白鶴灘水電站泄洪洞進(jìn)口大體積混凝土溫控措施淺談

(中國(guó)水利水電第五工程局有限公司，成都，610066)

1 工程概況

白鶴灘水電站共3條泄洪洞均布置在左岸，泄洪洞工程主要由泄洪洞進(jìn)口、上平段、龍落尾段組成。其中進(jìn)水口由進(jìn)水渠、進(jìn)水塔和聯(lián)系平臺(tái)組成，位于左岸發(fā)電進(jìn)水口與大壩之間，3個(gè)岸塔式進(jìn)水口近似“一”字齊平布置，3個(gè)進(jìn)水塔之間相對(duì)獨(dú)立，塔頂高程834.0m，塔體尺寸40m×28m×69m(長(zhǎng)×寬×高)，軸線距離約51m，每個(gè)進(jìn)水塔之間通過(guò)混凝土聯(lián)系平臺(tái)連接交通和門(mén)機(jī)軌道，塔后回填混凝土與左岸壩頂平臺(tái)銜接。進(jìn)水口混凝土標(biāo)號(hào)為C9040W10F150(流道)和C9030W10F150(其它部位)，最大單倉(cāng)澆筑方量為2900m3。

2 溫度控制標(biāo)準(zhǔn)

2.1 基礎(chǔ)容許溫差

混凝土基礎(chǔ)容許溫差按表1控制。

表1混凝土基礎(chǔ)容許溫差

2.2 上下層溫差

上下層溫差系指上層高度小于1/4塊長(zhǎng)范圍內(nèi)的新澆混凝土最高平均溫度，與開(kāi)始澆筑新混凝土?xí)r下層老混凝土(齡期超過(guò)28d)的平均溫度之差。上下層容許溫差按17℃控制。

2.3 內(nèi)外溫差

內(nèi)外溫差系指混凝土內(nèi)部最高溫度與混凝土表面溫度之差。混凝土內(nèi)外溫差控制在15℃。

2.4 混凝土澆筑溫度和最高溫度

(1)夏季(4月-9月)施工時(shí)，混凝土澆筑溫度不超過(guò)18℃，最高溫度不大于40℃；

(2)冬季(10月-次年3月)施工時(shí)，在混凝土澆筑溫度低于15℃的情況下，可以采用自然入倉(cāng)的混凝土澆筑，最高溫度不大于38℃。

3 溫控防裂技術(shù)措施

3.1 合理分層分塊

根據(jù)泄洪洞進(jìn)水口結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)特點(diǎn)，結(jié)合懸臂模板的技術(shù)參數(shù)、施工技術(shù)要求等因素，混凝土倉(cāng)位分倉(cāng)順?biāo)鞣较虬丛O(shè)計(jì)體型長(zhǎng)度40m，垂直水流方向不設(shè)垂直向施工縫，寬度為28m。基礎(chǔ)約束區(qū)混凝土澆筑層厚度1.5m，脫離約束區(qū)的混凝土澆筑層厚2.0m～3.0m。

3.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)

3.2.1 采用長(zhǎng)齡期設(shè)計(jì)

泄洪洞進(jìn)水口過(guò)流面、塔體、聯(lián)系平臺(tái)混凝土全部采用90d設(shè)計(jì)齡期的混凝土強(qiáng)度，可減少水泥用量增加摻和料的用量，降低水化熱導(dǎo)致的溫差。通過(guò)提高粉煤灰的摻量、切實(shí)減少水泥用量，從而起到有效抑制混凝土內(nèi)部水化熱溫升的作用，減少混凝土產(chǎn)生裂縫的可能性。

3.2.2 采用低熱水泥、高摻粉煤灰

泄洪洞進(jìn)水口各部位混凝土全部采用低熱水泥，低熱水泥具有良好的工作性、低水化熱、高后期強(qiáng)度、高耐久性等特點(diǎn)。大體積混凝土利用低熱水泥低水化熱的特點(diǎn)，能夠大大降低水泥自身水化熱。有關(guān)研究表明，低熱水泥的絕熱溫升比中熱硅酸鹽水泥混凝土低35℃，同時(shí)低熱水泥干縮小，體積變形為微膨脹，對(duì)大體積抗裂性，減少混凝土裂縫起到重要作用。

