漳卫南运河祝官屯枢纽节制闸除险加固工程低温季节混凝土施工质量控制

石评杨，秦何聪

（1.海河水利委员会漳卫南运河管理局，山东德州 253009；2.漳卫南运河岳城水库管理局，河北邯郸 056001）

1 工程概况

祝官屯枢纽位于山东省武城县，是海河流域漳卫南运河水系卫运河上的控制性枢纽工程，1977年建成以来在灌溉和防洪中发挥了显著效益。因工程老化，2012年进行了除险加固工程，内容主要包括：原闸墩拆除重建、闸室段改建及其上部机架桥、工作桥、启闭机房拆除重建，上游铺盖裂缝及地基处理、消力池排水孔修复及表面混凝土修补等。

为保证祝官屯枢纽2013年汛前具备安全度汛条件，必须进行冬季施工。低温季节混凝土施工易产生冻胀破坏和温度裂缝，不仅会造成混凝土强度降低，甚至会影响建筑物结构安全。经优化施工方案和采取低温施工保障措施，强化混凝土施工质量控制，顺利完成闸墩、上游左右岸新建扶壁翼墙及机架桥预制梁工程，经检验质量优良，降低了工程造价，保证了工程进度。

2 施工期气象条件

按照相关施工技术规范，连续5 d的日平均气温稳定在5 ℃以下或最低气温连续5 d 稳定在-3 ℃以下时施工，属于低温季节施工。祝官屯枢纽闸墩、上游左右岸新建扶壁翼墙及机架桥预制梁混凝土工程施工在2012年11月下旬至2013年1月上旬进行，施工期平均气温-3.2 ℃，最低气温为-17 ℃，属于低温季节混凝土施工，应采取低温保护措施。

3 施工质量控制

3.1 用料质量控制

（1）原材料。水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级42.5，含碱量小于0.6%；砂采用天然中砂，细度模数2.78，颗粒级配连续，级配曲线在Ⅱ区；石子采用三级配，分为5～20、20～40 和40～80 mm，最大粒径为80 mm，含水率控制在0.1%～0.2%；选用符合混凝土用水标准的当地饮用水作为混凝土拌和用水。

（2）混凝土配合比。闸墩混凝土设计强度等级C25F200W4，机架桥预制梁混凝土设计强度等级C30F100，翼墙混凝土设计强度等级C25F200W4。根据工程实际要求，施工前进行了低温季节混凝土配合比试验，确定闸墩混凝土坍落度为5～7 cm、翼墙混凝土坍落度为8～12 cm、水灰比均为0.5、混凝土中水泥用量不少于300 kg/m3。

（3）外加剂。为保证能有效降低混凝土冰点、防止混凝土早期冻害和在负温条件下能确保混凝土不被冻坏，选用NC—F4 混凝土引气减水剂作为外加剂。NC—F4混凝土引气减水剂具有高效减水、引气、早强、防冻等作用并且对钢筋无腐蚀，含气量为4%。

3.2 混凝土施工质量控制

（1）混凝土拌和。生产前尽量将骨料堆高，并对其表面进行覆盖，使用时揭掉表面冰冻层，从堆料中间部位取料；拌合时间由15 s延长到30 s；对拌和用水通过锅炉进行加热，加热温度视外部温度条件进行调整，同时确保在拌合骨料时水温保持在50～55 ℃，以防止水泥假凝；为防止外加剂影响其组份，采取外加剂容器保温、加热，循环搅拌，每天循环4次；改变投料次序，先将砂石骨料及水进行拌合预热，再投胶凝材料2次拌合；在出机口进行温度测量，其温度不得大于35 ℃；严格按照配合比进行配料，并保证配料准确，尤其控制加水量和外加剂掺量。

