碾压混凝土重力坝的温控防裂措施分析

2015-09-05苏轶

地下水 2015年4期

关键词：重力坝温控高程

苏轶

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵州贵阳 550002)

碾压混凝土重力坝的温控防裂措施分析

苏轶

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵州贵阳 550002)

主要对碾压混凝土重力坝的温控防裂措施进行分析，总结了混凝土重力坝裂缝产生的原因，详细阐述温控分析情况和防裂措施，具体内容有:优化配合比设计、严格控制混凝土温度、混凝土的养护和表面保护、加强施工管理，从而降低混凝土重力坝出现裂缝的几率，提高重力坝的施工质量，防止其出现经济损失。

碾压混凝土;重力坝;温控防裂措施;原因

碾压混凝土与常态混凝土坝有一定相似之处，会出现温度裂缝。当前人们并没有对此引起重视，认为碾压混凝土不存在温控问题，没有采取相关防范措施，导致近年来裂缝问题的不断出现。本文针对绥阳重化工基地的碾压混凝土重力坝进行分析，总结温控防裂措施并总结如下。

1 混凝土重力坝的裂缝产生的原因

大坝坝型采用一级配C10砼重力坝，坝顶高程952.40 m，建基面高程889 m，最大坝高 63.4 m，坝顶宽 6～8 m，坝顶长272 m。左岸下游坝坡1:0.6，河床下游坝坡1:0.8，右岸下游坝坡1:0.75。大坝左右两岸为非溢流坝，河床段为溢流坝。上游坝面为厚500的C15砼防渗面板，下游坝面采用厚300的C10砼砌块石并用M10水泥砂浆勾缝。碾压混凝土重力坝的材料性质和施工方式，会受到温度和应力的影响，混凝土重力坝中掺有大量的粉煤灰，所以水化速度较慢［1］。相关人员结合实际工程的施工特点，采取有效措施，确保混凝土的水化热散发不会受到影响。重力坝捏的最高温度比常态混凝土坝低很多，所以碾压混凝土与常规混凝土相比，极限拉伸力较小，所以抗裂性能较差。

2 碾压混凝土重力坝的温控分析

在温度的标准控制方面，相关人员应保证重力坝设计规范，严格控制温度差。施工人员应根据重力坝的实际情况，进行并缝灌浆，然后进行冷却，在这个过程中，应注意早期出现基础温差，然后将此作为重要的控制措施［2］。碾压混凝土一般选用通仓碾压，很少出现并缝灌浆的情况，其最大基础温差一般出现在建坝多年后，此时混凝土强度会有一定增长，并在水压和自身重量的影响下，充分发挥作用，所以很少因为基础温差过大出现裂缝。现对碾压混凝土重力坝的温度和应力情况进行分析，总结裂缝产生的原因。

2.1 温度监测布置

在坝 0+91.598 剖面，分别在 892.50 m、913.00 m、940.00 m高程上布置温度计3支、3支、2支，共8支。

在坝 0+134.098 剖面，分别在 892.50 m、913.00 m、940.00 m高程上布置温度计3支、3支、2支，共8支。

在坝 0+171.755 剖面，分别在 892.50 m、913.00 m、940.00 m高程上布置温度计3支、3支、2支，共8支。

温度计共计24支，其中892.50 m高程温度计用于监测新坝体坝基混凝土温度，913.00 m高程的温度计用于监测坝体温度;940.00 m高程温度计用以监测坝体温度及库水温度，以便了解坝体内温度场的变化情况，绘制等温过程线。

2.2 应力监测布置

在坝 0+75.657 剖面，分别在 898.00 m、906.00 m、921.50 m、929.00 m高程锚杆中布置钢筋计1支、1支、1支、1支，共4支，对锚杆应力进行监测。

在坝 0+113.091 剖面，分别在 898.00 m、906.00 m 高程锚杆中布置钢筋计1支、1支，共2支，对锚杆应力进行监测。

在坝 0+134.098 m 剖面，分别在 898.00 m、906.00 m、921.50 m、929.00 m高程锚杆中布置钢筋计1支、1支、1支、1支，共4支，对锚杆应力进行监测。

