高寒地區(qū)高拱壩冬季混凝土澆筑質(zhì)量控制

曹明杰

【摘要】本文對(duì)高寒地區(qū)拉西瓦水電站高拱壩混凝土冬季施工過(guò)程中采取的措施進(jìn)行闡述，提出了一些高寒地區(qū)高拱壩混凝土冬季施工中保證澆筑質(zhì)量的施工方法。

【關(guān)鍵詞】高寒地區(qū)；冬季施工；混凝土；質(zhì)量措施

1、概述

拉西瓦水電站壩體結(jié)構(gòu)型式為雙曲拱壩，壩高250m，壩頂寬10m，拱冠處最大底寬49.0m，是我國(guó)高寒地區(qū)最高的薄拱壩。電站位于我國(guó)西北高寒地區(qū)，地處中緯度內(nèi)陸高原，屬典型的大陸性氣候。當(dāng)年11月初至次年3月中旬為冬季施工期，冬季極端氣溫低、干燥而且晝夜溫差大，寒潮出現(xiàn)頻繁多年平均10.2次，年凍融循環(huán)次數(shù)最大117次，日溫差大于15℃的天數(shù)全年平均190天，氣候寒冷、干燥、多風(fēng)，氣溫年變幅、日變幅較大，冬季施工期長(zhǎng)。

2、混凝土運(yùn)輸保溫溫措施

混凝土水平運(yùn)輸采用側(cè)卸車、自卸汽車運(yùn)輸，側(cè)卸車、自卸車車廂側(cè)面均采用橡塑保溫海綿封閉，頂口安裝滑動(dòng)式保溫蓋布，保溫蓋布在混凝土受料完成后，將其拉蓋封閉，以此避免混凝土因熱量損失而受凍，減少混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中的熱量損失。

垂直運(yùn)輸采用吊罐進(jìn)行，針對(duì)用吊罐入倉(cāng)的混凝土，為了減少混凝土的溫度損失，吊罐四周用橡塑海綿保溫，以確保混凝土入倉(cāng)溫度不低于8℃。經(jīng)過(guò)上述措施的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中的熱量損失被控制在1～2℃之間，入倉(cāng)溫度平均達(dá)到了9.2℃。

3、現(xiàn)場(chǎng)溫控措施

為實(shí)現(xiàn)混凝土施工中間環(huán)節(jié)溫度控制提供理論依據(jù)。拉西瓦水電站冬季現(xiàn)場(chǎng)混凝土成型施工表層溫控采用蓄熱法及綜合蓄熱法新工藝進(jìn)行。

3.1 蓄熱法施工

拉西瓦工程壩址區(qū)每年10月下旬～翌年3月下旬，日平均氣溫低于5℃，大壩混凝土即進(jìn)入冬季施工。在低溫期初期和末期視外界氣溫情況，采用蓄熱法施工，模板采用外嵌5cm聚氯乙烯泡沫板的保溫模板，混凝土頂面用保溫被或聚氯乙烯卷材覆蓋保溫，以充分利用混凝土自身的水化熱供給，同時(shí)摻用適當(dāng)?shù)耐饧觿?，使混凝土緩慢冷卻，在受凍前達(dá)到規(guī)范所要求的混凝土強(qiáng)度。邊角部位的保溫層厚度為其它部位厚度的2～3倍，混凝土結(jié)構(gòu)有孔洞的部位用棚布封堵進(jìn)行擋風(fēng)保溫，防止冷空氣對(duì)流。新老混凝土結(jié)合處，保溫范圍超過(guò)施工縫或結(jié)構(gòu)縫1.0m～1.5m.在基礎(chǔ)混凝土四周1.0m～1.5m范圍內(nèi)，也用保溫被或聚乙烯卷材加以保溫。

3.2 綜合蓄熱法施工

壩址區(qū)當(dāng)日平均氣溫在-10℃時(shí)采用“綜合蓄熱法”新工藝進(jìn)行施工 。

澆筑前模板采用外嵌5cm聚苯乙烯泡沫板。施工縫面在天氣較暖和時(shí)將表面覆蓋的新型保溫被局部揭除采用鑿毛機(jī)鑿毛，清理倉(cāng)號(hào)采用高壓風(fēng)槍，避免用水沖洗。倉(cāng)號(hào)清理干凈后及時(shí)進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后采用“綜合蓄熱法”蓄熱。

3.2.1工藝流程

立模（保溫模板）→布置暖風(fēng)機(jī)→暖風(fēng)機(jī)管路架設(shè)→倉(cāng)面升溫→澆筑混凝土→覆蓋保溫材料保護(hù)→供熱養(yǎng)護(hù)→拆除暖風(fēng)機(jī)。

