展鵬水電站攔河水閘大體積混凝土施工溫度控制措施

陳壘

（福建省龍巖市新羅區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局水政監(jiān)察大隊(duì)，福建 龍巖364000）

1 概述

展鵬水電站地處龍巖市新羅區(qū)白沙鎮(zhèn)，位于九龍江北溪支流萬安溪的下游新羅區(qū)白沙鎮(zhèn)白沙村河段。電站裝機(jī)3×1600kw，年發(fā)電量1900 萬kw.h，裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù)3958h。電站主要包括攔河水閘和河床式廠房，其中攔河水閘由9 孔凈寬8米水閘組成，總長(zhǎng)91.2m。水閘下部結(jié)構(gòu)主要由閘底板、閘墩等厚大體積混凝土構(gòu)成，共需澆筑混凝土約3.5 萬m3。為防止由于各種溫差導(dǎo)致過大的溫度應(yīng)力而產(chǎn)生危害性裂縫，影響結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性、抗?jié)B性，所以必須采取切實(shí)有效的措施，避免各種裂縫的產(chǎn)生。

2 溫控標(biāo)準(zhǔn)

水閘大體積混凝土施工應(yīng)控制基礎(chǔ)溫差，上下層溫差、內(nèi)外溫差、入倉(cāng)溫差及澆筑塊內(nèi)最高溫度。參照《水工混凝土施工規(guī)范》（SDJ207-82）、《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（試行）（SDJ20-78）、《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（試行）（SDJ21-78）有關(guān)計(jì)算參數(shù)取值的建議，經(jīng)分析后選取基巖及混凝土性能參數(shù)，通過模擬計(jì)算，采用大體積混凝土施工期三維溫度徐變應(yīng)力計(jì)算分析程序，對(duì)閘墩、閘底板等部位的大體積混凝土進(jìn)行了計(jì)算分析，根據(jù)計(jì)算成果提出了有效的溫控標(biāo)準(zhǔn)。具體如表1 所示。

3 摻加粉煤灰在大體積混凝土溫控的作用

在大體積混凝土中摻入外加劑如粉煤灰，CAS 微膨脹劑等可以降低混凝土的水化熱。根據(jù)展鵬水電站實(shí)際情況，決定采用粉煤灰及其外加劑。但粉煤灰摻量少時(shí)效果不大，而摻量較多時(shí)混凝土本身的力學(xué)性能可能下降，因此必須研究混凝土中粉煤灰的最佳摻量以最大限度地提高混凝土抗裂性能。通過試驗(yàn)和該電站實(shí)際情況，選取兩種粉煤灰摻量作抗裂性能的綜合評(píng)定。

3.1 采用粉煤灰的質(zhì)量指標(biāo)見表2。

3.2 外加劑采用CRS 和MG 兩種?；炷僚浜媳劝?3%和25%兩種粉煤灰摻量設(shè)計(jì)，見表3。

3.3 混凝土拌和物性能及抗壓強(qiáng)度見表4。

3.4 混凝土的熱學(xué)性能。測(cè)定兩種混凝土的導(dǎo)溫系數(shù)、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、線膨脹系數(shù)及絕熱溫升，其結(jié)果見表5、6。

由表5、6 可知，粉煤灰摻量對(duì)混凝土的導(dǎo)溫系數(shù)、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)及線膨脹系數(shù)的影響很小（不超過3%）。但粉煤灰摻量對(duì)混凝土絕熱溫升有較大影響，當(dāng)粉煤灰摻量由13%增至25%時(shí)，各齡期的絕熱溫升下降，發(fā)熱速率降低，早期絕熱溫升最大下降3.7℃，最終絕熱溫升下降3.45℃。

3.5 混凝土的力學(xué)性能。兩種混凝土的抗拉強(qiáng)度及抗壓彈性模量。

由表7 可知兩種混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度基本一致。但粉煤灰摻量較大時(shí)，其后期強(qiáng)度發(fā)展很快，而早期彈性模量略低，后期兩者基本相同。

