澥浦闸站流道大体积混凝土温控技术简析

张 巍

（浙江省水利水电勘测设计院，浙江 杭州 310002）

1 工程概况

姚江二通道（慈江）工程 — 澥浦闸站位于浙江省宁波市镇海区，为大（1）型工程，站内布置5台竖井贯流泵，单机流量50 m3/s，叶轮直径3.90 m。泵站采用分段式钢筋混凝土结构，顺水流方向分成2段，长度分别为28.75，23.05 m，总长51.80 m；垂直水流方向分成3段，长度分别为26.90，13.70，26.90 m，总长67.50 m。流道底高程-6.65 m，顶高程0.50 m，为变截面结构，由进水口的矩形逐渐变至叶轮处的圆形；流道采用C25混凝土，厚度1.50 ～ 5.80 m，共分6个区块浇筑，单个区块流道一次浇筑成型，浇筑高度7.15 m，最大单次浇筑方量约2 500 m3。泵站流道分块示意见图1。

图 1 泵站流道分块示意图

流道浇筑时间集中在2017年11月06日至2018年01月06日，浇筑情况统计见表1。

表 1 流道混凝土浇筑情况统计表

2 流道大体积混凝土浇筑温控措施

2.1 温控设计

（1）冷却水管采用φ42.4 mm×2.5 mm的钢管，浇筑前埋入混凝土内，水管接头采用E43焊条焊接，使用前进行压水试验，防止管道漏水、阻水。

（2）混凝土浇筑时就开始通水冷却。如果河水温度低于17.0 ℃，直接采用河水进行冷却，通水10 d，龄期前2 d的流量为50 m3/d，此后流量减小，控制温降速率2.0 ℃/d左右。

（3）表面保温:采用厚度2 cm的木模板或竹胶模板，具备一定的保温性能。流道层内壁表面在模板拆除后应在立即覆盖4 cm厚EPE保温材料，一直覆盖到第二年4月底。秋冬季在流道口部挂帘挡风。在上层流道肥厚段顶部的水平面采用2层复合土工膜进行早龄期保温，保温材料一直覆盖到第二年4月底。流道顶部的墙体结构拆模后立即保温，覆盖2层复合土工膜，一直覆盖到第二年4月底。

（4）温控指标要求:流道混凝土浇筑温度不高于22.0 ℃；流道混凝土最高温度下部薄壁处不超过36.0 ℃、渐变段不超过54.0 ℃，上部薄壁处不超过50.0 ℃、渐变段不超过58.0 ℃；流道混凝土内外温差，流道内壁和顶板上层不大于8.0 ℃，其余部位不大于10.0 ℃。

2.2 温度监测布置

在流道高程-4.20 m和-0.85 m的中心位置及距离混凝土表面5 cm位置共布置96个温度监测点，用于监测流道上部及下部渐变段、薄壁处的内部温度和表面温度，实时反馈内外温差。其中1#和5#块、2#和6#块的监测点布置成镜像对称关系。温度监测点布置平面示意见图2。

图 2 温度监测点布置平面示意图

2.3 流道混凝土温度观测数据

流道混凝土浇筑完成后，安排专人定时测量混凝土温度变化。根据实测数据，对流道混凝土内部最高温度、内外最大温差进行统计分析，相关数据整理情况见表2。

表2 流道混凝土温度监测数据统计分析表

3 流道大体积混凝土温度变化规律

选取混凝土浇筑方量相等、温度监测布置对称，但环境温度相差明显的6#块（15.0 ～ 22.0 ℃）和2#块（7.0 ～12.0 ℃）进行对比分析，总结温度变化规律见图3 ～ 4。

图3 6#块流道典型的温度变化过程曲线图

图4 2#块流道典型的温度变化过程曲线图

（1）流道混凝土方量相当的情况下，6#块和2#块流道内部温度曲线显示环境温度越高，温升速率越快，其达到内部最高温度的龄期越短。

（2）数据显示6#块上部渐变段最高温接近60.0 ℃，上下部薄壁处最高温接近40.0 ℃；2#块上部渐变段最高温接近50.0 ℃，上下部薄壁处最高温接近30.0 ℃。数据表明环境温度越高，流道上部渐变段、上下部薄壁处混凝土内部最高温度会有不同程度的提高。

