乌雪特水库低温季节沥青心墙基座混凝土施工技术

姬红卫

（中国水电建设集团第十五工程局有限公司 陕西 西安 710065）

1 工程概况

乌雪特水库大坝坝型为浇筑式沥青混凝土心墙坝，全长220m，最大坝高49.42m。大坝坝顶宽4m，坝顶高程1028.82m。浇筑式沥青砼心墙轴线位于大坝轴线上游1.5m处，与坝轴线平行。高程979.4m～1000m之间心墙厚度0.4m；高程1000m～1027.12m（心墙顶部高程）之间，心墙厚度为0.3m。浇筑式沥青混凝土心墙基础坐落在弱风化层上,在基岩槽内浇筑C25F200W6混凝土基座。

乌雪特河流域中山地带常年无夏，冬季漫长，冬季积雪深厚。自1956年以来，托里气象站实测多年平均气温为5.0℃，极端最高气温为40.2℃，极端最低气温-26.6℃。一般情形下，坝址区土壤10cm冻结日期在十一月中旬，解冻日期在次年三月底，最大冻土深在154cm左右。托里气象站降水量、蒸发量、气温、风速多年月年平均值见表1。按柯本气候分类法，乌雪特流域坝址区为常湿寒冷气候。

由于工程建设的特殊要求以及工程总施工进度要求，基座混凝土需要在2010年11月15日～2010年12月30日进行施工，为低温季节施工。

表1 托里县气象站气象要素统计表

2 热平衡计算

2.1 环境温度计算

低温季节的室外温度可按下列经验公式计算：ta＝0.4te+0.6ty

式中，ta——室外计算温度,℃；

te——历年最冷月平均温度,℃。依据气象资料，该工程平均为-9.1℃取值。

ty——工程所在地区历年绝对最低温度,℃。依据气象资料，该工程所在地区取低气温为ty＝-26.6℃。

经计算可知：ta＝－19.6℃。

2.2 砼运输过程中的温度损失计算

按8m3砼搅拌运输车运输，溜槽入仓方案计算，温度损失近似公式为：

式中，tu——运输过程中的湿度损失，℃；

t0——混凝土出机温度，℃。取t0＝5.0℃；

ta——外界气温，℃。计算得：ta＝－19.6℃；

Z——运输时间，h。Z＝0.3h；

A——装运砼的容器系数，A＝0.2

计算可知：tu＝1.64℃。

2.3 混凝土浇筑过程中的温度损失

混凝土入仓后，经过平仓振捣到上层覆盖，温度损失近似计算为：

式中，tj——浇筑过程中的温度损失；

tBP——混凝土入仓温度,℃。

tBP＝t0-tu＝5.0-1.64＝3.36℃；

tc——暖棚内温度,℃。tc＝3℃（保证温度）；

ZC——平层、振捣到上层覆盖的时间（即浇捣时间）。

经计算得：tj＝0.19℃。

2.4 混凝土施工过程中温度总损失

混凝土从拌和出机，经过运输到平仓振捣，总的温度损失值为：

式中，tn——总的温度损失，℃；

tu——运输过程中的温度损失，℃。取1.64℃；

tj——浇筑过程中的温度损失，℃。取0.19℃；

计算得:tn＝1.83℃。

浇筑完成的混凝土温度为5.0℃-1.83℃＝3.17℃，满足规范要求的低温季节混凝土浇筑温度，在严寒和寒冷地区，采用暖棚法并保证暖棚内温度不低于3℃。

2.5 拌和水温计算

依据规范要求，混凝土浇筑温度不低于3℃，加上混凝土运输、浇筑温度损失，考虑各种因素影响，砂、石骨料搭设保温棚，温度按照0℃考虑。经计算拌和用水水温45℃～50℃时，出机口温度为6.3℃～7.1℃。

3 施工准备

施工前应做好以下准备工作：

（1）水泥、粉煤灰及外加剂等修建彩钢房拆包间，人工拆袋；

（2）粗、细骨料搭设高度为4.5m高的保温棚，保温棚形式为钢管架外包彩条布或防水帆布，棚内生火炉，防止骨料冻结并防止混入冰雪；

（3）拌和系统用彩钢板全部包围并在彩钢房内生火炉；

（4）用热水拌制混凝土，水加热温度为45℃～50℃。拌和用水加热超过60℃时改变加料顺序，将骨料与水先拌和再加入水泥，以免假凝；

（5）仓面清理前给仓面搭设保温棚，棚内生火炉，浇筑混凝土前检测基岩表面温度，确保表面温度为正温，并经监理工程师检验合格后方可浇筑混凝土。

4 施工方法

4.1 混凝土浇筑施工工艺流程

混凝土浇筑施工工艺流程见图1。

4.2 主要施工方法

（1）施工准备

按照第3条施工准备检查落实。

（2）混凝土浇筑

模板安装、止水安装、仓面清理以及插筋制安等完成后进行仓面验收，验收合格后浇筑混凝土。混凝土入仓前，先在基岩面上均匀铺设一层厚2cm～3cm的同标号水泥砂浆，每次铺设砂浆的面积与混凝土浇筑强度相适应，铺设砂浆后30min内混凝土覆盖。

混凝土在拌和站集中拌制，出机口温度根据外界气温及气候条件动态调整，保证混凝土浇筑温度不低于3℃，并保持混凝土浇筑温度均匀。控制方法以调节拌和水温，提高混凝土拌和物温度的方法首先考虑加热拌和用水，当加热拌和用水尚不能满足浇筑温度要求时加热骨料。

混凝土水平运输采用混凝土搅拌运输车（对罐体做保温处理）运输；垂直运输采用溜槽入仓，必要时挖掘机辅助入仓，人工平仓、振捣。

止水部位的振捣是混凝土施工的关键之一。为确保止水片附近混凝土的密实，避免止水片出现变形和变位的现象，安派专人负责止水下部的混凝土分层铺料、振捣。振捣时注意不要将振捣棒触及止水。

（3）混凝土养护、保温

混凝土浇筑结束后立即在其上覆盖塑料布并同时覆盖保温棉被两层，在作业棚内生炉火。

（4）拆模

混凝土浇筑结束36h后可以拆模，拆模后立即用保温棉被覆盖，同时监测混凝土表面温度，在2d～3d内混凝土表面降温不超过6℃。

（5）止水设施保护及混凝土保温

混凝土达到其50%龄期后进行固结灌浆，在灌浆之前保持覆盖，在灌浆过程中绝对不能损坏止水。

5 温度观测

施工期间，温度观测按如下规定执行：

（1）外界气温采用人工测温，每天4h测量1次；

（2）暖棚内气温每4小时一次，以距混凝土面50cm的温度为准，测四边角和中心温度的平均数为暖棚内气温值；

（3）水、外加剂及骨料的温度每小时测一次；

（4）混凝土的机口温度，运输过程中温度损失及浇筑温度，每2h测量一次；

（5）已浇混凝土块体内部温度，埋设测温孔（孔深应大于15cm，孔内灌满液体介质），用玻璃温度计测量。

6 结论

乌雪特水库河床段基座混凝土工程低温季节施工技术的应用，混凝土力学指标均满足设计要求，没有出现裂缝等缺陷，取得了良好的效果。但是低温季节采取保温措施，工程费用较大，约增加工程费用的20%左右，故在低温季节施工混凝土时，无论采用何种施工方案和保温措施，均应加快进度，以降低工程费用。陕西水利