大坝碾压混凝土浇筑温控措施探讨

梁朝猛

摘 要：为防止大坝碾压混凝土浇筑出现有害性裂缝，采取优化混凝土配合比、降低入仓温度、通水冷却等温控措施，可确保碾压混凝土浇筑全过程具有良好的温控条件，使碾压混凝土施工质量满足设计要求，推动工程高效优质地完成。

关键词：水利水电工程;碾压混凝土;温度控制;温差

中图分类号：TV544 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）14-0089-03

Discussion on Casting Temperature Control Measures for

Roller Compacted Concrete of Dam

LIANG Chaomeng

（Anshun Agricultural Development Co.， Ltd.，Anshun Guizhou 551000）

Abstract： In order to prevent harmful cracks during pouring process of dam roller compacted concrete， the temperature control measures such as optimizing the concrete mix ratio， reducing the temperature of the warehousing， inputting cool water and other temperature construction supervision system has been introduced which can ensure the whole construction process has good temperature during roller compacted concrete pouring， and the construction quality of RCC can meet the design requirements. The efficient and high-quality construction of the project has been promoted.

Keywords： water conservancy and hydropower engineering;roller compacted concrete;temperature control;temperature difference

西南地區水电站或水库工程大多地处云贵高原，项目区海拔高，不仅昼夜温差较大，光照较强烈，且多风、蒸发量较大，极端高温气温与极端低温气温相差50℃左右，尤其是春季易受寒潮影响，降温较为频繁，对混凝土温控防裂影响非常大[1，2]。因此，在大坝碾压混凝土浇筑过程中，根据项目区工程地质、水文气象等条件，结合碾压混凝土施工技术要点，精心组织安排和严格进行科学施工管理，采取有针对性的温控防裂措施，确保大坝碾压混凝土浇筑具有较高的施工质量水平，保证大坝建设期和后期运营安全，具有非常重要的工程实践应用意义。

1 大坝碾压混凝土浇筑技术难题

西南地区修建的水电站或水库工程，通常具有工程规模大、水文地质条件复杂、施工技术难度高和交叉施工作业点面多、干扰突出等特点[3]。在具体施工中，大坝碾压混凝土浇筑面临以下难题。

第一，碾压混凝土坝，通常具有坝高较高、浇筑混凝土方量大、施工工期紧张、高程上升速度快、持续周期长和混凝土强度较大等特点。为确保混凝土浇筑具有较高的质量水平，需要科学规划混凝土施工工艺、混凝土层面结合处理措施和大体积混凝土温控及防裂措施。另外，绿色建筑施工要求水利水电工程在施工中满足环保、安全文明施工等指标。

第二，西南地区修建的水利水电工程，流域内河谷狭窄，山岭地势高差较大，项目区立体气候变化较为明显。加上汛期持续时间较长，一些工程需要赶在汛期前浇筑。在工期紧张、大体积混凝土浇筑和汛期洪水的冷击作用下，浇筑好的混凝土容易产生裂缝。为了避免混凝土在浇筑过程中产生裂缝，必须结合工程实际采取有效的综合温控防裂措施。

第三，绝大多数水利水电工程的规模较大，水文地质条件较差，加上汛期过洪水的需要，导致混凝土浇筑工期安排得十分紧凑，交叉施工干扰问题突出[4]。由此，要对工程施工进行严格管理，同时制定科学的温控防裂措施，确保工程高效优质地完成。

第四，混凝土入仓难度较大。高山峡谷，工程地势险要，给工程施工组织和施工布置提出了较高的要求，加上施工工期紧张，这就要求碾压混凝土施工工艺进一步优化改进，确保采取科学合理的碾压混凝土入仓工艺，快速有效地推进碾压混凝土高效优质施工，避免温控措施不当导致裂缝产生，影响工程施工质量。

第五，受西南地区特殊地形地貌的限制，工程结构通常较复杂，单薄高拱坝已成为主要坝型。大坝结构复杂、施工工序多、质量控制标准高等，对碾压混凝土浇筑的外观和内部质量要求高，要求施工过程中对混凝土浇筑质量进行全程监测管理。

