沐若水电站大坝RCC温度控制技术与措施

2015-11-28张艳明季雪峰

湖南水利水电 2015年6期

张艳明季雪峰彭涌

（中国水利水电第八工程局有限公司长沙市 410007）

沐若工程所在地月平均最高气温为32℃；日照时间长，各月平均日照时间为（5.1～6.7）h/d。大坝建筑物下部块体尺寸较大、施工期暴露面多，因此在施工过程中，需采取综合措施，降低混凝土浇筑温度和减少胶凝材料水化热温升，严格控制混凝土入仓温度，并加强混凝土表面保温和控制混凝土内外温差，预防混凝土温度裂缝产生。

表1 坝址处主要水文气象资料表

1 混凝土温控设计标准

1.1 水文气象

马来西亚位于赤道附近，属于热带雨林气候和热带季风气候，无明显四季之分，一年之中的温差变化极小，平均温度在（26～30）℃之间、全年雨量充沛。坝址所在沙捞越州地区降水、温度的季节性差别不大，而相对湿度全年都比较高。工程所在地区的代表性气候数据见表1。

1.2 混凝土温控标准

鉴于本工程所处地区的气候特征，混凝土施工期间经受高温、强日照及大蒸发量的考验，极易使混凝土变干、发白以及混凝土内部温度过高，严重影响混凝土施工质量。为此，根据坝体运用条件、结构要求和基岩特性，以及参照国内相关规范规定和工程经验，经计算确定沐若水电站大坝混凝土温控标准如下：

（1）基础温差标准。根据试验成果，本工程碾压混凝土极限拉升值较高（详见中南院和水电八局科研设计院试验成果），按照相关规范要求及类似工程设计成果（如龙滩、光照等），为防止发生贯穿裂缝，主体建筑物采用的基础允许温差见表2。

表2 碾压混凝土基础允许温差标准 ℃

（2）混凝土内外温差标准。为降低混凝土温度梯度，防止产生表面裂缝，内外温差控制在（18～20）℃，常态混凝土取上限，碾压混凝土取下限。

（3）新老混凝土上下层温差标准。在龄期28 天以上的老混凝土上连续浇筑新混凝土，在新浇筑混凝土连续上升的条件下，新老混凝土在各自0.2 L高度范围内的上下层温差为（16～18）℃，常态混凝土取上限，碾压混凝土取下限。当新浇混凝土不能连续上升时，应适当加严该标准。

（4）坝体允许最高温度。根据相关规范，坝体各部位的允许最高温度为基础温差与稳定温度之和，同时上下层温差及内外温差控制标准取最小值，通过计算确定坝体最高温度控制标准，详见表3。

表3 沐若大坝允许最高温度控制标准 ℃

（5）坝体混凝土出机口温度。根据沐若大坝允许最高温度控制标准，结合混凝土实际运输、入仓方式而导致混凝土温升，以及气温、日照辐射影响，最终确定沐若大坝混凝土出机口温度：碾压混凝土为21℃，常态混凝土为30℃。

2 碾压混凝土温控措施

2.1 碾压混凝土生产温度控制

（1）优化混凝土配合比设计。在混凝土浇注前，需安排充分的时间进行混凝土配合比优化设计，选择发热量较低的水泥、较优骨料级配、优质粉煤灰和优选复合外加剂（减水剂和引气剂），达到降低混凝土单位水泥用量，以减少混凝土水化热温升和延缓水化热发散速率。同时又确保碾混凝土的极限拉伸值（或抗拉强度）、强度保证率及可碾性。

（2）加强原材料存储、保管。沐若砂石系统采用地弄给料机取料，人工骨料料仓最大堆料高度保证在（10～15）m，并且不少于7 天的储料量。为此可以保证料堆底部骨料温度受环境温度影响较小，而且骨料温度比较稳定，提高拌合楼一次风冷骨料仓的风冷保证率。

