)通水情況進(jìn)行記錄，記錄作為混凝土溫度測(cè)量報(bào)告的一部分。

3.4.6 結(jié)束通水

為了便于更好地控制泄水建筑物露天混凝土的質(zhì)量，明確冷卻通水的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：通水時(shí)間不少于15 d，且混凝土內(nèi)部溫度不高于25℃。

3.4.7 封堵

通水時(shí)間大于15 d，且混凝土內(nèi)部溫度低于25℃后，即可進(jìn)行通水冷卻水管的封堵。在混凝土澆筑倉(cāng)面溫度降到設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，為保證混凝土強(qiáng)度要求，對(duì)預(yù)埋的冷卻水管進(jìn)行封堵，再切除水管的外露部分，并處理至滿足混凝土面外觀要求。封堵方法采用回填注漿封堵，采用0.5:1濃水泥漿，灌漿壓力選取0.2～0.5 MPa。

3.5 溫度監(jiān)測(cè)

1)溫度報(bào)告：得到溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后，進(jìn)行處理，并形成報(bào)告，如溫度周報(bào)、月報(bào)，在監(jiān)測(cè)過(guò)程中如有異常情況，及時(shí)報(bào)告并進(jìn)行處理，以保證混凝土質(zhì)量。

2)測(cè)溫措施：混凝土澆筑時(shí)即開(kāi)始內(nèi)部溫度測(cè)量，最高溫度出現(xiàn)前(澆筑完成后3 d)溫度測(cè)量間隔時(shí)間≥4 h，之后測(cè)量間隔時(shí)間一般≤12 h，測(cè)溫時(shí)間不少于28 d。其內(nèi)容包括外界和倉(cāng)內(nèi)氣溫、混凝土出機(jī)口溫度、入倉(cāng)溫度、澆筑溫度及混凝土內(nèi)部溫度變化過(guò)程。

3)升溫措施：為確保倉(cāng)面環(huán)境溫度不低于5℃，在現(xiàn)澆混凝土倉(cāng)內(nèi)四周布置草地?zé)?、取暖器。升溫設(shè)備布置數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度情況增減?，F(xiàn)場(chǎng)配置滅火器，防止火災(zāi)。加強(qiáng)溫度監(jiān)測(cè)。

3.6 保溫與養(yǎng)護(hù)

3.6.1 保溫措施

洞外施工部位在混凝土澆筑前切實(shí)做好備倉(cāng)工作，泵送系統(tǒng)須提前做好檢修，泵管包裹橡塑海綿或保溫被，并備好相應(yīng)配件，提前將備用發(fā)電機(jī)調(diào)試好并配置到位。

混凝土澆筑時(shí)倉(cāng)面設(shè)置保溫棚，利用腳手架鋼管形成暖棚鋼管骨架，間、排距2.0 m，步距2.0 m。頂面布置縱橫向鋼管“龍骨”，間、排距2.0 m×2.0 m。

四周及頂部鋪設(shè)帆布，用鍍鋅鐵絲綁扎牢固到鋼管，確保帆布不移位。

伴隨澆筑高程的增加，不斷加高保溫棚，使得保溫棚搭設(shè)高度一直為6.0 m。保溫完成后不處理預(yù)埋在混凝土倉(cāng)內(nèi)的鋼管，用M30砂漿回填密實(shí)。

混凝土澆筑時(shí)，采用模板貼聚苯乙烯泡沫板立模，聚苯乙烯泡沫板為等效熱交換系數(shù)β≤10.0 kJ/(m2·h·℃)、5 cm厚，為防止聚苯乙烯泡沫板脫落，采用膠水將聚苯乙烯泡沫板牢牢粘貼在模板上。為了防火，聚苯乙烯泡沫板刷水泥漿液。

3.6.2 養(yǎng)護(hù)措施

低溫季節(jié)洞內(nèi)養(yǎng)護(hù)，采用土工布+溫水養(yǎng)護(hù)，拆模后7 d內(nèi)采取25℃±5℃溫水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)水溫與混凝土表面溫度差不超過(guò)15℃，低溫季節(jié)洞內(nèi)養(yǎng)護(hù)水溫≥10℃，其他時(shí)段采用常溫水養(yǎng)護(hù)即可。

低溫季節(jié)拆除模板時(shí)，選擇當(dāng)日溫度大于5℃進(jìn)行，采用保溫被覆蓋過(guò)后拆除保溫棚，同條件養(yǎng)護(hù)，側(cè)模在混凝土確保3.5 MPa后拆除，梁板頂部在混凝土達(dá)到100%強(qiáng)度拆除，拆除模板后立即采用保溫材料覆蓋(臨時(shí)外露面采用等效熱交換系數(shù)β≤10.0 kJ/(m2·h·℃)的保溫卷材+保濕膜，永久外露面采用技術(shù)要求的5 cm厚涂水泥漿液聚乙烯苯板)。氣溫低于5℃不能直接用水養(yǎng)護(hù)，可采用保濕膜+保溫卷材保護(hù)，其他時(shí)段采用常溫水養(yǎng)護(hù)即可。

4 結(jié)語(yǔ)

兩河口水電站海拔高，泄水建筑物流速超高，須嚴(yán)格保證施工質(zhì)量，有效控制過(guò)流面混凝土裂縫。本工程通過(guò)采取冷卻通水的方式精心組織施工，多次試驗(yàn)管材選型、管道布置、接頭處理、通水流速及時(shí)間等多種組合情況，力求降低混凝土最高溫升，達(dá)到最優(yōu)的混凝土施工質(zhì)量效果，最大程度控制混凝土裂縫，各項(xiàng)質(zhì)量檢查均滿足設(shè)計(jì)技術(shù)要求及規(guī)范要求，保證電站運(yùn)行安全，為后續(xù)類似工程提供借鑒。