三峽地下電站進(jìn)水口工程混凝土溫控

成　濤

摘要：三峽右岸地下電站進(jìn)水口預(yù)建段工程混凝土施工時(shí)采取了一系列溫控措施的質(zhì)量監(jiān)督。有效地減少了？溫度裂縫的產(chǎn)生，本文作以介紹。

關(guān)鍵詞：三峽；地下電站；混凝土；拌和澆筑；溫度控制

右岸地下電站進(jìn)水口預(yù)建段混凝土工程主要包括：6個(gè)發(fā)電塔、3個(gè)排沙塔、2個(gè)連接塔；6條引水隧洞；1條排沙洞和護(hù)坦、自計(jì)水位計(jì)井等項(xiàng)目，混凝土澆筑總量為40.18萬(wàn)m3。

本工程于2001年8月開始澆筑，計(jì)劃在2004年4月全部結(jié)束，歷時(shí)近3年，需經(jīng)歷3個(gè)高溫季節(jié)。

本工程混凝土澆筑的特點(diǎn)是：既有塔體過(guò)流面的大體積混凝土澆筑，又有引水隧洞、排沙洞鋼板混凝土的薄襯砌澆筑，還有安裝平臺(tái)、攔污柵等小構(gòu)件小倉(cāng)面的混凝土澆筑。

據(jù)氣象資料，三峽地區(qū)夏季氣溫高達(dá)35℃以上(表1)，按照設(shè)計(jì)要求，夏季需生產(chǎn)7℃和10℃混凝土，由監(jiān)理和施工單位研究采取一系列有效的溫控措施。從混凝土拌和、運(yùn)輸、澆筑及澆筑后養(yǎng)護(hù)等各道工序均進(jìn)行了嚴(yán)格的溫度控制。

2.1拌和系統(tǒng)混凝土溫控

右岸地下電站進(jìn)水口預(yù)建工程的低溫混凝土由右岸84拌和系統(tǒng)生產(chǎn)就近供料。拌和系統(tǒng)溫控主要從混凝土原材料開始，嚴(yán)格按照各個(gè)原材料的溫度控制工藝進(jìn)行實(shí)際操作。

2.1.1細(xì)骨料溫度控制

為了保證高溫季節(jié)混凝土的溫控質(zhì)量，拌和樓對(duì)水泥和粉煤灰兩種原材料在入罐前進(jìn)行溫度控制。采用專用罐運(yùn)輸水泥、粉煤灰時(shí)，其入罐溫度控制在65℃以下，否則儲(chǔ)料罐中原材料的溫度還會(huì)繼續(xù)增升，實(shí)測(cè)溫度曾高達(dá)75℃，將會(huì)直接影響拌和樓出機(jī)口混凝土的溫度。通常，若將罐裝汽車停 放在防曬棚內(nèi)1～2天，溫度可下降至30～45℃。

2.1.2粗骨料一、二次風(fēng)冷溫度控制

拌和樓為了生產(chǎn)7℃和10℃超低溫混凝土，各種原材料均使用風(fēng)冷溫控措施。首先將各類骨料按特大、大、中、小石分別存人4個(gè)獨(dú)立的骨料預(yù)冷倉(cāng)進(jìn)行充分脫水，避免骨料表面含水較多出現(xiàn)骨料凍倉(cāng)現(xiàn)象。一般情況下，各料倉(cāng)骨料不停地運(yùn)動(dòng)相互擠壓是不會(huì)發(fā)生凍倉(cāng)事故的；在不生產(chǎn)混凝土?xí)r，應(yīng)及時(shí)調(diào)整制冷系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的風(fēng)冷溫度，使骨料溫度維持在既不凍倉(cāng)又能保證混凝土開倉(cāng)拌和的狀態(tài)下。對(duì)此，必須派專職測(cè)溫員巡視檢查料倉(cāng)、測(cè)量骨料溫度，避免發(fā)生骨料凍倉(cāng)事故。

根據(jù)84拌和樓的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，—次風(fēng)冷和二次風(fēng)冷在沖霜時(shí)可根據(jù)拌和樓生產(chǎn)情況，盡量安排在下午溫度降低時(shí)段(5點(diǎn)鐘左右，即早班與中班交接時(shí))對(duì)制冷設(shè)備進(jìn)行沖霜。并巳一次和二次風(fēng)冷設(shè)備沖霜時(shí)間應(yīng)錯(cuò)開半小時(shí)進(jìn)行，確保拌和樓能連續(xù)生產(chǎn)：低溫混凝土。

84拌和樓一、二次風(fēng)冷后骨料最優(yōu)技術(shù)參數(shù)如表2所示(均為骨料表面溫度)。

2.1.3拌和樓使用冷水、加冰措施

制冷系統(tǒng)對(duì)骨料預(yù)冷后，拌和樓出機(jī)口混凝土仍達(dá)不到設(shè)計(jì)要求溫度時(shí)，可采用加冷水、加冰等輔助措施控制出機(jī)口混凝土溫度。

