混凝土坝坝体温度控制

李英峰

（山西省水利建筑工程局 山西太原030006）

1 工程说明

某水库拦河大坝为混凝土重力坝，最大坝高38.7m，由右岸挡水坝段、引水坝段，底孔坝段、溢流坝段及左岸挡水坝段组成。主坝坝顶全长291.0 m，其中左岸挡水坝段长82.0 m，右岸挡水坝段长64.0 m，溢流坝段长69.0 m，引水坝段长16.0 m，底孔坝段长20.0 m。

本工程地处我国东北地区，多年平均气温为9.5℃，极端最高气温达39.8℃，极端最低气温为-26.3℃。结冰时间一般为11月上旬，融冻时间为3月中旬。最冷月为一月，多年平均温度为-7.7℃。

本合同工程工期要求：工程计划开工日期为：2013年7月31日（以实际开工日期为准）；计划完工日期：2015年4月30日。因夏季酷热难耐，冬季工期较长及冬季气温较低，应考虑混凝土坝体的冬季保温及夏季降温措施。

2 大体积混凝土坝体温控要求

基础约束区混凝土允许温差可采用规范规定的数值，根据本项目所在地的具体特点，选取大坝各个坝段的基础约束区混凝土最高允许温度，具体参数详见表1，表1中L为浇筑块长边尺寸。

表1 基础约束区混凝土最高允许温度及允许浇筑最高温度/℃

3 降温措施

混凝土温度控制是为了防止混凝土发生温度裂缝，以保证建筑物的整体性和耐久性。本工程坝体混凝土浇筑方量较大，且施工期需经历2013～2015年夏季，为了满足温控标准，必须采取有效的温控及防裂措施。

混凝土温度控制措施从原材料到施工工艺方面主要有减少混凝土的发热量、降低混凝土入仓温度、合理安排浇筑顺序和间歇时间、加速混凝土散热以及降低浇筑仓面温度等。

本工程中针对混凝土的施工特点，拟主要采用以下各项措施进行温度控制，其具体措施如下：

3.1 减少混凝土发热量

1）减少每立方米混凝土的水泥用量：（1）采用低流态或无坍落度干硬性贫混凝土；（2）在满足施工要求的混凝土强度、耐久性和和易性的前提下，改善骨料级配，加优质的掺和料和高性能外加剂以适当减少单位水泥用量，保证在高温条件下延长混凝土的初凝时间；（3）采用高效外加减水剂。

2）采用低发热量水泥。

3.2 降低混凝土的入仓温度

降低混凝土浇筑温度主要从降低混凝土出料口温度、减少运输浇筑过程中温度反弹两方面着手。

3.2.1 搅拌制冷措施

（1）降低原材料温度：此次混凝土温度控制要求相对严格，骨料冷却制冷幅度大，所以通过鼓风机风冷骨料、半地下式调节料仓取料及加冷水拌和混凝土的施工工艺，即在调节料仓内通过风冷特大石、大石、中石、小石四级粗骨料，然后加入冷水拌和温控混凝土。加大原材料储量：当骨料存储高度大于6m时，存储5～7d原材料温度接近月平均温度；设立特大石、大石、中石、小石四种级配骨料调节料仓，骨料采用连续制冷，料仓内骨料流向由上而下，冷风为由下而上，以达到降低石子温度的目的。防止骨料运输过程中温度升高：高温季节对粗细骨料场搭设遮阳棚，保证骨料不直接曝晒，必要时进行喷水雾降温；向搅拌机运送骨料的自卸汽车上设置遮阳层。

（2）加冷水拌制：利用深井内底部的较低温度的冷水进行混凝土的拌制，以达到混凝土的降温要求。

3.2.2 减少运输浇筑过程中温度回升

1）防阳隔热设施：运输混凝土的汽车侧壁要隔热，顶部设防阳板。

2）必要时混凝土仓面喷雾降温。本工程计划利用GSW15型高压水射流喷雾机，有固定式和移动式两种，可安装在模板上或支架上，亦可在仓内移动。配置有中压清水泵，经低压喷嘴雾化，用高压风机将其送到仓内上方形成雾层。主要技术参数如下：