（3）保证骨料风冷时间。沐若大坝碾压混凝土浇筑前向拌合工区发布浇筑通知，要求拌合楼提前进行骨料预冷，使骨料得到充分预冷至设计温度。同时，沐若项目合理的供料系统大大缩短了骨料进仓时间，能够及时、足量地向风冷料仓补充骨料，充分保证混凝土浇筑过程中的骨料冷却效果。

（4）供料系统设置遮阳、保温廊道。沐若人工骨料料厂至拌合楼风冷仓的骨料输送线顶部设置遮阳、防雨棚，避免阳光直射及雨水浸入骨料，充分保证骨料具有稳定的入仓温度，使得骨料预冷效果、预冷率达到设计要求。此外骨料风冷仓至拌合楼设置全封闭的保温廊道，防止已冷却的骨料在运输过程中温度回升。

（5）混凝土出机口温度控制。沐若大坝要求最严出机口温度为5月份强约束区混凝土浇筑时的出机口温度，其它月份或其它部位须根据所对应的温控要求及浇筑时段的气温条件，适当提高混凝土出机口温度。

2.2 降低混凝土入仓温度和浇筑温度

采取综合温控措施，减少运输途中及仓面的温度回升，从而降低混凝土浇筑温度。为减少预冷混凝土温度回升，严格控制混凝土运输时间和混凝土浇筑坯层被覆盖前的暴露时间，混凝土运输机具设置保温设施，并减少转运次数，高温季节浇筑混凝土在仓面喷雾，以降低仓面气温，使预冷混凝土自出机口至仓面浇筑坯层被覆盖前的温度满足要求。同时，在施工中加强管理，优选施工设备，加快混凝土入仓速度和覆盖速度，降低混凝土浇筑温度，从而降低坝体混凝土最高温度。

（1）碾压混凝土运输温度控制。

①采用汽车转运入仓时，需加强混凝土运输车辆的管制，确保运输通道的畅通。开仓前规划好混凝土浇筑不同时段的浇筑强度，针对不同浇筑强度配置相应数量的自卸汽车，以避免混凝土运输过程中等车卸料现象，缩短运输时间。料斗、溜槽及混凝土运输车辆顶部须搭设遮阳、防雨棚，以减少混凝土温度回升，同时，混凝土运输车辆须定时用水冲洗降温，以确保混凝土入仓温度满足要求。

②采用皮带机、左岸供料线运输时，皮带机、供料线顶部及两侧须设保温板，以减少太阳辐射热及环境温度引起预冷混凝土的温升，必要时还需在皮带机、供料线沿线进行喷雾降温。

（2）碾压混凝土入仓温度控制。碾压混凝土浇筑仓面须安排专职车辆指挥人员，安排、调度入仓车辆有序、快速卸料，避免仓内车辆堵塞而增加碾压混凝土入仓时间，从而尽可能避免混凝土在入仓等待过程中的温度回升。

（3）混凝土浇筑过程温度控制。

①在高温季节混凝土入仓后及时平仓、碾压，缩短混凝土坯层暴露时间，碾压合格的混凝土区域尽快安排下一胚层混凝土摊铺、碾压，如果需等待较长时间才进行下一胚层混凝土铺筑、碾压的区域需覆盖防雨布，以避免碾压混凝土温度回升，但碾压混凝土从出机到碾压完毕（单个条带）须控制在2 h 以内，层间间隔时间需控制在6 h 以内。

②大仓面碾压混凝土施工持续时间长，应避开高温季节高温时段施工，以降低混凝土温度控制难度，不能避开时，应加强混凝土施工管理。大仓面混凝土入仓不能满足平铺要求时，应采用斜层铺摊法进行浇筑，以确保混凝土层间结合、施工质量及温控满足规范要求。

③高温季节浇筑混凝土时，外界气温较高，为防止混凝土初凝及气温倒灌，采用高压水冲毛机进行喷雾以降低仓面环境温度。喷雾时避免直接向混凝土面喷射，冲毛机枪嘴斜向上成45°夹角，喷量控制在2.0 mm/h 以内，喷雾时要保证成雾状，避免形成水滴落在混凝土面上。

