浅谈大体积混凝土施工期温控监测

侯杰

（中国葛洲坝集团试验检测有限公司 湖北宜昌 443002）

引言

现代建筑大体积混凝土浇筑在大型水利工程技术中普遍应用。由于体积较大，表面系数较小，水泥水化热释放较大，内部升温比较快，造成混凝土内外温差较大。而当混凝土内外温差变大时，会使混凝土产生裂缝，从而影响混凝土的浇筑质量。在大体积混凝土在施工中，混凝土温度控制是为防止由于温度原因导致混凝土裂缝所采取的措施。

而在一系列的温控措施下，为了能够精确检验温控效果，发现温控可能出现的问题，一般在混凝土部内布置温控监测仪器，温度计是最普遍、简单的温控监测仪器。以温度计测量混凝土浇筑仓的平均温度，能及时、直观的反映出混凝土当前内部温度，分析出温度控制效果，为温控提供更有效的数据资料依据。以便施工温度控制和建筑物安全运行。

1 温控监测布置原则

（1）符合我国行业规范要求是温控监测的基本原则。

（2）施工期温控监测的唯一目的就是为混凝土温控服务。所有温度计的安装部位、数量、数据分析等，应和温控措施相结合，这是施工期温控监测存在的原因，也是监测仪器布置的最重要的原则。

（3）根据当前混凝土温控监测技术的发展情况。依据程相关技术要求，结合工程施工期实际情况，合理布置监测仪器

（4）仪器稳定、技术创新。运用与实际项目相结合的监测布置，制定图纸。选用或创新稳定性能好、普遍应用、准确可靠的监测仪器，能适应水工建筑物的施工环境。

2 温控监测测点布置及实施

2.1 测点布置

根据水工建筑物大体积混凝土主体部位，结合冷却水管布置，确认温度监测的具体施工部位。温度监测的布置要求一般是在混凝土内埋设温度计。可根据混凝土级配、仓面大小、每仓混凝土浇筑厚度预估埋设温度计的数量。混凝土建筑物的温度观测根据结构形式和施工运行需要布置测点。

（1）布置基本原则：采用“四不靠近”原则，即不靠近基岩，不靠近冷却水管，不靠近模板，不靠近收仓面。

（2）几种类型的水工水运建筑物温控监测典型布置：

混凝土坝测点布置：如重力坝、拱坝，其坝体的稳定性直接关系到整个建筑物的安全运行，尤其是拱坝，温控不利出现裂缝，直接对大坝的施工质量安全造成重大的影响。一般在溢流坝段及非溢流坝段的每个坝段，每个浇筑仓都有温控措施来控制混凝土内部温度。非溢流坝段1.5m仓时一般敷设1层冷却水管，每浇筑仓中心线上布置至少1个测点。3m仓时一般敷设2层冷却水管，每浇筑仓中心线上布置至少3个测点，且根据冷却水管高程测点布置在不同高程效果最佳。

船闸测点布置：船闸工程中结构形式一般由船闸主体段、事故门库坝段和浮式检修门门库及导航墙等组成.该部位全部为大体积混凝土，一般测点布置方法：基础强约束区1.5m及以下浇筑仓，每仓埋设3支温度计，非强约束区3.0m浇筑仓，每仓埋设3支温度计。根据仓面大小，可灵活增加或减少温度计数量。

其它类型的混凝土坝或者洞室回填区测点布置根据实际情况参照以上建筑物的布置方法。

2.2 仪器设备选型

温度监测应选用性能稳定的温度传感器，要求具有较高稳定性、高防水性能、电缆长度影响极小、适合自动化监测等特点。

混凝土温度监测使用的仪器有电阻式温度计、热电阻、光纤传感器、数字式等温度传感器。国内普遍使用铜电阻或铂电阻温度计。这种仪器由热电阻线圈、密封外壳和引出电缆构成。铜电阻温度计的电阻值和温度成线性关系，测量电阻值后用下列公式计算混凝土温度：

T=α（Rt-R0）式中 T为混凝土温度（℃）；α 为仪器的温度系数；Rt为仪器的实测电阻值；R0为仪器的计算零度电阻。

选择电阻式温度计，一般参数如下：

（1）测量范围：-30～+70℃；

（2）测温精度：±0.3℃。

2.3 安装埋设及电缆牵引

仪器安装埋设按照行业规范，参照其它安全监测仪器，按要求安装。埋设完成后将电缆牵引至指定位置集中，然后进行垂直上升或与预埋电缆对接。混凝土内的电缆水平牵引在混凝土振捣完毕后挖槽进行，小心回填并人工振捣密实；垂直牵引根据电缆根数采用钢筋或钢筋支架牵引，电缆绑扎在钢筋上垂直上升，最后集中进入指定测站观测，方便数据采集。

2.4 观测频次要求

由于大体积混凝土温升通常在浇筑后第2～4d达到峰值，所以通常施工技术要求在混凝土浇筑后前3d内观测频次设置为≥1次/4h。第4天至第7d，观测频次设置为≥1次/8h，一周后至一个月内1次/12h。之后根据现场冷却通水期及温度测值温度程度确定观测频次，通常为1次/24h。

3 数据采集及分析

大体积混凝土一般存在于大型水利工程中，温度计的安装数量较多，按照设计观测频次，需投入大量时间与人员。自动化采集是施工期温控监测的一种有效的措施，自动化采集不仅能准时准确的采集当前所有温度计的数据，还能随时随地联网采集数据。若现场有智能温控设备，自动化监测系统还可与温控系统有效的相结合，实现温控一体化、智能化。

通过监测资料的系统分析和反馈分析，提供给温控人员，检验施工的合理性与有效性。施工期温控监测资料常有的数据分析有以下几种：

（1）基础温差标准

基础温差是指基础约束区范围内，混凝土的最高温度与该部位稳定温度之差。

（2）上、下层温差标准

在老混凝土面（混凝土龄期超过28d）上下各1/4块长范围内，上层新浇混凝土的最高平均温度与开始浇筑混凝土时下层老混凝土的平均温度之差。

（3）内、外温差。标准内、外温差指混凝土内部最高温度与混凝土表面温度之差。

（4）容许最高温度、最低温度与平均温度。其中平均温度成果用于评价施工是否满足温度控制的要求。

（5）升温速率与降温速率。

（6）绘制温度过程线。分析过程线走势，对可能超温或者超降的仓位，进行预警，及时采取相关措施控制。

（7）与闷水测温结果进行对比分析。

4 结语

通过合理、科学的监测布置和及时、准确的数据采集，对大体积混凝土的温度监控资料进行系统分析，绘制施工期混凝土的温度过程线并进行变化规律分析，与温控其它工作有效的结合，为温控施工指导提供依据具有重要的意义，同时也保障了整个建筑物的安全。