因此，结合工程特性和项目区工程地质、水文气象等条件，科学规划施工工艺和采取合理温度控制，防止浇筑及竣工后危害性裂缝发生，确保工程具有较高质量水平，是大坝碾压混凝土浇筑质量监管研究的重要内容。

2 碾压混凝土浇筑温控措施

2.1 优化混凝土配合比

碾压混凝土配合比设计与工程实际是否匹配，直接决定混凝土力学和结构性能能否满足工程实际需要，同时也是混凝土浇筑温控和防裂的重要基础[5]。为了降低浇筑混凝土的最高温度，减少大坝结构温度效应，在配合比设计时，应在保证混凝土力学性能的基础上尽量减少水泥用量，降低混凝土水化热效应。尤其应重视减水剂、中低热水泥和高掺粉煤灰技术的合理运用，确保混凝土具有较好的抗裂能力和良好的黏聚性。最终，根据配合比生产出来的混凝土具有较好的VC值和良好的可碾性及泛浆效果，以满足工程现场施工的特殊条件。

2.2 优选施工原材料

水利水电工程规模通常较大，混凝土浇筑方量也较大，需要的施工原材料较多[6]。其中，砂石料、水泥、粉煤灰和辅助外加剂等的选用一定要与工程实际相匹配。在选择砂石料的过程中，应根据料场分布情况，优选线膨胀系数低的材料，以利于碾压混凝土温控和防裂;水泥应优选低水化热或中水化热水泥，以保证混凝土温度的控制;粉煤灰应優选国I级粉煤灰或需水量小于98%的准I级粉煤灰;对于辅助外加剂，应根据配合比试验结果，合理选用减水剂、缓凝剂、保塑剂等。合理选择混凝土施工原材料，可预防碾压混凝土裂缝破坏。

2.3 混凝土生产运输过程中的温度控制

为降低碾压混凝土浇筑温升效应，骨料在运输、堆存等过程中均应设相应的温控设施，如要求骨料堆存高度大于6m，采用遮阳棚遮挡成品骨料堆放区等。

混凝土运输过程中，为避免碾压混凝土出现温度升高及VC值损失等问题，应结合施工布置合理控制混凝土运输过程中的温度。运用皮带机进行浇筑混凝土运输时，应设置防晒、防雨篷布和保温板等;同时，在拌和楼入口处设置喷雾冷却系统，通过小环境气温调节降低混凝土温度后再进行运输。当采用自卸汽车或罐车进行混凝土运输时，应采用遮阳布、棉被等进行合理包裹，避免混凝土直接暴晒引起温度快速上升。同时，施工组织人员应根据现场施工进度合理安排浇筑仓面及浇筑量，并根据施工强度合理调配运输路线及运输车辆，严格控制混凝土运输过程中的滞留时间。

2.4 混凝土浇筑施工温度控制

根据工程特性和现场施工情况，合理选择平铺法、斜层平推法等施工方法。对于一些特殊时段和部位，应考虑两种及以上铺料方式相结合，确保混凝土浇筑具有较高质量水平。施工过程中的温度控制措施主要有以下几个。①合理优化运输路径和浇筑工艺。加快混凝土运输和碾压速度，尽量做到及时摊铺、及时碾压及碾压后的养护覆盖，避免出现“温度倒灌”等不利现象。②合理采取喷雾降温保湿措施。加强气象预测，准确掌握施工现场气温等数据，在干燥或高温环境中，应合理选用“喷雾机+喷雾枪”等喷雾降温保湿措施，一方面可以改善浇筑仓面的小环境，起到降温保湿、保证VC值的目的;另一方面，可以降低混凝土浇筑时的温升效应，确保大坝混凝土具有良好的力学性能。③合理安排浇筑时间。避免干燥或高温时间段进行混凝土浇筑。应结合施工进度计划，充分利用低温季节和早晚或夜间气温较低的时段进行混凝土浇筑。同时，混凝土浇筑完成后，应及时采取覆盖、洒水等养护措施，保持混凝土仓面的温度和湿度，避免混凝土出现裂缝。

