大壩碾壓混凝土澆筑溫控措施探討

吉鴻宇

摘 要：為滿足大壩下閘蓄水的工期目標(biāo)，勢(shì)必會(huì)在高溫、寒冷季節(jié)進(jìn)行混凝土連續(xù)澆筑。通過合理溫控措施選擇和管理體系建設(shè)，可確?；炷翝仓麟A段各環(huán)節(jié)具有良好溫控條件，保證混凝土具有較高質(zhì)量，推動(dòng)工程高效優(yōu)質(zhì)施工建設(shè)。

關(guān)鍵詞：碾壓混凝土；溫控；溫度監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：TV42+1.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）12-0119-02

Abstract： In order to meet the target of water storage under the dam， the concrete will be poured continuously in the high temperature and cold season. Through the reasonable temperature control measures selection and management system construction， it can ensure that each stage of concrete pouring has good temperature control conditions， ensure the high quality of concrete， and promote the construction of high efficiency and high quality.

Keywords： roller compacted concrete； temperature control； temperature monitoring

混凝土溫控是防止大壩碾壓混凝土施工時(shí)產(chǎn)生裂縫，提高大壩整體質(zhì)量水平的重要技術(shù)手段[1]。水電站大壩通常施工周期長、季節(jié)跨度大且施工工期緊張，如何做好碾壓混凝土高溫季節(jié)商務(wù)溫度控制，以及秋冬和初春季節(jié)的保溫防護(hù)，對(duì)減少大壩裂縫出現(xiàn)尤為重要。在大壩混凝土澆筑過程中，必須結(jié)合壩址區(qū)水文氣象條件、工程施工特點(diǎn)、原材料特性及碾壓混凝土溫度控制和防裂標(biāo)準(zhǔn)，采取合理的溫控防裂措施，確保大壩混凝土具有較高施工質(zhì)量水平，推動(dòng)工程高效優(yōu)質(zhì)、安全可靠的施工建設(shè)。

1 碾壓混凝土大壩溫控特點(diǎn)

碾壓混凝土大壩施工工藝簡單，且具有水泥用量少、水化熱低、發(fā)熱速率低、薄層攤鋪澆筑利于散熱、施工速度快、施工工效高、整體費(fèi)用較常態(tài)混凝土大壩經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)[2]。但由于碾壓混凝土壩體不設(shè)縱縫，一次澆筑倉面體積較大且機(jī)械化作業(yè)澆筑速度較快，存在早期強(qiáng)度低、溫度場(chǎng)穩(wěn)定時(shí)間長、層間結(jié)合強(qiáng)度及抗?jié)B等新問題。因此，搞好碾壓混凝土澆筑過程中的溫度控制，防止危害性裂縫產(chǎn)生，滿足封拱技術(shù)指標(biāo)和實(shí)現(xiàn)下閘蓄水階段性目標(biāo)，是大壩碾壓混凝土澆筑質(zhì)量監(jiān)測(cè)管理的非常重要的內(nèi)容[3]。

2 碾壓混凝土澆筑溫控措施

大壩混凝土為熱的不良導(dǎo)體，混凝土內(nèi)外溫度變化差異，將會(huì)在混凝土表面形成拉應(yīng)力進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。并隨著裂縫的橫縱方向發(fā)展，將會(huì)產(chǎn)生危害大壩結(jié)構(gòu)整體安全的貫穿性裂縫，嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量[2]。在碾壓混凝土溫控措施優(yōu)化選擇中，應(yīng)從優(yōu)選原材料及優(yōu)化配合比、配置人工降溫系統(tǒng)生產(chǎn)低溫混凝土、合理選擇高溫降溫措施及有效混凝土保溫與養(yǎng)護(hù)措施，提高混凝土澆筑整體質(zhì)量水平，確保大壩整體安全。

2.1 優(yōu)選混凝土原材料及優(yōu)化配合比

導(dǎo)致大壩大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度快速上升的主要原因是水泥的水化熱反應(yīng)，控制水泥的水化熱溫升，可以有效縮減混凝土水分蒸發(fā)與降溫引起的內(nèi)外溫差，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力的有效控制[4]。因此，合理選用低水化熱水泥、高摻粉煤灰、高效緩凝減水劑等原材料，并優(yōu)化混凝土配合比，延緩水泥水化熱過程并降低混凝土水化熱溫升效應(yīng)，以匹配工程在夏季高溫和冬秋及初春低溫環(huán)境的混凝土澆筑指標(biāo)，防止大壩混凝土危害性裂縫產(chǎn)生。

