高海拔高寒地區(qū)混凝土溫控防裂設(shè)計(jì)分析

李生才

摘 要：對(duì)高海拔高寒地區(qū)混凝土溫控防裂設(shè)計(jì)進(jìn)行探究。具體是在概述高海拔高寒區(qū)域氣候特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)該類型地域混凝土溫控特點(diǎn)與要點(diǎn)進(jìn)行論述，最后對(duì)高海拔高寒地區(qū)混凝土溫控防裂設(shè)計(jì)具體內(nèi)容進(jìn)行探究。希望在相關(guān)設(shè)計(jì)方案的協(xié)助下，高海拔高寒地區(qū)水電站工程混凝土大壩建設(shè)質(zhì)量有所提升。

關(guān)鍵詞：高海拔高寒地區(qū) 混凝土 水電站工程 溫控防裂技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）08（c）-0041-02

大規(guī)?；炷两Y(jié)構(gòu)在溫度的作用下，經(jīng)常會(huì)有裂縫現(xiàn)象出現(xiàn)，這也是溫控防裂技術(shù)演變成混凝土筑壩過程中主要技術(shù)類型之一。新時(shí)期下國(guó)內(nèi)水電站已在四川、西藏等高海拔地域有所建設(shè)，藏木水電站、加查水電站均是典型代表。高海拔區(qū)域?qū)炷恋虊螠囟仍O(shè)計(jì)與施工工藝提出新興標(biāo)準(zhǔn)。積極對(duì)惡劣氣候中混凝土溫控規(guī)定、溫控防裂技術(shù)進(jìn)行探究是極為必要的?；诖吮疚淖龀鋈缦抡撌鰞?nèi)容。

1 高海拔高寒地區(qū)氣候特點(diǎn)

一是年平均氣溫與海拔高度存在一定的關(guān)系，具體是指平均溫度越高海拔越低，一年中低溫時(shí)間較長(zhǎng)且氣溫多數(shù)在較低水平上，一年中0℃以上氣溫天數(shù)不到百天；年平均河道水溫度伴隨著隨海拔提高二降低，部分地段河流冬季有100d以上是冰凍期[1]。

二是與低海拔地區(qū)氣溫年差較大的情況存在反差，具體使指高海拔地段的氣溫年較差（一年中最高月平均氣溫與最低月平均氣溫兩者的差值）伴隨著海拔上升而有不同程度的減縮；河道水溫年較差也與上述情況一致。

三是太陽輻射強(qiáng)度和海拔高度之間存在正比例關(guān)系，所以，伴隨海拔高度的上升，晝夜溫差值也隨之變大。通常情況下，水電站運(yùn)行期上游年均庫水溫度要小于年均氣溫，但是在高海拔區(qū)域狀況存在反差。

2 高海拔地區(qū)混凝土溫度控制的特點(diǎn)及關(guān)鍵

混凝土的溫度應(yīng)力水平高低，與約束、材料性能和溫差3個(gè)因素有關(guān)。

高海拔高寒區(qū)域混凝土結(jié)構(gòu)溫度管控有如下特征：一是從約束視域分析國(guó)內(nèi)已經(jīng)建成、正在建設(shè)或計(jì)劃建設(shè)的高海拔區(qū)域混凝大壩中，有很多壩址以堅(jiān)固的花崗巖為主導(dǎo)，巖體致密性等同，地基彈性模量較大，致使對(duì)混凝土壩體產(chǎn)生較大的束縛。二是從材料的視域出發(fā)。高海拔地區(qū)鞏固壩體環(huán)節(jié)中通常選用抗凍標(biāo)號(hào)較高的混凝土，水泥投入量較大，水化熱產(chǎn)出量也相對(duì)較高，對(duì)管控混凝土溫度造成一定的負(fù)面影響，此外基于高海拔區(qū)域混凝土初期強(qiáng)度發(fā)展較遲緩，所以，水電站工程建設(shè)期間應(yīng)該對(duì)初期溫度應(yīng)力進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。三是從溫差的視域分析。高海拔地區(qū)氣溫相對(duì)較低，所以，大壩（準(zhǔn)）穩(wěn)定溫度場(chǎng)水平低也是必然的事實(shí)，致使基礎(chǔ)溫差的初始點(diǎn)低，難以管控，并且高海拔地區(qū)冬季漫長(zhǎng)，施工中冬季停工對(duì)混凝土上下層結(jié)構(gòu)造成的溫差隱患將加大。

當(dāng)對(duì)高海拔高寒區(qū)域水電站工程堤壩混凝土結(jié)構(gòu)特征有一定認(rèn)識(shí)以后，應(yīng)該深度探究混凝土溫度管控的要點(diǎn)：一是從結(jié)構(gòu)約束的視域出發(fā)，高海拔地域混凝土壩澆筑塊的最大規(guī)格最好小于60m，橫縫距離低于5m，相應(yīng)混凝土壩最高值低于150m；二是從材料性能視域分析，最好選用碾壓混凝土（重力壩），在骨料的選取上最好選擇線膨脹系數(shù)較低的灰?guī)r，同時(shí)研究微膨脹混凝土筑壩技術(shù)在高海拔地區(qū)的使用效果；三是當(dāng)混凝土壩結(jié)構(gòu)與材料明確以后，可以把多樣化對(duì)策整合在一起以達(dá)到減縮混凝土的溫差（基礎(chǔ)溫差、內(nèi)外溫差和上下層溫差）的目標(biāo)。四是對(duì)于高海拔地區(qū)冬季是否停工的問題，應(yīng)對(duì)工程項(xiàng)目性質(zhì)有全面認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上在做決定。若確定要連續(xù)施工，最好應(yīng)用以暖棚法為主導(dǎo)的綜合蓄熱法。