冷水溫度為0～2℃，在加冷水對(duì)混凝土降溫效果不明顯時(shí)，可加冰以滿足混凝土溫控要求。

由片冰機(jī)生產(chǎn)長(zhǎng)30mmX寬20mmX厚lmm的片冰，片冰表面溫度為一5～一8℃，生產(chǎn)時(shí)應(yīng)注意片冰結(jié)塊影響混凝土密實(shí)度，可用篩網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾剔除冰塊。為了最大數(shù)量地使用加冰量，可加強(qiáng)砂子脫水。

一般情況下可加入25～45kg／m3的冰，但要將拌和時(shí)間從150s／罐改為180s／罐，即延長(zhǎng)30s，使混凝土中各種原材料充分拌和。

2.2混凝土澆筑溫度控制

2.2.1混凝土運(yùn)輸溫度控制

本工程采用自卸汽車加門機(jī)入倉(cāng)的主要方法?；炷线\(yùn)輸過(guò)程中采取了各種措施進(jìn)行溫度控制。如采取在自卸汽車上安裝防曬棚，避免陽(yáng)光直接照射混凝土表明，減緩熱量對(duì)流速度；在100m高程等待卸料處設(shè)置防曬棚，由施工隊(duì)試驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)，監(jiān)理隨機(jī)抽查，超溫混凝土作為不合格混凝土處理，禁止人倉(cāng)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)，汽車運(yùn)輸時(shí)間20～30min時(shí)混凝土必須入倉(cāng)，否則因?yàn)樗謸p失太大，導(dǎo)致坍落度損失較大，無(wú)法保證混凝土澆筑質(zhì)量。

2.2.2混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑溫度控制

2002年6～9月，平均溫度大于20℃，最高氣溫達(dá)到39.5℃，為了保證現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑溫度控制，施工單位嚴(yán)格按照現(xiàn)場(chǎng)的混凝土澆筑控制工藝要求進(jìn)行施工。施工時(shí)首先按照監(jiān)理工程師審批的倉(cāng)面混凝土澆筑工藝，應(yīng)對(duì)高溫時(shí)段影響混凝土澆筑的不利因素布置好人員、設(shè)備、材料、混凝土入倉(cāng)強(qiáng)度等溫控準(zhǔn)備工作。

澆筑時(shí)，根據(jù)倉(cāng)號(hào)大小采取不同的溫控措施。澆筑面積大于500m2的倉(cāng)面，必須采用臺(tái)階法分層澆筑，并及時(shí)采用1～2m厚的聚丙乙烯保溫被進(jìn)行保溫隔熱，防止空氣對(duì)流散發(fā)熱量。臺(tái)階高度約50cm左右，盡量減少臺(tái)階之間的寬度(現(xiàn)場(chǎng)按2m寬控制)，以便于接頭混凝土保溫，又利于混凝土施工振搗的要求。

據(jù)試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)采用噴霧器(西安理工大學(xué)研制)效果較好，能在大型倉(cāng)號(hào)形成噴霧狀“小氣候”，防止太陽(yáng)光直射升溫，可使倉(cāng)面保持在25℃～28℃。

2.2.3冷卻水管的布設(shè)及初、中期通水溫度控制

根據(jù)三峽施工規(guī)范要求，采用埋設(shè)冷卻水管的施工工藝控制混凝土內(nèi)、外的溫差效果較好。塔體140m高程以下按照1.5mX2m(間距X層厚)或2mXl.5m(間距X層厚)布設(shè)冷卻水管，用于初期、中期、后期通水，以降低澆筑體內(nèi)溫度。冷卻水管采用鋼管(外徑25mm，壁厚1.5mm)或高密聚乙烯塑料管(內(nèi)徑28mm，壁厚2mm)。

塔體采用10℃的溫控混凝土澆筑后，根據(jù)埋設(shè)的(臨時(shí))測(cè)溫度計(jì)可知，3天后混凝土內(nèi)部溫度將從18℃升至35℃左右，為了避免澆筑層之間因混凝土溫升而產(chǎn)生裂縫，及時(shí)采用冷卻水管進(jìn)行通水降溫以消弱溫升的峰值；減少混凝土單位時(shí)間內(nèi)溫升的速度從而達(dá)到溫度控制作用。冷卻水管初期采用10℃～12℃的水進(jìn)行通水冷卻。通水時(shí)間按10d～15d(洞室按7d)控制，并規(guī)定混凝土與水之間的溫差不超過(guò)25℃，管中水的流速為4.5～5.0m／s。每隔24h將水流方向改變—次；要保證混凝土溫度降低不能過(guò)快，盡量將混凝土內(nèi)部溫度降低控制在每天1℃的范圍內(nèi)。

對(duì)塔體過(guò)流面埋設(shè)的冷卻水管進(jìn)行通水冷卻時(shí)，將塔體溫度降至22～23~C為宜，使混凝土內(nèi)外溫差不大于20℃，通水流量為7～10m／s。并規(guī)定塔體日降溫不超過(guò)1℃。經(jīng)用電阻溫度儀測(cè)量，運(yùn)用冷卻水管均能將塔體的溫度控制在設(shè)計(jì)要求內(nèi)。

