大崗山水電站泄洪洞工程洞身段混凝土溫度控制措施

楊鑫

摘要: 大崗山水電站泄洪洞凈空斷面尺寸為14.00m～16.00m×18.00m～20.00m（寬×高），結(jié)合洞身段混凝土施工，本文主要介紹了大體積混凝土綜合溫度控制措施，為今后同類(lèi)工程的施工提供了參考。

關(guān)鍵詞:泄洪洞洞身段混凝土溫度控制措施

中圖分類(lèi)號(hào)：S624文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1工程概況

泄洪洞洞身襯砌外觀要求質(zhì)量高，且邊墻，底板洞身沿線襯砌砼為C9050硅粉砼，對(duì)溫控要求嚴(yán)格，極易產(chǎn)生裂縫。在施工期間采取嚴(yán)格的綜合溫度控制措施，防止裂縫產(chǎn)生，是本工程施工的重點(diǎn)。

洞身段混凝土均為溫控混凝土。其混凝土澆筑量較大，澆筑強(qiáng)度較高，且對(duì)質(zhì)量、溫控和外觀等都有較高的要求。進(jìn)行溫度控制，確?；炷翝仓|(zhì)量，其主要從混凝土的出機(jī)口溫度、澆筑溫度和允許最高溫度等方面進(jìn)行控制，并采取相應(yīng)的預(yù)埋冷卻水管進(jìn)行一期通水冷卻降低混凝土溫升等有效的輔助措施確保本標(biāo)混凝土澆筑的質(zhì)量。

2工程條件及特點(diǎn)

（1）需要預(yù)埋冷卻水管進(jìn)行混凝土溫度控制的部位主要為泄洪洞邊墻混凝土。溫控部位相對(duì)較多，溫控混凝土工程量大，洞內(nèi)底板及邊墻混凝土大部分為抗沖耐磨混凝土，溫控要求嚴(yán)格，且控制難度大。

（2）本工程壩址區(qū)冬季氣溫較低，且晝夜氣溫差異大，冬季施工時(shí)，必須加強(qiáng)對(duì)進(jìn)出口混凝土及附近洞身襯砌混凝土進(jìn)行表面保護(hù)，以避免內(nèi)外溫差較大導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。

（3）受洞身結(jié)構(gòu)條件的限制，溫控混凝土進(jìn)回水主管沿線布置，均引入洞內(nèi)，洞內(nèi)各種管道布置擁擠且困難、疏理和規(guī)劃難度大，且易形成干擾。

3混凝土溫度控制標(biāo)準(zhǔn)

泄洪洞洞身段混凝土澆筑溫度不高于18℃，混凝土允許最度溫度34℃。

4混凝土溫度控制設(shè)計(jì)

施工過(guò)程中為了有效防止混凝土由于溫控原因引起的開(kāi)裂，一般需要從源頭進(jìn)行混凝土出機(jī)口溫度控制。

4.1出機(jī)口溫度

控制混凝土的入倉(cāng)溫度及澆筑溫度的最有效的方法之一就是從源頭進(jìn)行控制混凝土的出機(jī)口溫度。

4.2入倉(cāng)溫度

泄洪洞混凝土主要采用自卸汽車(chē)、混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸，泵送入倉(cāng)或自提式料斗配合輸送帶入倉(cāng)，主要溫控措施為：高溫季節(jié)考慮自卸汽車(chē)設(shè)遮陽(yáng)板，以防止運(yùn)輸過(guò)程溫度倒灌，盡量避免高溫季節(jié)施工，尤其是避免高溫季節(jié)正午施工，控制從出機(jī)口到倉(cāng)面澆筑溫度回升不超過(guò)4℃。

4.3澆筑溫度

混凝土的澆筑溫度與其澆筑坯的覆蓋時(shí)間有著很大的關(guān)系，為了滿足技術(shù)文件規(guī)定的澆筑溫度要求盡量縮短混凝土的覆蓋時(shí)間。高溫季節(jié)嚴(yán)格控制覆蓋時(shí)間。 混凝土澆筑溫度控制在18℃以下。

5混凝土通水冷卻

5.1降溫速率

冷卻進(jìn)口水溫與混凝土最高溫度之差不超過(guò)25℃，通水冷卻控制最大降溫速率每天不超過(guò)0.5℃。水流方向每天改變一次。

5.2通水水溫及流量

（1）通水冷卻的主要目的是削減澆筑層初期水化熱溫升，控制混凝土最高溫度不超過(guò)容許范圍。從混凝土下料澆筑即開(kāi)始通水冷卻。

（2）通水冷卻蛇形管進(jìn)口參考水溫不高于18℃。通水時(shí)間不少于15天，并應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，通水流量1.5 m3/h～1.8m3/h，在水包上每個(gè)埋管接口上安裝流量計(jì)和壓力計(jì)以監(jiān)測(cè)通水流量和通水壓力。

