浅谈观音岩水电站厂房混凝土温度控制及防裂措施

陈 强，刘建波，王中喜

(中国水利水电第七工程局有限公司观音岩项目经理部，四川 攀枝花，617012)

浅谈观音岩水电站厂房混凝土温度控制及防裂措施

陈 强，刘建波，王中喜

(中国水利水电第七工程局有限公司观音岩项目经理部，四川 攀枝花，617012)

混凝土温度控制及防裂措施是混凝土施工质量控制的重要环节。本文结合观音岩电站厂房土建工程，对电站厂房混凝土温度控制施工及防裂的措施进行了归纳和总结。

观音岩水电站 混凝土施工 温度控制 防裂措施

1 概述

观音岩电站坝址区多年平均气温20.3℃，全年平均气温高，高温时段较长(3～10月月平均气温均在20℃以上)，高温条件下混凝土温控及防裂难度大，且坝址区为高温、多风、干燥河谷环境，对混凝土施工温度控制及防裂措施提出新的课题。

观音岩电站厂房土建工程常态混凝土总工程量约为98.45万m3。其中，厂房温控混凝土工程量约82万m3，主要为厂房1021.5m高程以下、尾水平台以下大体积混凝土、左冲沙底孔坝横0+131.00m下游大体积混凝土、厂房范围内填塘深度大于1m以及填塘深度在0.5m～1m之间且平面面积大于300m2的填塘混凝土。该项工程混凝土浇筑量较大，浇筑强度较高，并对质量、温控和外观等都有较高的要求。

观音岩电站厂房土建工程混凝土温控施工的条件及特点如下：

(1)需要进行混凝土温度控制的部位主要为主厂房下部大体积混凝土，温控部位相对比较集中，混凝土工程量大，施工周期短，高温时段混凝土浇筑量大；

(2)主厂房下部混凝土钢筋及埋件等数量多，需分层分块浇筑，加之廊道布置结构多，造成混凝土温控制冷设备及管路回路合理布置的难度较大；

(3)受厂房结构条件限制，温控混凝土进回水冷却水管布置位置较集中，均引入排水廊道中，廊道内冷却水供水管布置拥挤且困难，疏理和规划难度大；

(4)厂房基础约束区浇筑集中于施工初期，温控要求最严，但此时各种浇筑设备、混凝土生产系统、混凝土制冷设施、各种温控措施的合理采用等均处于摸索、磨合、调试阶段，对混凝土温度控制存在不利因素；

(5)观音岩电站温度控制标准高，要求严格，厂房基础块体尺寸较大，温控防裂存在很大的难度，对混凝土温控极为不利。

2 混凝土温度控制标准

2.1 混凝土温控分区

根据观音岩电站厂房体型图及混凝土温控设计要求，厂房温控混凝土分部如图1所示，混凝土等级及分区见表1。

图1 观音岩电站厂房温控混凝土分布

表1 混凝土等级及分区对照

2.2 容许最高温度

厂房混凝土浇筑块容许最高温度见表2。实际施工中，针对具体浇筑块情况，还应考虑上下层温差和内外温差，取较严者控制。

表2 厂房混凝土容许最高温度(单位：℃)

2.3 新老混凝土温控标准

在间歇期超过28d的老混凝土面上继续浇筑时，老混凝土面以上1/4L范围内的新浇筑混凝土按新老混凝土温差控制，温差控制标准为不超过16℃。

2.4 内外温差控制

混凝土内外温差控制不超过17℃。

2.5 混凝土出机口温度标准

3～10月浇筑主体建筑物混凝土时，厂房1003m高程以下混凝土浇筑温度不超过19℃(拟定出机口温度不大于12℃)，左冲沙底孔泄槽大体积浇筑温度不超过17℃(拟定出机口温度不大于14℃)，基础填塘混凝土浇筑温度不大于18℃。

2.6 浇筑层厚

厂房混凝土尽可能采用薄层、短间歇、均匀上升的浇筑方法，应分层分块浇筑，高程1003.00m以下混凝土分层厚度一般不大于2.0m，高程1003.00m以上部位不大于3.0m。

3 温度控制及防裂措施

3.1 优化混凝土配合比，提高混凝土抗裂能力，降低水化热温升

在进行混凝土配合比设计和混凝土施工时，除满足混凝土强度等级、抗冻、抗渗等主要指标外，改善混凝土性能，增强混凝土密实性，从而提高混凝土抗裂能力。同时，尽量减少混凝土单位水泥用量，采用的水泥必须严格按规定控制含碱量，氧化镁含量也控制在一定范围内。采用粉煤灰等掺和料，可以大大节约胶凝材料用量，有利于混凝土温控。外加剂优选可以降低混凝土的水化热温升，提高混凝土耐久性，对预防混凝土温度裂缝有积极意义。

因此，降低混凝土自生水化热和提高抗拉强度与极限拉伸值，可有效防止温度裂缝，故优化配合比、优选外加剂、提高煤灰掺量等措施为优化重点。

3.2 控制拌和楼出机口温度

从源头控制混凝土出机口温度。施工过程中从具体的实际情况出发，考虑混凝土的运输、转运等情况，通过采用预冷骨料、制冷水拌和、加冰等措施，尽可能降低混凝土出机口温度，为后续混凝土温度控制创造有利条件，从而保证混凝土的浇筑质量。

