糯扎渡水电站 左岸泄洪洞混凝土温度监测及温度裂缝防治

章 进 李 伟(中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明650041)

1 工程概况

糯扎渡水电站总装机容量5850MKw，左右岸各布置一条泄洪洞。左岸泄洪洞由有压洞段、闸门井段、无压洞段、明渠及挑流鼻坎段组成，隧洞长817.327m，明渠及挑流鼻坎长138.75m，隧洞下游0+599.278以后与5#导流洞相结合。出口明渠及挑流鼻坎段底板表层及边墙为抗冲磨混凝土强度等级为C9055W8F100。

泄洪洞出口无压段底板及边墙I层衬砌混凝土为C9055抗冲耐磨混凝土，边墙I层以上为C40常态混凝土(底板设计厚度1.5m，边墙设计厚度1.2m～1.5m，浇筑层高4.5m)。施工中采用温控混凝土，并对抗冲磨混凝土配合比进行多次优化，但抗冲磨混凝土仍出现了较多裂缝，截至目前共有56条裂缝，裂缝宽0.1～0.8mm不等，主要位于分块的中部，出现时间在混凝土浇筑后5～7天。

2 混凝土温度测点布置

温度监测仪器采用南京电力设备总厂生产的DW-1型铜电阻温度计，测试精度±0.01℃。温度监测和混凝土浇筑同时进行，每2小时进行一次测读记录。左岸泄洪洞抗冲耐磨混凝土试验地点选择在左岸泄洪洞出口0+817.827～0+834.327桩号，混凝土体型尺寸为16.5mx15mx3.0m(长x宽x高)分两仓浇筑，分仓厚度1.5m。分别于5月4日和6月3日进行了混凝土的浇筑施工，温度计安装埋设于底板轴线位置每仓根据浇筑厚度平均等分布置3支温度计，共6支，以对不同深度混凝土温度变化进行监测。

3 监测数据统计分析

1）5月7日第一仓混凝土入仓前，仓内温度为19.00℃，从混凝土入仓后开始，仓内温度逐渐上升，5月7日15时19分当混凝土覆盖T-03温度计时，仓内温度为19.25℃；由于混凝土在运输过程中已产生部分水化热，入仓后产生的水汽使仓内温度上升，最终在T-01温度计被覆盖时，到达23.15℃，仓内温升4.15℃。

2）从监测数据统计结果来看：当混凝土覆盖T-03温度计后51.68小时，混凝土温度达到最高值56.5℃，升温速率为0.67℃/t；当混凝土覆盖LXHD-T-02温度计后35.00小时，混凝土温度达到最高值62.85℃，升温速率为0.99℃/t；当混凝土覆盖LXHD-T-01温度计后35.67小时，混凝土温度达到最高值43.50℃，升温速率为0.56℃/t。第一仓混凝土浇注完后，在混凝土表面进行冲水养护。在混凝土降温初期，从温度观测曲线上看降温速率较快，T-01温度计达到最高升温后63.50小时后混凝土温度从43.50℃降温至29.20℃，平均以-0.22℃/t下降；T-02温度计达到最高升温后63.00小时后混凝土温度从62.85℃降温至55.35℃，平均以-0.20℃/t下降；T-03温度计达到最高升温后71.00小时后混凝土温度从56.50℃降温至50.20℃，平均以-0.09℃/t下降。由于T-03距离混凝土表面近，从温度观测曲线上看T-03受环境温度影响较为明显，而且升温在3支温度计中是最小的。从5月18日后降温速度变的缓慢，到6月4日，T-01温度降至25.95℃；T-02温度降至30.90℃；T-03温度降至33.60℃。6月4日第二仓混凝土进行浇注，受其影响，温度逐渐上升，到6月14日，T-01温度升至47.40℃；T-02温度升至43.325℃；T-03温度升至38.05℃。

3）第二仓混凝土浇注时，T-06温度计混凝土覆盖后64.67小时，混凝土温度达到最高值59.85℃，升温速率为0.55℃/t；当混凝土覆盖T-05温度计后49.62小时，混凝土温度达到最高值65.25℃，升温速率为0.72℃/t；当混凝土覆盖T-04温度计后35.67小时，混凝土温度达到最高值58.10℃，升温速率为0.91℃/t。

4）根据温度计监测成果表（表1）显示，在第一仓混凝土浇筑后，采用流水对混凝土进行养护，位于混凝土表面下0.25m的T-01和位于混凝土中部的T-02之间，在最大升温时温度差最大达到19.35℃，和混凝土表面温度差达到26.6℃，从曲线中还可以看出T-01由于在混凝土表层，受环境温度的影响较明显；第二仓混凝土浇注完后，在混凝土表面覆盖棉毯及塑料保护膜，进行保温、保湿养护，受其影响，第一仓埋设的3支温度计均不同程度的温度上升，较明显的为和第二仓混凝土最近的T-01，温度上升到50.35℃，温度上升了26.85℃，埋设于第二仓混凝土表面下0.25m的T-04最高升温58.10℃，和中部的T-05最高升温65.25℃相比较，温度差为7.15℃，和混凝土表面温度差为22.15℃。从温度计测得的混凝土内部温度变化看，第一仓混凝土和第二仓混凝土升温过程速率基本一致，降温过程由于第二仓混凝土采取表面覆盖棉毯及塑料保护膜，进行保温、保湿养护，降温初期速率较第一仓明显下降。

表1 温度计监测成果表

4 大体积混凝土温度裂缝的控制措施

通过对泄洪洞底板混凝土的温度监测数据及大量的研究表明,大体积混凝土结构物中的温度裂缝是不可避免的,重要的是采用合理的措施来防治和控制裂缝的发展。

1)采用温控混凝土，降低混凝土出机口温度，控制混凝土浇筑温度≤19℃。

2)增加减水剂掺量，减少水泥用量,尽量优化混凝土配合比。

3)尽可能采用非泵送混凝土，使用泵送时在保证流动性条件下尽量控制塌落度，减少水泥用量。

4)减小混凝土分块长度，加强施工温度监测。

5)及时保温保湿养护，减小混凝土内外温差。

6)尽可能在夜间浇筑，减小环境温度对混凝土温升的影响。

7)对运输车辆采用保温措施并加强运输管理缩短运输时间，减小运输过程的温升。

综上所述,混凝土的物理力学性质决定了大体积混凝土温度裂缝是不可避免的,掌握混凝土裂缝的产生原因对于进行合理的结构设计和施工是极为重要的。从材料质量、施工技术、环境状态等方面采取措施综合治理,使混凝土结构工程更趋于合理、安全。

[1]混凝土大坝安全监测技术规范（SDJ336-89）(试行)，中国水利水电出版社

[2]黄学云，大体积混凝土温度监测与裂缝控制，科技风，2011年，第20期

[3]刘长河等，大体积混凝土施工温度场及温度应力研究，低温建筑技术，2005年，第1期