5.3水管間距

對(duì)于泄洪洞底板、邊墻抗沖耐磨混凝土，在混凝土處層鋼筋上（貼巖石層鋼筋）布置一層HPDE冷卻水管，冷卻水管底板水平間距為1.0m，邊墻垂直間距1m；

5.4通水冷卻

冷卻水管管材采用內(nèi)徑28mm、外徑32mm的HDPE塑料水管。冷卻水管在埋設(shè)于混凝土中以前，水管的內(nèi)外壁均應(yīng)干凈和沒(méi)有水垢。

冷卻水管一般布置在每個(gè)澆筑層的底部，在保證混凝土覆蓋時(shí)間，且不降低冷卻效果的前提下，也可鋪在澆筑坯層中。無(wú)論水管鋪在何部位，均應(yīng)保證水管在施工中不破損。

在澆筑混凝土之前進(jìn)行通水試驗(yàn)，檢查水管是否堵塞或漏水，若發(fā)現(xiàn)漏水應(yīng)及時(shí)予以修復(fù)，堵塞時(shí)可以用高壓水進(jìn)行疏通，無(wú)法修復(fù)或嚴(yán)重堵塞的情況下要及時(shí)進(jìn)行更換。

在混凝土澆筑過(guò)程中冷卻水管中應(yīng)通以不低于0.18MPa壓力的循環(huán)水，看是否有水流滲出。應(yīng)用壓力表及流量計(jì)同時(shí)指示混凝土澆筑期間的阻力情況。如果冷卻水管在混凝土澆筑過(guò)程中受到任何破壞，應(yīng)立即停止?jié)不炷林钡嚼鋮s水管修復(fù)并通過(guò)試驗(yàn)后方能繼續(xù)進(jìn)行。無(wú)法修復(fù)的進(jìn)行補(bǔ)鋪管路。

在混凝土塌落度較大和鋼筋較密集的地方，由于冷卻管不便定位或管子出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)無(wú)法修復(fù)，故在這些部位采用鋼管代替塑料管。

采用悶水測(cè)溫的方法檢查通水冷卻是否到達(dá)要求。在通水時(shí)間接近時(shí)進(jìn)行一次悶水測(cè)溫，根據(jù)測(cè)溫結(jié)果調(diào)整水管進(jìn)水口水溫和通水時(shí)間和是否需要繼續(xù)通水，悶溫時(shí)間5～6天。

5.5溫度觀測(cè)

（1）混凝土內(nèi)部溫度的觀測(cè)

采用埋設(shè)在混凝土中的電阻式溫度計(jì)或熱電偶測(cè)量混凝土溫度，每個(gè)澆筑段不同等級(jí)混凝土至少埋設(shè)1支溫度計(jì)。底板溫度計(jì)布置在混凝土塊洞軸線中心位置，邊墻溫度計(jì)布置在離底板4~5m高的中心位置，距混凝土表面60cm左右。并對(duì)其成果進(jìn)行對(duì)比分析。溫度計(jì)電纜采用套φ20PVC管引至冷卻水管進(jìn)水口附近引出來(lái)，以便觀測(cè)溫度。

（2）澆筑塊未預(yù)埋監(jiān)測(cè)儀器的混凝土內(nèi)部溫度臨時(shí)測(cè)量

1）澆筑塊未預(yù)埋監(jiān)測(cè)儀器的混凝土內(nèi)部最高溫度臨時(shí)測(cè)量可以采用簡(jiǎn)易測(cè)溫管測(cè)量。

2）觀測(cè)頻次：開(kāi)始澆筑～澆后4天，每4h測(cè)1次，溫度出現(xiàn)高峰期間要加密觀測(cè)，3天后，每天至少測(cè)2次。

3）每個(gè)澆筑段在約束區(qū)每2～3個(gè)澆筑層要布置一個(gè)混凝土內(nèi)部溫度臨時(shí)測(cè)點(diǎn)，在非約束區(qū)每3～5個(gè)澆筑層要布置一個(gè)混凝土內(nèi)部溫度臨時(shí)測(cè)點(diǎn)。

（3）在混凝土澆筑過(guò)程中，至少每4h測(cè)量一次混凝土的出機(jī)口溫度、混凝土的澆筑溫度和氣溫；在混凝土冷卻過(guò)程中，至少每4h測(cè)量一次冷卻水的溫度，并做好記錄。

（4）混凝土澆筑溫度的測(cè)量，每100㎡倉(cāng)面面積不少于一個(gè)測(cè)點(diǎn)，每一澆筑層應(yīng)不少于3個(gè)測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)均勻分布在澆筑層面上。測(cè)溫點(diǎn)的深度不小于10cm。