2.3混凝土澆筑后溫度控制

2.3.1加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)降低塔體混凝土表面溫度

6～9月份高溫時(shí)段，施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土表面溫度最高可達(dá)50℃左右，因此施工現(xiàn)場(chǎng)必須派專職人員進(jìn)行流動(dòng)水養(yǎng)護(hù)，對(duì)混凝土表面進(jìn)行降溫散熱控制，使混凝土內(nèi)外溫度差滿足不超過(guò)25℃的設(shè)計(jì)要求。其灑水降溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間按照混凝土齡期28d控制。

2.3.2做好各倉(cāng)面的間歇時(shí)間控制

按照三峽工程有關(guān)規(guī)范的要求，應(yīng)控制好各個(gè)澆筑段的間歇時(shí)間。

本工程事先對(duì)各個(gè)塔體澆筑塊制定好最長(zhǎng)間隔時(shí)間，并根據(jù)信息調(diào)整安排好各個(gè)倉(cāng)號(hào)的施工進(jìn)度。對(duì)于基礎(chǔ)區(qū)的混凝土和老混凝土約束部分，澆筑層厚度1.5m上下層的間歇時(shí)間為8～10d，盡量做到老混凝土充分散熱后再澆筑下一個(gè)單元塊。

2.4優(yōu)化配合比降低凝混凝土內(nèi)部溫度

在滿足設(shè)計(jì)各項(xiàng)指標(biāo)的前題下，優(yōu)化設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行混凝土溫度控制。通過(guò)提高粉煤灰的摻量盡量減少單位水泥的用量，達(dá)到減少水化熱的目的，從而控制混凝土內(nèi)部溫升。2003年6月份在進(jìn)水口1號(hào)～6號(hào)引水洞中進(jìn)行了加20％、25％粉煤灰混凝土配比試驗(yàn)。在引水洞共埋設(shè)溫度計(jì)113支，其測(cè)溫結(jié)果：實(shí)測(cè)最高溫度51.3℃，平均最高35.9℃，合格點(diǎn)85個(gè)，合格率75.2％。使用調(diào)整后的混凝土配合比情況見表4，其混凝土內(nèi)部溫升對(duì)比情況見表4所示。

通過(guò)調(diào)整混凝土配合比，參入25％的粉煤灰后，1號(hào)～6號(hào)引水洞混凝土內(nèi)部平均溫度可降低3℃左右，有效地減緩了3～7d混凝土內(nèi)部溫升的上升速度，使混凝土內(nèi)部溫度得到有效的控制。并延緩了混凝土溫升峰值早期的來(lái)臨，使混凝土內(nèi)部強(qiáng)度增升后能有效地阻止混凝土溫度裂縫產(chǎn)生。

3混凝土溫控效果

2003年4月25日，對(duì)塔體分部工程和攔污柵、引水洞分項(xiàng)工程的裂縫分布情況進(jìn)行了全面檢查。

根據(jù)裂縫統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)充分地反映了右岸進(jìn)水口混凝土溫控工序效果較好，其I類裂縫62條，Ⅱ類裂縫151條，Ⅲ類裂縫6條，Ⅳ類裂縫沒有。滿足《中國(guó)長(zhǎng)江三峽工程標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量匯編(一)》的要求，Ⅲ、Ⅳ類裂縫控制在0.5條／萬(wàn)m3的范圍內(nèi)。

本工程采取的各種溫控工藝、措施及各種技術(shù)參數(shù)效果較好，滿足了設(shè)計(jì)混凝土內(nèi)部最高溫上不超過(guò)35℃的要求，有效地減少了混凝土裂縫。

各類混凝土裂縫經(jīng)過(guò)化學(xué)灌漿后，均滿足設(shè)計(jì)要求。

4幾點(diǎn)建議

混凝土裂縫是水利工程施工的一大難題，本工程采取的一些溫控措施，取得了較好的效果。

①最大程度地實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，減少混凝土的運(yùn)輸時(shí)間，避免混凝土在運(yùn)輸途中吸熱升溫。

②采用風(fēng)冷法對(duì)骨料預(yù)冷時(shí)，應(yīng)注意骨料進(jìn)行二次篩分后必須充分脫水，防止風(fēng)冷凍倉(cāng)。

③進(jìn)一步優(yōu)化混凝土配合比，合理設(shè)計(jì)混凝土標(biāo)號(hào)，盡量減少混凝土膠凝材料的使用量，從而達(dá)到混凝土少產(chǎn)生水化熱，以減少溫度裂縫。

④實(shí)踐證明，混凝土澆筑3～7d時(shí)產(chǎn)生的水化熱較大，此時(shí)混凝土強(qiáng)度仍很低，沒有足夠的強(qiáng)度阻止混凝土溫度應(yīng)力，此時(shí)應(yīng)盡量延緩混凝土內(nèi)部峰值溫度并加以削弱。

⑤充分利用高效、經(jīng)濟(jì)散熱的材料，減少混凝土內(nèi)部熱量。

2003年度本標(biāo)段工程(三峽右岸地下電站預(yù)建工程TGP/CI—SXJ一498)被總公司授予三峽壩區(qū)樣板工程。