在坝 0+155.101 剖面，分别在 898.00 m、906.00 m 高程锚杆中布置钢筋计1支、1支，共2支，对锚杆应力进行监测。

在坝 0+182.746 m 剖面，分别在 898.00 m、906.00 m、921.50 m、929.00 m 高程锚杆中布置钢筋计1支、1支、1支、1支，共4支，对锚杆应力进行监测。

重力坝内能够持续较长时间的高温，当处于低温或寒潮时节时，内外温度差就会导致重力坝产生裂缝［3］。目前碾压混凝土重力坝出现温度裂缝的主要原因是内外温差效应。从另一种角度来讲，施工仓面较大，上下层混凝土间的约束较强，所以当施工有较长时间间隔时，相关人员应重视上下温差，这是重力坝防裂的重要因素。所以相关人员应将碾压混凝土重力坝施工过程中的内外温差和上下温差当作主要控制的重要因素。下表为重力坝的检测项目汇总。

表1 重力坝监测项目汇总表

3 温控防裂措施分析

施工人员温度和应力的调控过程中发现，采用碾压混凝土能够大幅简化温控措施，控制较好的情况下，可以不采用专门的温控措施，只要保证施工不受到高温季节影响，进行自然浇筑。从实际工程的情况来看，碾压混凝土在施工过程中，若缺乏有效的温控措施，就会导致温度裂缝。在一般情况狭隘，相关人员可以通过控制浇筑温度、通水冷却和表面保温等方式，控制施工温度。针对碾压混凝土重力坝，可以适当简化浇筑温度的控制措施，强化内外温差的保温等情况。

3.1 优化配合比设计

施工人员应选用水化热较低的水泥，并合理选取适量的掺和料和外加剂，在这个过程中，应保证混凝土的配比，从而降低混凝土的绝热温升，达到提高混凝土抗裂能力的目的。在原料配制中，要严格控制混凝土的骨料含水量，并为成品料设置凉棚，尽量提高成品料仓堆料的高度，相关人员应对混凝土配合比进行优化，保证混凝土质量。

3.2 严格控制混凝土温度

相关人员应严格控制控制混凝土的机口温度，并保证根据季节不同，适当调整机口温度，从而满足浇筑温度的相关要求。施工人员应采取有效措施减少混凝土在浇筑过程中的温度回升，快速进行入仓、平仓和碾压。在高温季节的阳光直射下，相关人员应在汽车顶部或负压溜槽上设置防晒装置，避免其对混凝土造成不利影响。混凝土的温度控制还应加强对混凝土的隔热保温，尤其是高温季节碾压后，混凝土面和已铺摊的路面，应在1h内完成碾压工作，并采取有效的保温措施，降低温度回升的可能性。

施工人员应尽量不在高温时段入仓混凝土，最好在低温季节或早晚时段，此时温度较低，浇筑混凝土具有较好的效果。如果在高温季节浇筑混凝土，应在混凝土浇筑面进行喷雾或流水，然后从上层开始浇筑［4］。在施工过程中，应铺设冷却水管，采取通水冷却的方式，降低混凝土的温度。施工人员应严格限制混凝土的浇筑层厚和间歇期。

常态混凝土为强约束去，浇筑层厚一般为1.5 m，间歇6 d左右;脱离强约束去，浇筑层厚为1.5～3 m，间歇时间为8、9天左右。碾压混凝土:强约束区，应在每铺层碾压压实厚度0.4 m，并连续碾压5层到10层左右，共为2～4 m厚，然后间歇6 d左右;脱离强约束区，每铺层碾压压实厚度0.4 m，并连续碾压10层到20层左右，共为4～8 m厚，然后间歇6 d左右。

3.3 混凝土的养护和表面保护

相关人员应做好混凝土的表面养护，其养护时间不能少于28 d，应注意上部覆盖的混凝土，避免其能够进行干湿交替养护。如果施工过程中，气温骤降或在低温季节，应加大对混凝土表面的保护，并在新浇筑混凝土拆模后立即覆盖一定体积的泡沫塑料保温被，从而防止混凝土温度的大幅变化。相关人员应确保材料紧贴地面，在气温变化较大的季节，适当推迟拆模时间，然后立即覆盖相应的保温材料。在这个过程中，要循环使用保护材料，保证材料清洁干燥，从而避免保护标准降低。