3.6 混凝土的自生體積變形。由試驗(yàn)結(jié)果知：配合比1 號(hào)的初期膨脹較小為17.0×10-6，配合比2 號(hào)的初期膨脹較小為22.5×10-6，在收縮階段配合比1 號(hào)的收縮較快且歷時(shí)較長(zhǎng)，到20d 左右穩(wěn)定，此時(shí)達(dá)最大收縮變形－50×10-6；而配合比2 號(hào)的收縮較緩且歷時(shí)較短，在20d 左右基本穩(wěn)定，最大收縮變形為－19×10-6。

上述結(jié)果說明摻加25%粉煤灰的混凝土抗裂性能比摻加13%粉煤灰的混凝土要好，因此在工程實(shí)踐中必須通過試驗(yàn)找出粉煤灰最佳摻量的混凝土配合比，可最大限度的提高混凝土抗裂性能。

4 混凝土澆筑溫度控制

4.1 砂石骨料盡可能堆高并通過地下廓道取料，避免陽光曝曬引起骨料溫度大幅度升高。

4.2 高溫時(shí)段，通過專門設(shè)置的冰池，將冰塊投入拌合水中，降低水溫。加冰后拌合混凝土可使混凝土出機(jī)溫度降低1～2 。

4.3 夏季施工避開高溫時(shí)間澆筑混凝土，盡量利用陰天及晚上澆筑。白天運(yùn)輸混凝土車輛加纖維布遮蓋，減少混凝土曝曬時(shí)間。

4.4 混凝土入倉(cāng)溫度一般控制在25℃左右，當(dāng)大氣溫度高于混凝土入倉(cāng)溫度時(shí)，盡量縮短混凝土覆蓋時(shí)間，防止熱量倒灌。同時(shí)采用噴水霧的方法，降低倉(cāng)面周圍氣溫。

5 混凝土分層澆筑和澆筑歇期

5.1 混凝土分層澆筑原則上按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。對(duì)于直接澆筑在基巖上的混凝土H＝0.4L（L 為澆筑段長(zhǎng)度，即變形縫間距），分層厚度一般為1.0～2.0m；在H＞0.4L 范圍，根據(jù)澆筑強(qiáng)度起重能力及模板受力條件，層層可調(diào)整至2.5～4.0m。同時(shí)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在突折變處適當(dāng)調(diào)整澆筑層厚。

5.2 澆筑間歇期一般控制在7d 以內(nèi)，最大不應(yīng)超過10d。由于洪水或其它不可預(yù)見原因超過10d 時(shí)，采用薄層（厚度為1.0m 澆筑進(jìn)行過渡，間歇3～5d 進(jìn)行第2 層（厚度仍為1.0m）澆筑，至第3 層后調(diào)整至正常厚度。

6 混凝土表面保護(hù)和養(yǎng)護(hù)

6.1 保溫措施是防止裂縫產(chǎn)生的重要條件。當(dāng)氣溫驟降，連續(xù)下降6～8℃時(shí)，采用硬質(zhì)泡沫板（厚2cm）麻袋等進(jìn)行覆蓋，以降低內(nèi)表溫差，防止出現(xiàn)裂縫。

表1 混凝土入倉(cāng)溫度控制標(biāo)準(zhǔn)

表2 粉煤灰品質(zhì)指標(biāo)分析結(jié)果

表4 混凝土性能及抗壓強(qiáng)度

表5 混凝土熱學(xué)性能

表6 混凝土絕熱溫升

表7 混凝土力學(xué)性能

6.2 在混凝土終凝以后及時(shí)采用不間斷灑水或表面流水等措施加速混凝土早期散熱。同時(shí)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，使混凝土表面處于濕潤(rùn)狀態(tài)，保證其強(qiáng)度正常增長(zhǎng)，防止干裂。

結(jié)束語

大體積混凝土溫控工作是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，展鵬水電站攔河水閘大體積混凝土的澆筑，無論是在何種天氣條件下，都做到了計(jì)劃周密、措施落實(shí)。因此溫控效果較為良好。