（2）混凝土运输。采用混凝土罐车运输，并对罐体采用专用的棉被包裹，以确保混凝土运输车最后出料的入仓温度，从而提高混凝土的入仓温度。

（3）混凝土浇筑。①优化入仓方式。将原来的吊罐入仓调整为混凝土泵送入仓，以减少混凝土在外部环境裸露时间，保证混凝土实际入仓温度为11 ℃。②选择合理的浇筑时间。由于一个闸墩混凝土浇筑时间大于24 h，浇筑期间，密切关注并及时了解温度及天气变化情况，选择温度相对较高时段进行浇筑，确保在温度较高的时间段内连续完成独立工程部位的混凝土浇筑；由于翼墙底板和墙身厚度较薄，浇筑时段选择在8：00～18：00之间完成。尽量在正温情况下进行混凝土浇筑，当室外气温低于-5 ℃不再进行室外混凝土浇筑。③仓面清理。浇筑前，测量仓面温度，仓面温度低于0 ℃时，采用热水湿润仓面，并将积水用棉纱清理干净，必要时选用喷灯加热。遇雨雪天气及时对仓面进行覆盖，以确保仓面干净，不得有冰雪和污垢等，严禁将冰雪、冻块带入仓内，以提高混凝土浇筑温度和保证浇筑质量。④混凝土浇筑前，提前准备好塑料布、棉被等材料，待混凝土浇筑完毕后立即对浇筑部位进行包裹保温养护。加快浇筑速度，防止混凝土拌合物大量散热，混凝土入仓后立即进行平仓、振捣，浇筑时随浇筑、随振捣、随覆盖，以减小热量损失，在覆盖上层混凝土时下层混凝土温度不得低于3 ℃。为使混凝土不受冻害，采用边浇筑边保温的防护措施，在不影响模板变形观测的情况下，将已浇筑的混凝土用保温材料及时包裹，其中内层用棉被横向包裹、外层用塑料布包裹。通过实际测量，保证混凝土强度不低于设计强度的85%，方可进行模板拆除，同时注意选择避开夜间和温度陡降时拆模，模板拆除后如果混凝土表面温度与外界气温相差在20 ℃以上时，继续对混凝土进行保温、保水养护至混凝土强度满足设计要求。

（4）温度检测。混凝土施工过程中，外部环境气温采用人工测量，每4 h观测1次，每2 h测量1次混凝土原材料的温度、出机口温度及拌和水的温度和气温；每辆混凝土罐车进场后先进行温度测量，保证温度达到13 ℃以上；混凝土浇筑完成后3 d 内加密观测温度变化，外部混凝土每天观测最高、最低气温，内部混凝土每6 h 观测1 次，气温骤降或寒潮期间应增加温度观测次数，并做好专门记录。

4 施工质量检测

4.1 抗压强度检测

抽取低温季节混凝土施工工程部位28 d 龄期C25混凝土试块20组、C30混凝土试块8组进行抗压强度检测。

同一标号（或强度等级）混凝土试块28 d龄期抗压强度的组数30＞n≥5 时，混凝土试块强度应同时满足下列要求：

式中：Sn为n组试件强度的标准差（MPa），当Sn＜2.0 MPa时R标≥20 MPa，当Sn＝1.5 MPa时R标＜20 MPa；Rn为n组试件强度平均值（MPa）；R标为设计28 d龄期抗压强度值（MPa）；n为样本容量。

C25、C30混凝土试块单组试件抗压强度检测标准试件值，见表1-2。

表1 C25混凝土试块单组试件抗压强度检测标准试件值

根据表1，确定R标=25 MPa、R20=29.4 MPa、S20=5.37 MPa，据此推出：R20- 0.7S20＞R标，R20-1.60S20≥0.83R标，表明C25混凝土抗压强度合格。

表2 C30混凝土试块单组试件抗压强度检测标准试件值

根据表2，确定R标=30 MPa、R8=35.2 MPa、S8=2.57 MPa，据 此 推 出：R8-0.7S8＞R标，R8-1.60S8≥0.83R标，表明C30混凝土抗压强度合格。

4.2 抗渗、抗冻试验

抽取低温季节混凝土施工工程部位28 d龄期混凝土试块抗渗2组、抗冻4组进行检测，检测结果均为合格，满足设计标准。

5 结语

祝官屯工程低温季节混凝土施工，从全过程、全方位严格进行质量控制，保证了工程质量，确保了工期，保障了工程良性运行与效益的充分发挥。

[1]DLT5144-2001，水工混凝土施工规范[S].