喷雾射程：≥25m 雾滴直径：40～100 μm

喷雾流量：≥900 L/h 功 率：19.25kW

摆动角度：118° 摆动频率：1.3次/min

总机重量：700 kg（固定式） 外形尺寸：1.9m×1.0 m×2.3m

3）在施工组织上进行合理安排，尽量避免多次转运。

4）避开高温时段浇筑：高温时段混凝土浇筑是温控措施的重难点，夏季尽量选用晚上进行施工，错开中午高温时间段，必须保证机械及劳力合理安排，加快浇筑速度，以减小温度影响。

3.3 合理安排浇筑顺序和间歇时间

在合理安排浇筑顺序方面，尽量采用间隔式仓面浇筑；为充分利用浇筑层顶面散热的有利因素，层厚可根据温控、结构和立模等条件调整，控制浇筑块厚度在2m范围内。上下层浇筑的间隔时间控制在5～10 d，相邻块与块之间的间隔时间应不小于72h。

3.4 坝体内安设冷却水管

在坝体内安设冷却水管。坝体混凝土每浇筑一层，安设一层冷却水管，层距设为1.5m，间距设为1.0 m。采用Φ32mm HDEP管，壁厚2mm。通过冷却水管内水流来冷却。坝体内冷却水管布置示意图见图1。

图1 坝体内冷却水管布置示意图

冷却通水包括前期通水、中期通水和后期通水。

混凝土在收仓后12h内开始通水冷却。前期通水一般使用6～8℃的制冷水或深井低温水，可从现场附近的深水水井底部抽取，以取得低温水，流量宜为14～17L/min，常态混凝土的时间为10～15d。通水后，每隔两天进出口方向互换一次。

二期冷却通水包括中期通水和后期通水，此时水泥的水化热已全部释放完毕，因此，此时的冷却通水属无内热源通水问题。

中期通水是降温过程，削减混凝土的内外温差，使大体积混凝土能够抵御寒潮和适应年温度变化，须要二期冷却。

由于后期通水时坝体内部温度较低，制冷水经过坝体蛇行管后水温仍然较低，甚至低于河水，因此，制冷水有回收利用的必要，在布置冷却水管时，有必要布置一根回水管。

在后期通水前，对各混凝土块体进行闷温，闷温的时间为5天。然后整理分析数据，决定通深井水还是制冷水。如果混凝土与所通水温差大于15℃，先用深井水逐步降温，等温差较小时，再用制冷水冷却到坝体灌浆温度。

3.5 仓面降温措施

仓面降温措施的可行办法，是在施工过程中在仓四周布置喷雾设施，及时喷雾，形成一个气温相对较低的施工小环境，在辅料、平仓过程中，尽可能地减少温度损失。

4 升温措施

冬季施工期间，混凝土入仓温度应达到一定温度，具体方法可通过加热水等施工措施。另外，在混凝土入仓后需进行表面保温。

本工程所在地区最冷月平均气温为-7.7℃，为寒冷地区。气温变化幅度较大。为控制混凝土内表温差，减少混凝土裂缝，所以对混凝土越冬面进行外层保温防护。初步设计利用厚度为120 mm厚聚挤塑板实行。

越冬面相邻坝体面采用聚苯乙烯泡沫塑料板（苯板）保温，位于模板内侧，厚度采用120 mm，待浇筑相邻混凝土时将其刮除。

5 浇筑混凝土温度监测

在浇筑仓面附近采用人工手持玻璃温度计进行实时混凝土温度监测，满足要求后方可进行浇筑施工。

6 结束语

此次大坝混凝土温控措施采用以上方法施工，温控措施显著有效，合理控制混凝土内表温差，减少混凝土裂缝。

以上仅对混凝土坝体温控措施上进行了初步探讨及基础实践小结，以供从事施工的广大施工技术人员采用和借鉴。