（3）数据显示6#块下部渐变段和2#块下部渐变段的内部最高温度相差不大，表明在流道下部渐变段部位，环境温度对混凝土内部最高温影响较小。根据澥浦闸站流道尺寸厚度和温度监测数据分析，当混凝土中心位置距离混凝土表面达到2.0 m以上时，混凝土内部最高温度受环境温度影响轻微，随着混凝土厚度不断减小，环境温度对混凝土内部最高温度影响越来越大。

（4）温控数据显示流道下部混凝土容易产生＞20.0 ℃的内外温差，环境温度低比环境温度高的时候更容易出现这一现象，且易集中在渐变段位置。因为渐变段混凝土较厚，内部最高温度受环境温度影响小，而混凝土表面温度受环境温度影响较大，特别是在低温季节施工，若遇到寒潮气温骤降，极易产生较大的内外温差形成裂缝，因此有必要采取有效保温措施。

4 温控效果

澥浦闸站流道大体积混凝土温控效果整体较理想，未产生大的表面裂缝，无贯穿性裂缝，但存在以下不足之处。

（1）数据显示，内部最高温度中75.0%的测点满足设计温控指标要求，10.4%的测点接近设计温控指标（不超过设计要求值2.0 ℃），剩余14.6%的测点不满足设计温控指标要求。说明混凝土内部最高温度控制未达到最佳效果，仍有提升空间。

（2）数据显示，混凝土内外温差中54.2%的数据满足设计温控指标要求，45.8%的数据未达标，内外温差控制相对较差。特别是2#块、4#块流道下部，其内外温差最大值均出现＞30.0 ℃情况。

（3）流道拆模后至通水前，现场定期观察流道混凝土外观质量，仅发现极少量的表面细微裂缝，未发现贯穿裂缝。澥浦闸站通水后，通过机组廊道观察两侧流道混凝土渗水情况，主要集中在2#块与4#块交接位置，与温控数据相吻合。

5 结 语

流道大体积混凝土浇筑温控是大型泵站的难点，结合姚江二通道（慈江）工程 — 澥浦闸站的建设经验，对流道大体积混凝土浇筑温控措施总结如下，类似工程可参考借鉴。

（1）做好配合比设计，控制水泥用量，降低水化热。由澥浦闸站流道温控数据显示，当流道混凝土达到一定厚度时，其内部最高温度主要受水泥含量影响，因此控制水泥用量、添加适量聚丙烯纤维，可以有效降低内部最高温度，增加混凝土抗拉强度。澥浦闸站采用的C25混凝土配合比见表 3 ～ 4。

表3 澥浦闸站流道混凝土设计配合比表

表4 澥浦闸站流道混凝土生产配合比表

（2）选择有利季节浇筑。工程建设初期应编制详细的进度控制计划，宜将流道大体积混凝土浇筑安排在春秋季节，环境温度控制在10.0 ～ 15.0 ℃。选择温度稳定的时间段浇筑，避免气温骤降。

（3）采取有效的温控措施。根据澥浦闸站流道温控经验，流道应布置冷却水管，可采用φ42.4 mm×2.5 mm的钢管，按纵向间距40 cm，水平间距50 cm敷设；龄期前4 d控制水管流量在50 ～ 80 m3/d，后逐渐降低流量（控制降温速度＜2.0 ℃/d），通水10 d以上。在10.0 ～ 15.0 ℃环境温度下，可直接采用河水进行冷却循环，否则采用冷凝机对循环水进行冷却。冬季施工，流道口应挂帘挡风，下部内壁应铺设草垫或其它材料保温，顶部应铺设2层复合土工膜保温，时间宜在10 d以上。

（4）布置温度监测控制点，通过实时监测，及时掌握混凝土内部温度温升速率、内外温差、温降速率等数据，以便指导调整采取的温控措施。根据澥浦闸站温控经验，流道混凝土内外最大温差宜控制在15.0 ℃以下。