2.2 原材料溫度控制及生產(chǎn)低溫混凝土

嚴(yán)格控制原材料溫度，不同粒徑石料進(jìn)場(chǎng)后要采取分開堆放措施。對(duì)于含沙量較高的粗骨料進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)在攪拌站配置一套石料清洗系統(tǒng)，并在石料使用前進(jìn)行徹底清洗，并采取質(zhì)量抽樣檢測(cè)，待含沙量滿足設(shè)計(jì)要求后方可投入混凝土拌制[5]。另外，在夏季石料進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)設(shè)置遮陽棚、料堆頂部噴霧降溫等措施實(shí)現(xiàn)對(duì)原材料的溫度控制。合理規(guī)劃，提前安排骨料預(yù)冷，確保骨料在進(jìn)倉前得到充分預(yù)冷至設(shè)計(jì)溫度。按照大壩碾壓混凝土質(zhì)量指標(biāo)要求，生產(chǎn)低溫混凝土并嚴(yán)格控制混凝土出機(jī)溫度，確?；炷涟柚凭哂休^高質(zhì)量水平。

2.3 混凝土運(yùn)輸溫度控制

混凝土運(yùn)輸過程中為避免出現(xiàn)溫度升高及VC值損失問題，必須采取合理的混凝土運(yùn)輸溫控措施[6]。對(duì)于皮帶機(jī)運(yùn)輸方式，應(yīng)設(shè)置防曬、防雨篷布、保溫板，并在拌合樓處設(shè)置噴霧冷卻系統(tǒng)，將混凝土冷卻后再運(yùn)輸。采用罐車進(jìn)行混凝土運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)進(jìn)行合理包裹，避免混凝土直接暴曬并反復(fù)淋水進(jìn)行降溫。為了防止混凝土失水過快，應(yīng)盡量優(yōu)化運(yùn)輸路徑和運(yùn)輸方式，縮短運(yùn)輸距離、避免多次倒換，并采取合理擋風(fēng)措施，有效防止混凝土出現(xiàn)失水過快問題。混凝土拌合物到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)入模溫度進(jìn)行檢測(cè)，若高于設(shè)計(jì)溫度指標(biāo)，應(yīng)立即通知拌合站，要求通過增加碎冰用量等及時(shí)優(yōu)化調(diào)整混凝土配合比，確保混凝土入模前具有較好的溫度和質(zhì)量特性。

2.4 混凝土入倉澆筑溫度控制

（1）合理布設(shè)遮陽棚及噴霧系統(tǒng)。在夏季高溫混凝土澆筑過程中，應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況在倉面設(shè)置有良好透氣性的防曬網(wǎng)進(jìn)行遮陽，避免混凝土暴曬水分過快流失同時(shí)降低倉面溫度。據(jù)大量工程實(shí)踐可知，通過搭設(shè)遮陽棚后，倉面溫度可以有效降低5～10℃。當(dāng)搭設(shè)遮陽棚后溫度還不能滿足設(shè)計(jì)溫度要求時(shí)，可以在模板上方安裝固定噴霧機(jī)同時(shí)配置合適的移動(dòng)式高壓噴霧槍，以實(shí)現(xiàn)對(duì)倉面溫度的合理控制[7]。通過在倉面搭設(shè)遮陽棚或增設(shè)噴霧設(shè)備，可以在混凝土澆筑倉面處人工營造小氣候環(huán)境，通過遮陽、噴霧等保濕降溫設(shè)備系統(tǒng)，避免混凝土出現(xiàn)發(fā)白、變硬等不利問題，為高溫季節(jié)混凝土不間斷澆筑施工提供人工營造重要的溫控環(huán)境。

（2）合理規(guī)劃混凝土澆筑倉面。結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)面貌、氣象條件等條件，根據(jù)拌合能力、倉面攤鋪及碾壓能力、施工進(jìn)度等因素，合理規(guī)劃倉面的攤鋪面積。對(duì)于高溫季節(jié)混凝土澆筑，從拌合站加水拌合到現(xiàn)場(chǎng)碾壓施工完畢應(yīng)控制在2h內(nèi)完成，要盡量避免層間長時(shí)間間隙，時(shí)間應(yīng)控制在4h以內(nèi)。對(duì)于一些倉號(hào)較大的倉面，若經(jīng)詳細(xì)計(jì)算采用平層碾壓施工不能滿足層間間隙時(shí)間小于4h的技術(shù)指標(biāo)時(shí)，應(yīng)通過采取斜層鋪筑法等優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)施工工藝，確保大壩混凝土澆筑整體具有較高質(zhì)量水平。

（3）加強(qiáng)碾壓施工速率。拱壩（重力壩）的混凝土碾壓層面多但薄，這就要求在下層混凝土初凝前必須完成上層混凝土的碾壓施工，從而確?；炷翆娱g具有良好的結(jié)合強(qiáng)度和效果。通過優(yōu)化碾壓工藝，快速碾壓施工，不僅可以有效縮短混凝土層面與外面的接觸時(shí)間，同時(shí)可以增強(qiáng)層間的結(jié)合性能，降低外界溫度倒灌，確?；炷翆娱g碾壓施工具有較好的溫控效果[8]。

2.5 布設(shè)冷卻水管等降溫系統(tǒng)

