碾壓混凝土拱壩施工溫度控制措施

王曉麗++侯彬

[摘 要]在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，溫度控制具有重要的意義。碾壓混凝拱壩的溫度有它不同于常規(guī)混凝土壩的特點(diǎn)，必須考慮這些特點(diǎn)，才能有效的控制壩體溫度。本文就碾壓混凝土拱壩施工溫度控制措施進(jìn)行分析。

[關(guān)鍵詞]碾壓混凝土；拱壩；溫度控制

中圖分類號：TV642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）47-0129-01

一、工程概況

某大壩為碾壓混凝土拱壩，壩頂高程1409.50m，最大壩高141.50m，壩頂長449.87m，壩頂寬8.00m，拱冠梁壩底厚35m，厚高比0.247，壩體為全斷面碾壓混凝土。

二、壩體混凝土溫度控制標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)大壩三維有限元溫度仿真計算，為保證壩體應(yīng)力滿足規(guī)范要求，提出了碾壓混凝土拱壩各月份壩體混凝土溫度控制標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 壩體混凝土允許峰值溫度

各月份壩體內(nèi)部混凝土峰值溫度控制標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2.2 壩體混凝土基礎(chǔ)溫差

根據(jù)大壩溫控仿真計算分析和《混凝土拱壩設(shè)計規(guī)范》（DL/T5346-1506）中的有關(guān)規(guī)定，并參照碾壓混凝土拱壩的施工經(jīng)驗，確定本工程的允許基礎(chǔ)溫差見表2。

2.3 壩體混凝土分期溫控目標(biāo)及封拱溫度

設(shè)計規(guī)定混凝土冷卻分期目標(biāo)及封拱溫度如表3：

三、碾壓混凝土溫控措施

3.1 優(yōu)化混凝土配合比

選用優(yōu)質(zhì)粉煤灰，摻高效緩凝減水劑，通過優(yōu)化碾壓混凝土配合比，降低水泥用量，從而降低混凝土絕熱溫升。根據(jù)碾壓混凝土配合比優(yōu)選及性能試驗成果，Ⅲ級配碾壓混凝土的極限拉伸值（90d）大于140×10-6，對提高混凝土的抗裂性能有利，但其絕熱溫升（90d）高達(dá)25℃，需采取一定的溫控措施來控制混凝土內(nèi)部峰值溫度。

3.2 控制澆筑溫度

（1）水泥、粉煤灰等原材料提前組織進(jìn)場，以降低其出廠溫度。

（2）骨料采用地壟取料，控制骨料堆高大于6m，骨料溫度不大于月平均氣溫，并采用地弄取料。

（3）混凝土運(yùn)輸、傳料設(shè)備采取遮陽防曬措施，盡量縮短其暴曬時間。

（4）高溫季節(jié)施工時，為了防止熱量倒灌，采取噴水霧等措施，形成混凝土澆筑倉面小氣候，降低倉面溫度。合理安排澆筑時段，將混凝土澆筑盡量安排在早晚和夜間施工。

（5）盡量安排澆筑塊尺寸較大、溫度控制較嚴(yán)部位的混凝土在低溫季節(jié)施工。

3.3 合理安排澆筑分層和層間間歇

碾壓混凝土每間歇層澆筑高度一般不小于3m，每一碾壓層厚度按300mm控制。碾壓混凝土層間施工時間控制在5～8h之內(nèi)，并且碾壓混凝土從拌和樓出機(jī)口出來至混凝土在倉面碾壓完成，宜控制在2h之內(nèi)。碾壓混凝土間歇層間歇時間控制在4d左右，最長不能超過15d。除渡汛期間和高溫期停澆碾壓混凝土外，其他時間碾壓混凝土嚴(yán)禁長間歇。

3.4 壩體內(nèi)預(yù)埋冷卻水管

（1）冷卻水管布置原則。碾壓混凝土壩體內(nèi)部冷卻水管采用φ32mm聚丙烯塑料管（PPR），管材的導(dǎo)熱系數(shù)宜為1.0W/（m·℃），管壁厚度宜為2～2.5mm。在倉面上冷卻水管呈“S”形布置，按1500mm（碾壓厚度）×1500mm（水管間距）布置，，單根水管長度不宜超過250m。

