岸堤水庫(kù)溢洪閘混凝土溫控及防裂技術(shù)

（山東省臨沂市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院 臨沂 276001）

1 工程概況

岸堤水庫(kù)始建于 1960年，位于山東省臨沂市蒙陰縣界牌鎮(zhèn)圈里村西，東汶河與梓河的交匯處。水庫(kù)控制流域面積1690km2，總庫(kù)容 7.80 億 m3，興利庫(kù)容 4.59 億 m3。岸堤水庫(kù)工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大（2）型，主要建筑物溢洪道（閘）為 2 級(jí)。

溢洪閘改建工程共10 孔，閘室凈寬13.0m，采用弧形鋼閘門，閘門高12.5m。原溢洪閘閘墩（中墩、邊墩）164m 高程以上結(jié)構(gòu)全部拆除，保留原溢洪閘閘底板。在原閘底板上新澆筑C30 鋼筋混凝土底板，厚0.5m。在原閘墩位置重新澆筑C30鋼筋混凝土中墩、邊墩；中墩寬3.0m，順?biāo)飨蜷L(zhǎng)度28.5m；邊墩為衡重式結(jié)構(gòu)，底部寬度5.0m，順?biāo)飨蜷L(zhǎng)度29.0m。

2 大體積混凝土的溫控措施

2.1 優(yōu)化混凝土配合比

工程施工準(zhǔn)備階段即對(duì)水泥、粉煤灰、粗細(xì)骨料、外加劑等進(jìn)行考察，通過(guò)篩選擇優(yōu)確定符合要求的廠家。選用低水化熱水泥，選用粒徑較大、級(jí)配良好的粗細(xì)骨料，控制砂石含泥量，通過(guò)摻加粉煤灰、高效減水劑等措施，改善和易性、降低水灰比，以達(dá)到減少水泥用量、降低水化熱的目的。多次進(jìn)行配合比論證，最終確定出滿足設(shè)計(jì)各項(xiàng)指標(biāo)要求，各類原材料相互適應(yīng)性良好的施工配合比，見(jiàn)表1。

表1 C30W4F150 混凝土配合比表（每方混凝土材料用量單位：kg/m3）

2.2 嚴(yán)格把控混凝土拌合質(zhì)量

施工準(zhǔn)備階段提前對(duì)拌合系統(tǒng)的計(jì)量裝置進(jìn)行標(biāo)定，確保計(jì)量準(zhǔn)確，針對(duì)不同的拌合設(shè)備，明確拌合時(shí)間。水泥進(jìn)場(chǎng)后，除提供出廠合格證、質(zhì)量證明文件、檢驗(yàn)報(bào)告，及時(shí)取樣抽檢外，同時(shí)要求水泥入機(jī)溫度不大于60℃。對(duì)砂、石子的含泥量、含水量每班檢測(cè)一次，如遇雨天適當(dāng)增加含水量檢測(cè)次數(shù)，根據(jù)實(shí)測(cè)含水量及時(shí)調(diào)整用水量，保證混凝土坍落度保持穩(wěn)定。采用兩種外加劑時(shí)應(yīng)單獨(dú)摻入，不得混合摻入。

2.3 設(shè)置后澆帶

為防止現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于自身收縮不均或沉降不均可能產(chǎn)生的有害裂縫，距閘墩工作閘門底軌中心線2.2m 下游設(shè)置C35 混凝土后澆帶（寬2.0m），混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于中墩。閘墩內(nèi)鋼筋、冷卻水管、對(duì)接螺栓等分布其中，后澆帶內(nèi)部模板安裝應(yīng)重點(diǎn)控制，振搗時(shí)及時(shí)檢查，防止漏漿或模板變形發(fā)生。

2.4 預(yù)埋冷卻水管

在新澆混凝土中預(yù)埋冷卻水管，通過(guò)冷水對(duì)混凝土進(jìn)行冷卻，是削減水化熱溫升的有效措施。閘墩內(nèi)冷卻布置在高程165.1～180.8m 之間，位置見(jiàn)圖1。上下管距0.6m，共26 層；平面管距0.6～0.7m,最外側(cè)距混凝土外表面0.5m。冷卻管采用鍍鋅鋼管，端頭攻絲，直徑32mm，壁厚2.5mm。在冷卻管進(jìn)出口各設(shè)置一道閥門以控制進(jìn)水方向和流量，水流方向每24h 調(diào)換一次。冷卻水管安裝完成后，應(yīng)先進(jìn)行試通水，確保通暢無(wú)漏水部位。通水時(shí)間自澆筑開(kāi)始至混凝土內(nèi)外溫差不大于15℃，每個(gè)閘墩都進(jìn)行觀測(cè)并做好記錄。