3.2.3 采用低坍落度

進(jìn)水口混凝土全部采用常態(tài)混凝土，局部部位鋼筋密集區(qū)采用泵送混凝土。通過(guò)混凝土配合比對(duì)比，常態(tài)混凝土相比泵送混凝土水泥用量減少48kg/m3，內(nèi)部溫控?cái)?shù)據(jù)對(duì)比，混凝土最高溫度可降低4℃。

3.2.4 高摻粉煤灰

進(jìn)水口混凝土粉煤灰摻量為35%，在保證混凝土性能的前提下，減少水泥用量，降低水泥水化熱溫升，降低了溫控難度，減少了施工成本。

3.2.5 采用三級(jí)配混凝土

粗骨料粒徑越大，單位體積中粗骨料表面積就越小。在相同坍落度條件下，選用的粗骨料的粒徑越大，拌和所用的用水量越小，因而在同一水泥用量情況下，隨水灰比的降低而強(qiáng)度越高。泄洪洞進(jìn)水口除過(guò)流面?zhèn)取⒌谝慌鲗蛹颁摻蠲芗瘏^(qū)外，其它部位均采用三級(jí)配混凝土，同標(biāo)號(hào)同坍落度三級(jí)配混凝土比二級(jí)配混凝土水泥用量減少20kg/m3，對(duì)溫控有利，同時(shí)減少了水泥用量。

3.3 施工過(guò)程采取的溫控措施

3.3.1 采用預(yù)冷混凝土

每年12月-次年3月，在澆筑溫度低于15℃情況采用自然入倉(cāng)外，其它月份在混凝土拌和系統(tǒng)使用風(fēng)冷骨料和加冰拌和的方式生產(chǎn)預(yù)冷混凝土，出機(jī)口溫度嚴(yán)格控制在14℃，澆筑溫度控制在18℃。

3.3.2 混凝土運(yùn)輸溫控

混凝土運(yùn)輸過(guò)程中，為了減少預(yù)冷混凝土溫度回升、坍落度損失，混凝土運(yùn)輸車輛均在車廂兩側(cè)安裝3cm厚保溫被、車輛頂部安裝遮陽(yáng)棚。另外，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工道路布置，選擇運(yùn)輸距離最短的運(yùn)輸路線。

3.3.3 通水冷卻

(1)冷卻水管的布置

進(jìn)水口混凝土全部埋設(shè)冷卻水管通水，水管均采用外徑為φ32mm的高密度聚乙烯水管，壁厚2mm。冷卻水管水平間距為1.5m，豎向間距為澆筑層厚1.5m～2.0m，距邊1.0m，單根冷卻水管的長(zhǎng)度不大于100m。倉(cāng)內(nèi)按1.5m×2.0m的間距布置φ14的插筋做為支架筋并掛設(shè)黑鐵絲，將冷卻水管按1.0m一個(gè)綁扎點(diǎn)綁扎在黑鐵絲上，防止?jié)仓^(guò)程冷卻水管變形影響通水效果。

(2)通水要求

泄洪洞進(jìn)水口根據(jù)澆筑高程不同在765m平臺(tái)和834m平臺(tái)布置40m3的冷卻機(jī)組，主管路布設(shè)在倉(cāng)邊，采用海綿和金箔條包裹保溫。冷卻水管進(jìn)水口水溫控制在12℃～18℃，混凝土最高溫度與冷卻水進(jìn)口水溫之間溫差不超過(guò)25℃，冷卻時(shí)混凝土日降溫幅度不應(yīng)超過(guò)1℃；冷卻水管通水流量控制在1.5m3/h～2m3/h，水流方向每24h改變一次，通水時(shí)間一般在20d～25d，冷卻通水結(jié)束目標(biāo)溫度25℃(誤差-2℃～+0.5℃)。