（5）氣溫驟降和寒潮期間，增加溫度觀測(cè)次數(shù)。

（6）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)告的一部份。

5.6混凝土冷卻水供應(yīng)

洞身段混凝土冷卻水供應(yīng)時(shí)，延洞軸線采用φ108供水主管將冷卻水引至倉(cāng)面附近，回水主管和供水主管同步布置。供回水洞外部份主管外包橡塑保溫材料，盡可能減少冷水管與外界進(jìn)行熱交換。在倉(cāng)面附近供水主管處做成供水包，供水包上設(shè)置若干混凝土埋管接口，埋管的進(jìn)出水接口分別接進(jìn)回水供水包上的接口。并在供水包和每個(gè)埋管接口上安裝流量計(jì)和壓力計(jì)。

5.7通水管路的日常維護(hù)

為保證混凝土的冷卻質(zhì)量，同時(shí)保證冷卻水管的有效暢通，需對(duì)其進(jìn)行精心日常維護(hù)。

6通水冷卻的注意事項(xiàng)

6.1基礎(chǔ)冷卻水管的埋設(shè)

基礎(chǔ)部位混凝土需要進(jìn)行固結(jié)灌漿，為確保鉆孔過(guò)程中冷卻水管不受破壞或沖擊，在進(jìn)行冷卻水管布置詳圖設(shè)計(jì)時(shí)，要在圖紙上定鉆孔的空間位置，冷卻水管的位置要避開(kāi)鉆孔的位置。冷卻水管布設(shè)前要進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量放樣，布設(shè)冷卻水管時(shí)，確保水管與鉆孔位置錯(cuò)開(kāi)一定的距離。冷卻水管鋪設(shè)時(shí)用U形鋼筋卡精確定位在倉(cāng)面內(nèi)，防止振搗混凝土?xí)r冷卻水管跑位，確保灌漿孔施工時(shí)不碰到倉(cāng)面冷卻水管。在有蓋重固結(jié)灌漿部位的混凝土施工前，精確冷卻水管的位置，保證冷卻水管與鉆孔位置相距30～50cm。

6.2防止冷卻水管堵塞或漏水

冷卻水管在倉(cāng)內(nèi)拼裝成蛇形管圈。埋設(shè)的冷卻水管不能堵塞，并固定和清除表面的油漬等物。對(duì)已安裝好的冷卻水管須進(jìn)行通水檢查，安裝好的冷卻水管開(kāi)始澆筑混凝土后即進(jìn)行通水，如發(fā)現(xiàn)堵塞及漏水現(xiàn)象，立即處理。

7綜合溫控防裂措施

（1）做好混凝土運(yùn)輸過(guò)程中的保溫措施，減少運(yùn)輸過(guò)程中混凝土的溫度回升。完善交通運(yùn)輸系統(tǒng)，提高運(yùn)輸效率，縮短運(yùn)輸時(shí)間，加快混凝土的吊運(yùn)、和平倉(cāng)振搗速度。

（2）對(duì)于泄洪洞進(jìn)出口部位混凝土和距洞口100m范圍內(nèi)的洞內(nèi)襯砌混凝土，當(dāng)混凝土齡期低于28天遇氣溫驟降時(shí)，需要進(jìn)行表面保護(hù)，采用3～5cm厚的聚苯乙烯泡沫材料進(jìn)行全面保護(hù)，并對(duì)棱角部位采取加強(qiáng)措施；日平均氣溫連續(xù)3天低于3℃，對(duì)于齡期未滿28天的混凝土采取與驟降同樣的保護(hù)。

（3）冬季低溫季節(jié)來(lái)臨前，利用保溫被等材料在洞室進(jìn)出口設(shè)置活動(dòng)門(mén)簾，對(duì)洞口進(jìn)行封閉，避免“穿堂風(fēng)”造成混凝土表面裂縫。

（4）避免高溫時(shí)段澆筑混凝土，充分利用低溫季節(jié)和早晚及夜間氣溫低的時(shí)段澆筑。高溫時(shí)段澆筑時(shí)，在條件合適或適宜時(shí)間進(jìn)行表面流水降溫或覆蓋持水保溫材料，或采用新型噴霧機(jī)進(jìn)行倉(cāng)面噴霧，使倉(cāng)面始終保持濕潤(rùn)，以降低倉(cāng)面環(huán)境溫度。

（5）合理控制澆筑層厚：在滿足澆筑計(jì)劃的同時(shí)，盡可能采用薄層、短間歇、均勻上升的澆筑方法。

8結(jié)語(yǔ)

綜上，嚴(yán)格進(jìn)行溫度控制，可有效防止混凝土裂縫的產(chǎn)生，保證混凝土質(zhì)量。大崗山水電站泄洪洞工程洞身段混凝土施工現(xiàn)已結(jié)束，經(jīng)驗(yàn)收質(zhì)量?jī)?yōu)良。