2.5 采用大型鋼木組合模板

混凝土澆筑完成后，保溫養(yǎng)生對(duì)混凝土后期的強(qiáng)度和質(zhì)量都起著決定性作用。傳統(tǒng)的鋼模板導(dǎo)熱快、保溫和保濕效果差；竹膠板在保溫、保濕方面優(yōu)于鋼模板。在閘墩的施工中，結(jié)合大型鋼模板施工工藝，改進(jìn)選取3.0m×1.8m 模塊高強(qiáng)度膠合板與鋼龍骨結(jié)合的大模板，并與圓弧鋼模板組合運(yùn)用，繼承了大型鋼模板施工機(jī)械化、節(jié)約加固材料、保證混凝土外觀質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在鋼模板背面肋板之間粘貼塑料保溫板，大大加強(qiáng)了混凝土表面的保溫效果。以上保溫措施，降低了混凝土內(nèi)外溫差，緩解了混凝土因溫度應(yīng)力產(chǎn)生的負(fù)面影響。大型鋼木組合模板屬定制模板，尤其是圓弧鋼模板，加工要求技術(shù)高、時(shí)間長(zhǎng)，要根據(jù)工期要求提前安排，保證施工供應(yīng)。

2.6 混凝土澆筑分塊

合理進(jìn)行分縫、分塊是混凝土防裂的主要措施之一。參照以往同類型結(jié)構(gòu)施工經(jīng)驗(yàn)，將底板和閘墩共分二層澆筑，第一次在澆筑閘墩底板混凝土?xí)r，同時(shí)澆筑1.8m（一塊模板的高度）高的閘墩，以減少底板對(duì)閘墩的約束，第二次澆筑至墩頂高程，分層位置見(jiàn)圖1。

圖1 中墩施工分層分縫、冷卻管與測(cè)溫點(diǎn)布設(shè)圖（單位：m）

2.7 優(yōu)化混凝土澆筑方案

主要從分層厚度、澆筑速度和振搗質(zhì)量三個(gè)方面控制。混凝土采用平鋪法澆筑，混凝土鋪料厚度不大于0.5m，混凝土每小時(shí)澆筑高度不超過(guò)1m。在澆筑過(guò)程中，混凝土振搗是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要采用φ70 軟軸插入式振搗器振搗。澆入倉(cāng)內(nèi)的混凝土隨澆隨平倉(cāng)，不堆積，倉(cāng)內(nèi)若有粗骨料分離堆疊時(shí)，采用人工均勻地分布于砂漿較多處，禁止用水泥砂漿覆蓋或用振搗器作為移動(dòng)混凝土的工具，以免造成內(nèi)部蜂窩和骨料集中現(xiàn)象。在靠近模板和鋼筋較密處、門槽等空間狹小的二期混凝土澆筑部位及各種預(yù)埋件儀器周圍，采用人工平倉(cāng)，使骨料分布均勻，人工平倉(cāng)用鐵鍬，平倉(cāng)距離不超過(guò)3m，采用φ30插入式振搗器振搗，確?；炷琳駬v密實(shí)，并防止設(shè)備位移和損壞。

2.8 拆模時(shí)間和拆模后的保溫與保濕措施

拆模的時(shí)機(jī)應(yīng)根據(jù)布設(shè)的溫度記錄表來(lái)確定，基本原則是混凝土內(nèi)外溫度差不大于15℃。同時(shí)拆模時(shí)間或掀除保溫材料時(shí)間都應(yīng)該選在中午氣溫較高的時(shí)候，以免造成表面溫降過(guò)大。鋼木模板連同塑料保溫板一起拆除，拆模時(shí)間宜為10～12d，遇到寒潮降溫時(shí)要相應(yīng)延長(zhǎng)拆模時(shí)間，并在拆模后立即采取保溫、保濕措施。