3.2.2施工措施

“綜合蓄熱法”包括對(duì)模板周邊部位采用搭設(shè)簡(jiǎn)易保溫篷升溫及倉(cāng)號(hào)中間部位采用電熱毯升溫。

壩前、壩后及橫縫模板周邊部位升溫：壩前、壩后及橫縫模板在3～4m范圍內(nèi)沿上下游面弧線及橫縫方向采用彩條布搭設(shè)簡(jiǎn)易保溫篷，將彩條布上口固定在懸臂模板上，下口采用重物壓實(shí)固定，使懸臂模板在3～4m范圍內(nèi)形成了三角封閉區(qū)域即形成了簡(jiǎn)易三角保溫篷，并在相應(yīng)倉(cāng)號(hào)四周拐角處各布置1～2臺(tái)暖風(fēng)機(jī)，將暖風(fēng)機(jī)主管引入臨時(shí)保溫篷內(nèi)，對(duì)各模板進(jìn)行整體升溫，風(fēng)管引入時(shí)盡量平順，減少?gòu)濐^，以利于提高供熱效能。倉(cāng)號(hào)中間部位升溫：采用工程電熱保溫毯進(jìn)行倉(cāng)面混凝土的升溫，根據(jù)所要求保溫的部位，將保溫區(qū)域清理干凈（混凝土面不得有水），將電熱毯展開(kāi)平鋪在施工面上，相鄰兩塊搭接3～5cm，接通電源后，使保溫面溫度逐漸升高。倉(cāng)號(hào)澆筑過(guò)程中的蓄熱保溫：在倉(cāng)號(hào)澆筑混凝土過(guò)程中，采用一邊揭除保溫被一邊澆筑的方法，澆筑完畢的每一胚層混凝土及時(shí)覆蓋新型保溫被進(jìn)行保溫。邊坡壩段蓄熱法保溫：邊坡壩段采用搭設(shè)簡(jiǎn)易保溫篷并結(jié)合暖風(fēng)機(jī)進(jìn)行吹暖風(fēng)的蓄熱方法進(jìn)行冬季保溫施工。暖風(fēng)機(jī)施工方法，先澆塊澆筑時(shí)，在倉(cāng)號(hào)兩側(cè)各布置4臺(tái)暖風(fēng)機(jī)，并將兩側(cè)的橫縫模板各改造兩塊，鍵槽模板中間加一個(gè)爬行錐和一組豎背愣，每塊模板上口做一個(gè)3.0m×3.26m的平臺(tái)支架，模板加固除爬行錐外，在模板低口和上口各增加三根φ20拉桿。每二臺(tái)暖風(fēng)機(jī)放置在一個(gè)吊籃中，整體吊放在模板支架上。暖風(fēng)機(jī)供熱主管垂直水流方向布置，用鉛絲將主管懸掛起來(lái)，利用主管上的分叉接支管對(duì)倉(cāng)號(hào)吹暖風(fēng)，支管按一長(zhǎng)一短間隔布置。后澆塊澆筑時(shí)，相鄰壩塊高差小于6m時(shí)，可將暖風(fēng)機(jī)放置在相鄰壩塊。若相鄰壩塊高差大于6m時(shí)，在相鄰壩塊澆筑時(shí)預(yù)埋埋件，倉(cāng)號(hào)內(nèi)埋設(shè)蛇形柱，利用蛇形柱和預(yù)埋的埋件架設(shè)平臺(tái)，放置暖風(fēng)機(jī)?；炷炼臼┕げ捎萌加团L(fēng)機(jī)對(duì)倉(cāng)號(hào)升溫，每個(gè)倉(cāng)號(hào)澆筑時(shí)布置了8臺(tái)燃油暖風(fēng)機(jī)。

4、管理措施

4.1混凝土拌合質(zhì)量

拉西瓦水電站冬季混凝土施工，對(duì)原材料制定了嚴(yán)格的質(zhì)量要求控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)生產(chǎn)的混凝土進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，對(duì)不合格混凝土采取有效的處理措施進(jìn)行處理，嚴(yán)禁不合格混凝土進(jìn)入到澆筑倉(cāng)號(hào)，確保出機(jī)口混凝土溫度不低于12℃，從而有效的滿足了混凝土施工性能的優(yōu)越，保證了混凝土冬季施工的質(zhì)量和高強(qiáng)度施工進(jìn)度。

4.2 跳倉(cāng)澆筑施工

安排施工倉(cāng)號(hào)時(shí)，要求各壩塊合理的短間隙連續(xù)短間隙和均勻上升，按照跳倉(cāng)原則安排施工倉(cāng)號(hào)，避免壩塊出現(xiàn)長(zhǎng)間歇影響相鄰壩塊的上升，以及大面積壓倉(cāng)。應(yīng)通過(guò)合理統(tǒng)籌安排，使施工進(jìn)度良性循環(huán)。

4.3 高差控制

在施工過(guò)程中為防止橫縫受剪切變形影響縫內(nèi)止水設(shè)備的功能以及先澆塊長(zhǎng)期暴露因外界氣溫影響引起表面裂縫等各種不利結(jié)果，各壩塊間高差原則上按照6～8米進(jìn)行控制，特殊情況下不能超過(guò)12米，在施工進(jìn)度安排上盡可能避免壩塊先澆塊與后澆塊反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

4.4 提高設(shè)備效率

配備足夠的入倉(cāng)手段并且合理利用入倉(cāng)設(shè)備，倉(cāng)位要求強(qiáng)度較高時(shí)，采用多種手段聯(lián)合施工。

4.5 利用有利時(shí)段

拉西瓦地區(qū)當(dāng)年10月底至次年3月中旬均為冬季施工期，冬季施工長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月，為使電站按期投產(chǎn)運(yùn)行，必須合理利用有效時(shí)段在保障質(zhì)量前提下加快施工進(jìn)程?；炷翝仓_(kāi)盤時(shí)間應(yīng)盡可能避開(kāi)氣溫驟降及夜晚低溫時(shí)段。在低溫時(shí)段施工低峰期，做好設(shè)備檢查及施工準(zhǔn)備，為高峰時(shí)段加快組織施工提供有利條件。

5、結(jié)語(yǔ)

文章對(duì)拉西瓦水電站拱壩在冬季施工中混凝土澆筑方面采取的一些措施進(jìn)行了描述，通過(guò)這些措施，保證了混凝土質(zhì)量，同時(shí)加快了施工進(jìn)度，節(jié)省了投資，為以后的高寒地區(qū)拱壩冬季施工積累經(jīng)驗(yàn)。