3 高海拔高寒地區(qū)混凝土溫控防裂設(shè)計(jì)分析

3.1 基礎(chǔ)溫差和溫度控制標(biāo)準(zhǔn)

水電站大壩關(guān)鍵性的溫度邊界條件為水庫水溫，它也影響著大壩溫度應(yīng)力大小與溫度控制水平，上游水庫水溫排布情況對(duì)大壩運(yùn)行期穩(wěn)定溫度場(chǎng)運(yùn)行狀況產(chǎn)生一定影響，水庫的形態(tài)、水文氣象狀況、水庫運(yùn)轉(zhuǎn)狀況以及水庫原始儲(chǔ)水條件等因素均會(huì)影響水庫水溫[2]。對(duì)藏木水電站混凝土大壩溫控設(shè)計(jì)過程中，通常應(yīng)用水庫水溫?cái)?shù)值預(yù)測(cè)方法，對(duì)電站運(yùn)行期壩前水庫水溫排布情況有一定的預(yù)測(cè)，將其設(shè)置為邊界條件，測(cè)算大壩穩(wěn)定溫度場(chǎng)，以此為依據(jù)，使堤壩的接縫灌漿溫度、基礎(chǔ)溫差和與最高溫度管控標(biāo)準(zhǔn)明確化。

3.2 混凝土大壩表層保溫措施

敏感性分析表面維護(hù)可以被視為高海拔高寒區(qū)域混凝土溫度管控的首選對(duì)策，具體是減縮結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差，從而實(shí)現(xiàn)規(guī)避裂痕現(xiàn)象的目標(biāo)。藏木大壩表層養(yǎng)護(hù)對(duì)策研討進(jìn)程中，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)化混凝土結(jié)構(gòu)表層保溫力度舉措的實(shí)施有助于提升大壩混凝土表面的溫度，壓縮內(nèi)外溫差數(shù)值，最終實(shí)現(xiàn)大幅度降低混凝土表層應(yīng)力的目標(biāo)?；诓啬緟^(qū)域晝夜溫差大這一實(shí)況，所以，對(duì)于水電站工程基礎(chǔ)強(qiáng)制約地段、高溫季節(jié)澆筑的混凝土位置、孔口區(qū)域與施工構(gòu)造等關(guān)鍵性位置，盡量增大表層保溫力度，借此途徑實(shí)現(xiàn)提升表層混凝土的抗裂安全系數(shù)，壓縮裂縫問題出現(xiàn)概率的共性目標(biāo)。

3.3 溫度控制措施

參照高海拔地區(qū)混凝土溫度管控要點(diǎn)與藏木地區(qū)氣候特征，混凝土重力壩建設(shè)進(jìn)程中溫度裂縫控制對(duì)策有以下幾種類型。

一是科學(xué)分縫分塊。一般情況下壩段橫縫間距低于20m?；炷两Y(jié)構(gòu)澆筑期間，在（壩）適當(dāng)方位打通一縱縫，使得澆筑塊規(guī)則最大數(shù)值低于55m。

二是對(duì)澆筑溫度中重點(diǎn)把關(guān)。對(duì)高海拔區(qū)域混凝土結(jié)構(gòu)澆筑溫度管控工作而言，側(cè)重點(diǎn)在于冬季使其表皮溫度高于5℃～6℃。春秋季經(jīng)常會(huì)使用自然入倉方法，夏季溫度在14℃～16℃范疇內(nèi)取值。

三是通水冷卻。通水冷卻布置原理可以做出如下闡述：一是面對(duì)大壩需進(jìn)行接縫灌漿位置（涵蓋縱縫頂端上方9m）的混凝土，均需安置冷卻水管；二是對(duì)于大壩沒有接縫灌漿的位置，3月中旬至10月澆筑的約束地段混凝土需安設(shè)管，其他時(shí)段可參照具體實(shí)況決定是否安裝冷卻水管。

四是表層保養(yǎng)。眾所周知藏木壩區(qū)域常年晝夜溫差較大，混凝土結(jié)構(gòu)澆筑進(jìn)程中應(yīng)長(zhǎng)期使用保溫材料對(duì)其結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行保養(yǎng)[3]。具體內(nèi)容如下：（1）低溫時(shí)節(jié)（11月至次年3月上旬）澆筑混凝土，應(yīng)用鋼模板內(nèi)貼保溫材料，并將保溫材質(zhì)粘貼在鋼模板外端、固定，使混凝土表面放熱系數(shù)低于6.30kJ/m·h℃，模具拆除以后，內(nèi)貼保溫材料不從混凝土表面去除；（2）其他節(jié)氣，均應(yīng)用鋼模板外貼保溫材料；（3）掌握天氣預(yù)報(bào)信息，備足遮蓋防雨布；（4）備好作業(yè)面振搗器連接電源箱及夜間施工電源，以及插入式振搗棒。

4 結(jié)語

綜合全文論述的內(nèi)容，了解到高海拔區(qū)域混凝土溫度控制的常用方法為降低澆筑溫度、通水冷卻和表面保護(hù)等。施工人員在實(shí)踐中應(yīng)該不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從而使高海拔區(qū)域水電站工程建設(shè)質(zhì)量有所保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐佰林，練迪，黃耀英，等.基于基礎(chǔ)容許溫差的高寒地區(qū)大體積混凝土溫控措施研究[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2014（4）：129-131，136.

[2] 劉俊，李紅葉，黃瑋，等.基于溫控防裂的西藏高寒地區(qū)摻石灰石粉混凝土應(yīng)用研究[J].水電站設(shè)計(jì)，2016（4）：55-58，67.

[3] 王曉峰，王洪軍，王飛，等.果多水電站大壩碾壓混凝土溫控防裂措施[J].紅水河，2016（4）：6-11.