2.9 夏季高溫時(shí)段混凝土澆筑溫度控制

2.9.1 降低混凝土出機(jī)口溫度

控制原材料溫度可有效控制出機(jī)口溫度。水泥進(jìn)罐溫度必須控制在60℃以下；在骨料料倉(cāng)上方用鋼管拱架搭設(shè)遮陽(yáng)棚，同時(shí)提高骨料堆料高度，降低骨料溫度；在骨料倉(cāng)棚頂架設(shè)噴淋水管，采用深井水，既能降低骨料溫度，又能沖洗骨料，降低含泥量；采用加冰水拌制混凝土。

2.9.2 減少運(yùn)輸、澆筑過(guò)程中溫度回升

混凝土攪拌運(yùn)輸車的罐體用毛氈包裹并灑水，防止混凝土在運(yùn)輸途中溫度回升。合理調(diào)配混凝土攪拌運(yùn)輸車，加強(qiáng)調(diào)度指揮和施工道路的維護(hù)，協(xié)調(diào)各環(huán)節(jié)關(guān)系，縮短混凝土運(yùn)輸時(shí)間?；炷寥雮}(cāng)后，快速平倉(cāng)，快速振搗。避開(kāi)中午最熱時(shí)段，在早、晚低溫時(shí)段澆筑混凝土。在混凝土倉(cāng)內(nèi)配備鼓風(fēng)機(jī)，高溫時(shí)段保持連續(xù)鼓風(fēng)，加速空氣流通，既能降低倉(cāng)面溫度，又能對(duì)倉(cāng)內(nèi)人員起到一定的保護(hù)作用，防止人員中暑。

3 測(cè)溫點(diǎn)布設(shè)及數(shù)據(jù)分析

通過(guò)合理布置測(cè)溫點(diǎn)，及時(shí)掌握混凝土內(nèi)部溫度變化情況，并根據(jù)實(shí)測(cè)溫度適時(shí)調(diào)整通水流量。以該工程5#中墩為例，分析溫控過(guò)程中溫度變化的過(guò)程。在5#中墩169m 高閘墩中心、側(cè)表面（混凝土表面以內(nèi)10cm）各布置一測(cè)點(diǎn)（見(jiàn)圖1），混凝土澆筑與通水同時(shí)進(jìn)行，通水2h 后開(kāi)始測(cè)溫，以后每4h 測(cè)一次，具體數(shù)值見(jiàn)圖2。

圖2 5#中墩溫度曲線圖

混凝土水化熱主要集中在澆筑后的早期，對(duì)硅酸鹽水泥主要集中在澆筑后的1～3d，在此期間由于水化熱的累積，使混凝土的溫度急劇上升形成所謂的升溫階段，出現(xiàn)了溫度峰值(一般出現(xiàn)于澆筑后24～48h)。通過(guò)以上溫度曲線圖可以看出，混凝土內(nèi)部在澆筑完成30h 達(dá)到峰值，之后在一周時(shí)間內(nèi)逐步下降，在第八天時(shí)間趨于平穩(wěn)，在27℃左右，此時(shí)大氣平均溫度在13℃～15℃之間，混凝土水化熱基本消除。

根據(jù)5#中墩掌握的數(shù)據(jù)及分析成果，在其他中墩或邊墩布設(shè)測(cè)溫點(diǎn)時(shí)，其中心點(diǎn)高度各有不同，后期整理統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，溫度發(fā)展趨勢(shì)基本相同。

4 結(jié)語(yǔ)

大體積混凝土施工中產(chǎn)生裂縫的因素很多，主要受其內(nèi)在的屬性和外部環(huán)境條件影響。岸堤水庫(kù)溢洪閘的施工，從狠抓原材質(zhì)量，優(yōu)化配合比開(kāi)始，采用后澆帶、合理分塊、“內(nèi)降溫、外保溫”、延長(zhǎng)拆模等措施，嚴(yán)格把控混凝土的拌合、運(yùn)輸、入倉(cāng)、澆筑等細(xì)節(jié)，通過(guò)對(duì)混凝土外觀質(zhì)量檢查沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何表面裂縫，工程質(zhì)量得到了有效控制，為以后類似大體積混凝土施工提供了一定的經(jīng)驗(yàn)■