2.5 埋设PVC冷却水管

为了有效控制浇筑混凝土水化热温升效应，应根据坝体整体结构布置合理埋设PVC冷却水管，分区控制坝体浇筑混凝土的整体温升作用。尤其应采取相关仿真软件，对碾压混凝土温升作用进行模拟仿真，根据计算结果的温度云图和温度应力云图来合理布置冷却管的位置和冷却水量，以合理控制混凝土的内部和外部温差效应。对于温度应力较为集中的部位，应重点进行通水冷却试验，确保冷却效果能达到工程实际需求。对于试验过程中发现的漏水、阻水等问题，要及时排查出故障部位，并采取合理措施进行修复，确保大坝碾压混凝土浇筑过程中内部温差和内外温差在设计运行范围内，提高混凝土浇筑施工质量。

2.6 加强混凝土表面养护和保护

混凝土表面养护和保护是碾压混凝土温控防裂的有效措施之一。在夏季，混凝土浇筑后，西南山区施工作业面温度有时可能达到50℃及以上，在高温时段进行混凝土浇筑施工时，对已经完成碾压的仓面应立即采用保温被等进行覆盖，避免太阳直射加快蒸发速度。在喷雾机喷雾和保温被等保温措施的联合养护和保护作用下，可以有效抑制外部“高温倒灌”，确保混凝土内部水化热作用具有良好的环境条件，确保混凝土冷凝后强度达到设计标准。

3 碾压混凝土浇筑温控监督管理

为确保碾压混凝土浇筑具有较好的温控防裂性能，应在混凝土浇筑施工前构筑“业主负责、设计保障、施工保证、专家把关和政府监督”的温控监督管理机构，并组建温控管理工作小组。同时，每周、每月召开温控工作例会，根据施工现场实际情况，制定不同工程项目和不同施工时段的温控防裂质量监控对策，确保碾压混凝土温控工作高效优质、节能经济地有序开展。充分结合先进的技术手段，通过在砂石系统、拌和系统、大坝等施工区域安装视频监控系统和混凝土碾压智能监控系统等，对施工现场情况和混凝土碾压全过程进行动态监测、监控，并结合人工智能等技术手段进行智能分析预测，找出温控偏差原因，并有针对性采取合理措施进行修正，确保施工骨料温控、混凝土拌和和运输温控、混凝土浇筑温控等均能在设计允许误差范围内，为碾压混凝土浇筑温升控制提供科学、有效的管理工具和手段。

4 结语

碾压混凝土温控防裂是一个系统工程，由于水利水电工程通常具有水文地质条件复杂、大坝结构复杂、混凝土浇筑方量大和施工工期紧张等特点，因此，对施工工艺和施工技术进行优化和创新，确保碾压混凝土浇筑各阶段、各环节均满足设计技术指标要求，推动工程高效优质施工建设尤为重要。施工中，通过采取合理选用施工原材料、优化混凝土配合比、骨料冷却、加冰拌和、保温被覆盖等一系列温控措施，可以有效控制坝体内部温差和内外温差，保证混凝土质量，确保大坝具有较高的安全可靠性。

参考文献：

[1]刘毅，张国新.混凝土坝温控防裂要点的探讨[J].水利水电技术，2014（1）：77-83，89.

[2]漆焕然，李守义，张晓飞，等.某碾压混凝土重力坝施工温控措施研究[J].水资源与水工程学报，2016（6）：146-152.

[3]王晓峰，罗敏，周先练，等.沙沱水电站大坝碾压混凝土温控措施[J].贵州水力发电，2012（1）：32-36.

[4]张昕，张晓飞，刘茜，等.碾压混凝土重力坝通水冷却温控效果研究[J].水资源与水工程学报，2018（6）：163-169.

[5]左红军.某碾压混凝土重力坝温控措施研究[J].四川水力发电，2010（5）：4-11，200.

[6]凌春海.高温干燥地区碾压混凝土温控防裂技术研究与应用[J].人民珠江，2014（5）：83-86.