為了有效控制混凝土水化熱溫升效應(yīng)，在高溫季節(jié)進(jìn)行大體積混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)根據(jù)大壩結(jié)構(gòu)合理布設(shè)全斷面預(yù)埋冷卻水管等管網(wǎng)系統(tǒng)，并預(yù)埋測(cè)溫元件實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土芯部溫度。通過計(jì)算機(jī)分析合理確定冷卻水管開啟部位及數(shù)量，通過冷卻水與混凝土間的熱傳遞達(dá)到降溫削峰效果。在大壩混凝土澆筑碾壓前，為確保冷卻水正常作用，應(yīng)進(jìn)行不小于0.5h的加壓通水試驗(yàn)，確保冷卻水流量滿足混凝土攤鋪需求。對(duì)于試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的漏水、阻水等問題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行故障部位排查并及時(shí)修復(fù)至正常工作狀態(tài)。

2.6 加強(qiáng)混凝土澆筑全程溫度監(jiān)測(cè)

在大壩混凝土澆筑碾壓施工過程中，應(yīng)重視混凝土全程溫度變化監(jiān)測(cè)。對(duì)于夏季等高溫季節(jié)進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)做到每隔4h就要進(jìn)行混凝土倉面及外界溫度的測(cè)量?；炷罺C值、入倉溫度、出機(jī)溫度等指標(biāo)也要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，對(duì)于一般部位應(yīng)控制在每4h進(jìn)行一次測(cè)量；而對(duì)于一些特殊部位則應(yīng)控制在2h測(cè)一次的頻率，并做好各項(xiàng)特性數(shù)據(jù)的記錄。另外，要結(jié)合工程實(shí)際情況，根據(jù)ISO9001：2000質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系，建立全面系統(tǒng)的大壩混凝土澆筑溫控質(zhì)量體系，并落實(shí)到施工各階段的每一個(gè)工序和環(huán)節(jié)中，提高大壩碾壓混凝土澆筑整體溫控效果。

2.7 混凝土養(yǎng)護(hù)溫控措施

在夏季高溫季節(jié)混凝土澆筑后，由于施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土表面溫度有時(shí)可能達(dá)到50℃以上。因此，必須指派專職人員進(jìn)行流動(dòng)通水養(yǎng)護(hù)，通過冷卻水降溫散熱。對(duì)于較寒冷天氣進(jìn)行混凝土澆筑后，應(yīng)采用敷設(shè)養(yǎng)護(hù)土工布或棉被等進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。遇雨季應(yīng)加蓋一層防雨布，通過噴霧保濕養(yǎng)護(hù)、冷卻水蓄水養(yǎng)護(hù)等綜合性溫控養(yǎng)護(hù)措施，為混凝土冷凝固結(jié)營造一個(gè)良好的溫度環(huán)境。

3 加強(qiáng)碾壓混凝土溫控施工管理

針對(duì)大壩碾壓混凝土溫控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建立基于“業(yè)主負(fù)責(zé)、設(shè)計(jì)保障、施工保證、專家把關(guān)和政府監(jiān)督”為框架的施工全程溫控管理體系，并根據(jù)組織體系要求成立專門溫控小組，落實(shí)各階段各環(huán)節(jié)的溫控指標(biāo)及責(zé)任人，做到“各負(fù)其責(zé)、分段控制、節(jié)節(jié)把關(guān)、動(dòng)態(tài)修正、從嚴(yán)要求”，有效提高混凝土澆筑全程的溫控質(zhì)量水平。

加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)各階段各工序和各環(huán)節(jié)的溫控工作及效果檢查，確保各項(xiàng)溫控措施有效落實(shí)到位，并通過定期和動(dòng)態(tài)抽檢相結(jié)合的觀測(cè)手段，對(duì)外界溫度、冷卻水溫、原材料溫度、入倉溫度、出機(jī)溫度等指標(biāo)進(jìn)行全面觀測(cè)和抽樣檢查。對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，找出偏差原因并及時(shí)采取有效的修正措施，確保骨料溫控、混凝土運(yùn)輸溫控、混凝土澆筑溫控等滿足設(shè)計(jì)要求，確保大壩混凝土澆筑具有較高質(zhì)量水平。

4 結(jié)束語

碾壓混凝土拱壩（重力壩），其大壩混凝土澆筑量大，且施工周期長、季節(jié)交替施工。為滿足下閘蓄水目標(biāo)要求，勢(shì)必會(huì)在夏季高溫、冬季寒冷天氣進(jìn)行混凝土連續(xù)澆筑施工。針對(duì)夏季高溫混凝土水分蒸發(fā)快、稠度變化大和冬季水化熱效應(yīng)差、初凝時(shí)間短等問題，在施工中必須采取一系列混凝土施工溫控措施和溫控管理體系，確?；炷翝仓哂休^高質(zhì)量水平，推動(dòng)大壩工程安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高效優(yōu)質(zhì)施工建設(shè)。

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