3.3 降低混凝土浇筑温度，控制浇筑块最高温升

3.3.1 做好混凝土运输过程中的保温措施，减少运输过程中混凝土的温度回升。完善交通运输系统，提高运输效率，缩短运输时间，加快混凝土的吊运和平仓振捣速度。在3～10月运输过程中对吊罐、运输车辆等运输设备采取车辆箱体保温、架设遮阳棚等措施，减少运输过程中的温度回升。浇筑施工中混凝土振捣密实后立即覆盖保温被(等效热交换系数β≤15.0kJ/(m2.h.℃)进行保温，且上坯混凝土覆盖时间应控制在4h之内。

3.3.2 避免高温时段浇筑混凝土，充分利用低温季节和早晚及夜间气温低的时段浇筑。高温时段浇筑时，在条件合适或适宜时间进行表面流水降温或覆盖持水保温材料，或采用新型喷雾机进行仓面喷雾，使仓面始终保持湿润，以降低仓面环境温度。

3.4 合理控制浇筑层厚

对于主体建筑物基础约束区混凝土，浇筑层厚不大于1.5m；脱离约束区混凝土筑层厚，可采用1.5m～3.0m；在混凝土浇筑过程中，在浇筑设备入仓能力足够的情况下，原则采用通仓平层浇筑，浇筑胚层常态混凝土厚度按照0.5m控制。

3.5 通水冷却

厂房混凝土温度控制除进行混凝土出机口温度的控制外，还需要采用水管通水进行冷却，以降低混凝土最高温度。通水冷却的主要目的是削减浇筑层初期水化热温升，控制混凝土温度不超过设计允许范围。

3.5.1 本标混凝土通水冷却主要分为三期，分别为一期、中期和二期。一期通水冷却主要目的是削减浇筑层初期水化热温升，控制混凝土最高温度不超过容许范围；中期通水冷却主要目的是控制一期冷却闷温结束后至二期冷却开始时厂房混凝土内部温度回升，降低二期冷却开始时的混凝土温度，减小温度应力；二期通水冷却目的是使厂房混凝土温度达到要求的接缝灌浆温度。厂房高程1003m以下，混凝土接缝灌浆温度为16±1℃，厂房高程1003m以上至1021.5m，混凝土接缝灌浆温度为19±1℃。

3.5.2 冷却水管铺设间距。厂房混凝土冷却水管水平间距为1.5m，浇筑层厚为1.5m及以下时，铺一层水管；浇筑层厚为2m及以上时，水管垂直间距为1.0m。

3.5.3 通水流速和温差。一期通水冷却前10d通水流量1.2m3/h～1.8m3/h，10d后通水流量不大于1.2m3/h。一期冷却进口水温与混凝土最高温度之差不超过25℃；中期通水冷却通水流量0.5m3/h～1.2m3/h，间歇通水可先通水3～5d后闷温5～7d，视闷温结果再决定以后通水时间；二期冷却进口水温与混凝土最高温度之差不超过15℃，控制最大降温速率不超过0.5℃/d。

3.5.4 冷却水管通水检测。在浇筑混凝土之前进行通水试验，检查水管是否堵塞或漏水，若发现漏水应及时予以修复，堵塞时可以用高压水疏通，无法修复或严重堵塞的要及时更换。伸出混凝土的管头应加帽覆盖加以保护。

3.5.5 闷水测温。采用闷水测温的方法检查通水冷却是否达到要求。在通水时间接近时进行一次闷水测温，根据测温结果调整水管进水口水温和通水时间，闷温时间5～7d。

3.5.6 温度观测。采用埋设在混凝土中的电阻式温度计或热电偶测量混凝土温度，并对成果进行对比分析。浇筑块未预埋监测仪器的混凝土内部，最高温度临时测量可以采用简易测温管，钢管(或钻孔)内布置电阻温度计。混凝土开始浇筑至浇筑完成后7d，每6h测1次，温度出现高峰期间要加密观测。

3.6 施工组织管理

项目部成立专门的混凝土温控监测小组，从混凝土的出机到浇筑完成，以及通水冷却、养护等全过程环节进行监测，检查和督促现场温控实施、落实情况，负责温控资料、报表的整编和总结。

4 结语

作为混凝土质量控制的重要内容，混凝土温度控制及防裂措施与混凝土施工的各环节均息息相关，严格按照措施中制定的温控标准和施工流程指导现场混凝土施工，是保证混凝土温控质量的重要前提。

随着观音岩电站厂房标混凝土浇筑施工的不断推进，我公司在混凝土温控及防裂措施的实施方面的尝试和努力取得了一定成效，并初步形成一套适应在干热河谷、极端高温、昼夜温差大、多风等不利气候条件下实行混凝土温度控制及防裂的措施方法。

TV523：TV544.91

B

2095-1809(2016)03-0024-04