（2）一期通水冷卻。一期通水冷卻一般起削峰作用，消減混凝土內(nèi)部的峰值溫度，使壩體內(nèi)部混凝土峰值溫度不超過設(shè)計要求的允許值。壩體混凝土初期冷卻在混凝土碾壓完成后12h內(nèi)進(jìn)行。

水管通水冷卻時管內(nèi)水溫與管外混凝土溫度相差過大和冷卻速度過快會產(chǎn)生裂縫，一期通水時冷卻水管內(nèi)水溫與壩體內(nèi)部的混凝土溫度之差控制在20℃之內(nèi)。在通水冷卻時，壩體混凝土冷卻速率不應(yīng)超過1℃/d。每隔24h變換一次水流方向，通水流量為1.2m3/h～2.0m3/h。

（3）中期通水冷卻。中期通水冷卻是削減壩體內(nèi)外溫差，預(yù)防壩塊產(chǎn)生表面或深層裂縫的有效措施之一，也是在后期冷卻前進(jìn)行澆筑塊的再降溫，降低后期冷卻容量。中期通水應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度和封拱灌漿時間而定，可安排在初期通水冷卻后立即進(jìn)行，也可安排在二期冷卻前1個月進(jìn)行。中期通水一般采用河水，通水歷時為1個月左右，以壩體混凝土溫度降至略高于年平均氣溫為準(zhǔn)。

（4）二期通水冷卻。后期通水是使混凝土柱狀塊達(dá)到接縫灌漿溫度的必要措施，目的是將壩體溫度降至溫控標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的封拱溫度。二期通水在封拱灌漿前2個月前進(jìn)行，通15℃冷卻水60d。通水過程中24h換向1次。初始通水流量不超過1.2m3/h，但要根據(jù)壩體中心溫度日均降幅調(diào)整。二期通水溫度與混凝土溫度之差控制在15℃以內(nèi)。通水后壩體中心溫度的日均降幅<0.3℃/d。達(dá)到預(yù)定溫度后應(yīng)提高水溫以保持壩體內(nèi)部溫度恒定。

3.5 低溫季節(jié)保溫措施

（1）壩面和倉面保溫。壩面保溫是為了有效防止氣溫驟降使壩體混凝土產(chǎn)生裂縫而采取的措施。如果氣溫驟降，壩體表層混凝土溫降梯度較大，易在混凝土表層先形成表層裂縫，后期極有可能發(fā)展延伸、逐步加大。當(dāng)遇氣溫驟降（日平均氣溫2～3d連續(xù)下降超過6℃）時，所有新澆混凝土需要采取適當(dāng)有效的表面保溫措施。表面保溫后的混凝土表面等效防熱系數(shù)β不大于2.43KJ/m2·h·℃。

（2）壩體孔洞和廊道保溫?？紤]到壩體放空洞和廊道口等部位超冷現(xiàn)象和應(yīng)力集中，控制混凝土最高溫度比一般的基礎(chǔ)約束塊低（約3～4℃）。因此，需加強(qiáng)上述部位的表面保溫措施。工程上一般將聚苯乙烯泡沫塑料板貼在模板內(nèi)側(cè)進(jìn)行保溫。盡量在孔洞過水之前經(jīng)過中期冷卻，把混凝土溫度降到設(shè)計規(guī)定溫度，減少過水時的混凝土內(nèi)外溫差。

3.6 下閘蓄水溫度

下閘蓄水時水溫過低會對壩體上游表面混凝土產(chǎn)生冷擊，使壩體上游面產(chǎn)生表面裂縫。故水庫在下閘蓄水時要求蓄水水溫不低于10℃，水庫蓄水水位宜緩慢上升。

四、結(jié)束語

（1）碾壓混凝土拱壩溫度控制措施經(jīng)濟(jì)合理，能夠有效控制壩體混凝土的最高溫度，滿足混凝土抗裂要求，對類似工程具有一定參考借鑒作用。

（2）碾壓混凝土拱壩一般采用通倉澆筑，溫度控制是保證工程質(zhì)量和進(jìn)度的關(guān)鍵措施之一，應(yīng)引起高度重視。

參考文獻(xiàn)

[1] 魏順卿.混凝土拱壩施工仿真分析及溫度控制研究[D].浙江工業(yè)大學(xué)，2014.

[2] 石秀珍.混凝土雙曲拱壩施工溫度控制[J].科技與企業(yè)，2013，（03）：185.