④当仓面气温高于25℃时，碾压混凝土每一条带碾压完后都需及时用彩条布覆盖，并及时进行喷雾降温，保持彩条布上呈湿润状态，直到摊铺或覆盖上一层混凝土时再揭开，以减少辐射热温升和环境温度倒灌。

⑤高温和较高温季节的混凝土浇筑完成后，应及时进行不间断洒水养护，保持仓面潮湿，使混凝土充分散热，直到施工上层混凝土时为止。对侧边利用悬挂的多孔水管喷水养护，养护时间不小于28 天。为做好养护工作，建立专门养护队伍，责任落实到人，并加强监督、检查。

2.3 加强管理、提高施工质量

2.3.1 合理安排混凝土施工程序和进度

合理安排混凝土施工程序和施工进度，在施工中须做到：基础约束区混凝土应在设计规定的间歇期内均匀、连续上升，不允许出现薄层长间歇，其余部位基本做到短间歇均匀上升。

2.3.2 混凝土浇筑分层及层间间歇期控制

（1）浇筑层厚根据温控、结构和立模等条件，经由技术部、施工部制定详细混凝土分层图，确保各区域混凝土均匀、有序连续上升。碾压混凝土采用连续上升浇筑方式，一般浇筑升层控制在3 m 以下，局部不超过9 m。

（2）层间间歇期从散热、防裂及施工作业各方面综合考虑，分析论证合理的层间间歇，一般不小于3 天，也尽量避免大于10 天，需进行固结灌浆的层面间隔时间不大于20 天，或分别在两个层面进行固结灌浆，以缩短固结灌浆占压仓面的时间。

2.3.3 加强混凝土温度监测

（1）在混凝土浇筑期间，应特别注意混凝土温度监测。高温时段外界气温及仓面气温每4 h 测量1次；混凝土的出机口温度、入仓温度和浇筑温度需每4 h 测量1 次；重要部位混凝土VC 值、入仓温度、出机口温度应每2 h 测1 次，所有测量结果均需要记录在案备查。

（2）典型坝块混凝土内的温度监测通过预埋电阻式温度计实现，混凝土浇筑完前5 天，要求每天监测2 次，5～28 天要求每天监测1 次，28 天至设计龄期，要求每3～5 天监测1 次。大坝施工初期需适当加强混凝土内温温度监测，并对现场监测结果进行统计、分析，以用于调整、指导大坝未浇筑区域的混凝土温度控制。

（3）按照ISO9001∶2000 标准，建立混凝土温控质量保证体系，对混凝土生产一条龙施工的各工序、环节的温控采取全过程质量控制，建立施工原始数据观测记录，为今后温度控制提供参考资料。

3 温控监测成果

沐若水电站大坝温度计埋设选取典型断面为5#坝段和10#坝段。温度计埋设在两个不同高程的断面，其临近上下游面的温度计基本都处于常态、变态混凝土中，其他位于碾压混凝土中。

经温度监测统计数据可知，碾压混凝土中的温度计在埋设后一般出现两个高峰值，第一个高峰值出现在埋设层混凝土浇筑后平均5～7 天左右。第二个高峰值出现在上层混凝土覆盖后。

埋设在变态混凝土（临上下游面）的温度计一般出现峰值较早，受水化热影响，一般在埋设后3 天即出现最高值。一般出现高峰值后温度迅速下降接近至大气温度，受日照气温影响较大。

5#坝段温度监测表明该坝块碾压混凝土最高温度为42.4℃，位于480 m 高程，坝块长边尺寸为49.5 m，已脱离基础约束区，小于表3 中规定的允许坝体最高温度为43℃的标准。10#坝段温度监测表明该坝块碾压混凝土最高温度为42.8℃，位于464.5 m高程，坝块长边尺寸为70.28 m，已脱离基础约束区，略高于于表3 中规定的允许坝体最高温度为42℃的标准，但是在可控范围内。