(3)噴霧機(jī)、保溫材料使用

進(jìn)水塔夏季混凝土澆筑期間采取噴霧機(jī)對(duì)澆筑倉(cāng)位環(huán)境周圍降溫，防止混凝土表面失水，同時(shí)對(duì)溫控起到一定的效果，可改善倉(cāng)內(nèi)作業(yè)人員作業(yè)條件，有利于施工質(zhì)量控制?；炷粮髋鲗用妗⒔宇^均采用3cm厚保溫被覆蓋，形成隔熱層減少環(huán)境溫度對(duì)澆筑溫度的影響，也可減少表面失水過(guò)快防止形成表面干縮龜裂。

3.3.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土養(yǎng)護(hù)開(kāi)始時(shí)間根據(jù)不同的時(shí)段一般在澆筑完成后8h～10h開(kāi)始。所有立面和永久外露面全部掛設(shè)花管養(yǎng)護(hù)，水平施工縫面采用土工布覆蓋加旋轉(zhuǎn)噴頭噴水保濕養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)齡期為90d。

4 溫控防裂管理措施

4.1 成立溫控管理小組

項(xiàng)目部成立以項(xiàng)目部經(jīng)理為組長(zhǎng)的溫控管理小組，管理小組負(fù)責(zé)制定溫控措施、計(jì)劃，采集溫控?cái)?shù)據(jù)并分析，編制溫控周報(bào)、月報(bào)。定期組織召開(kāi)溫控階段性總結(jié)會(huì)，提出合理化建議。

溫控小組聯(lián)合監(jiān)理、業(yè)主定期對(duì)已澆筑倉(cāng)位開(kāi)展裂縫普查，并形成臺(tái)賬。

4.2 明確責(zé)任人，明確檢測(cè)頻次

泄洪洞進(jìn)水口共6個(gè)作業(yè)面，每個(gè)作業(yè)面安排2個(gè)專人(白、夜班)負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)冷卻水管通水溫度、通水流量的監(jiān)測(cè)，并按照要求24h對(duì)進(jìn)出水口方向進(jìn)行調(diào)整。另外對(duì)各部位養(yǎng)護(hù)情況進(jìn)行檢查，確保養(yǎng)護(hù)效果和通水效果。

澆筑過(guò)程的檢測(cè)：倉(cāng)面開(kāi)倉(cāng)澆筑到結(jié)束，對(duì)倉(cāng)內(nèi)環(huán)境、入倉(cāng)、澆筑溫度(澆筑18℃控制)混凝土每4h檢測(cè)一次，每坯層檢測(cè)點(diǎn)數(shù)不少于3個(gè)。根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃每周選擇一個(gè)不同結(jié)構(gòu)部位倉(cāng)位埋設(shè)溫度計(jì)，進(jìn)行內(nèi)部的溫度觀測(cè)：溫度計(jì)埋設(shè)后24h以內(nèi)，每隔4h測(cè)1次，之后每天觀測(cè)3次，最高溫度出現(xiàn)前調(diào)整為每2h測(cè)一次，直至混凝土達(dá)到最高溫度為止；以后每天觀測(cè)1次，持續(xù)一旬；再往后每?jī)商煊^測(cè)1次，持續(xù)1月；其余時(shí)段每月觀測(cè)一次。

按照《混凝土施工質(zhì)量獎(jiǎng)懲辦法》對(duì)溫控做了專項(xiàng)要求，獎(jiǎng)懲直接到現(xiàn)場(chǎng)責(zé)任人，溫控小組連帶責(zé)任。

5 混凝土防裂效果與評(píng)價(jià)

目前泄洪洞進(jìn)水口混凝土已澆筑完成，所有倉(cāng)位混凝土內(nèi)部最高溫度夏季為39.8℃，冬季為36.9℃，最高溫度均滿足設(shè)計(jì)要求。通過(guò)歷次的裂縫普查，泄洪洞進(jìn)水口各部位混凝土未發(fā)現(xiàn)裂縫。

6 結(jié)語(yǔ)

混凝土溫控工作，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。白鶴灘水電站泄洪洞進(jìn)水口各部位各季節(jié)均制定了有效的溫控措施，詳細(xì)的溫控計(jì)劃，通過(guò)采取合理的配合比設(shè)計(jì)、預(yù)冷混凝土、通水冷卻等綜合措施，成功地解決了大體積混凝土溫控難題，達(dá)到零超溫零裂縫的效果。對(duì)類似的大體積混凝土工程有一定的借鑒意義。