高寒、高海拔地区常态大体积混凝土温控实践

勾中刚，张 义，晏国顺，翁 锐

(1.中国水利水电第七工程局有限公司，四川 成都 611130；2. 华电西藏能源有限公司大古水电分公司，西藏 山南 856000)

1 DG水电站高寒、高海拔气候特点分析

1)施工区为典型青藏高原气候区，基本特性为海拔高、气温低、空气稀薄、大气干燥、太阳辐射异常强烈。气候属高原温带季风半湿润气候，每年11月～次年4月为旱季，5月～10月为雨季。多年平均气温9.3℃，极端最高、最低气温分别为32.5℃和-16.6℃，多年平均降水量527.4 mm，多年平均蒸发量为2 084.1 mm，多年平均相对湿度为51%，多年平均气压为685.5 hPa，多年平均风速为1.6 m/s，历年最大定时风速为19.0 m/s，多年平均日照时数为2 605.7 h，历年最大冻土深度为19 cm。根据气象站气象特征值统计见表1。

2)根据气象条件，并结合最近几年现场实际气候情况，每年的冬季为12月～次年2月份，会出现日平均气温连续5d在5℃以下或最低气温连续5d在-3℃以下。施工区冬季月平均最低气温1.1℃，混凝土入仓温度相对低、散热条件好，利用冬季浇筑温控要求较高的基础约束区混凝土，能为大仓面浇筑创造条件，对混凝土的防裂较为有利[1]。

3)施工区昼夜温差大，气温骤降是混凝土产生裂缝的重要原因，施工区白天太阳辐射温度高，夜晚气温相对较低，日气温变化产生温度应力对混凝土很不利，因此对混凝土的表面保温要求更高。

4)施工区干湿季节变化分明。冬季干燥、日照多、温差大，需要加强混凝土养护，防止混凝土干裂；夏季气温高、多雨，需要做好混凝土高温季节仓面降温及防水工作。

表1 气象特征值统计表

2 厂房大体积混凝土温度控制要求及实践

2.1 特定温控要求

在上述高寒、高海拔气候条件下，混凝土的温度控制主要与温控技术措施、材料性能、地质约束3个因素有关。而本工程在材料固定(C30W8F200(三)混凝土，R.0.42.5中热水泥)情况下，根据不同的约束高程，来调整不同的温控技术措施，从而满足温控要求。不同约束情况下的设计要求见表2。

2.2 温控实践

2.2.1 出机口到浇筑过程中的温度控制措施

1)根据高原特定气候要求，混凝土入仓温度较出机口温度回升/回落不宜超过2℃，我部主要运输车辆为20 t自卸汽车，经多次实践，夜晚和低温天气要覆盖5 cm保温被进行保温，防止混凝土温度回落过快；中午太阳辐射强度大时段要覆盖湿润的保温被进行遮阳，保湿。并且运输过程中均为一次性到现场，无中转，运输时间为10 min以内，尽量避免混凝土大面积发生水化热。根据实际实践结果，两者温度控制在0.5～2℃范围内均未超过2℃。

2)根据高原特定气候要求，混凝土从出机口至振捣结束的温度回升/回落值不超过5℃。混凝土从自卸车到浇筑过程中，主要为门机吊装料罐到仓号内，运输时间控制在2 min内，必须保证其尽快入仓，入仓后人工立刻进行摊平、合理振捣，防止其长时间发生水化热。非冬季时尽量避免中午强日照时段浇筑混凝土，充分利用早晚及夜间气温低的时段浇筑；冬季时，尽量避免夜间浇筑混凝土，应充分利用白天浇筑，最大限度降低其浇筑温度。实践结果显示，温度回落/回升在1.5～3.5℃范围内，满足要求。

表2 各约束区域温度控制要求表

2.2.2 浇筑过程中的温度控制措施

1)混凝土浇筑过程中，当浇筑仓内气温高于25℃时，进行仓面喷雾保湿，降低仓面环境温度。喷雾时水分不应过量，雾滴直径在40 m～80 um即可，以防止混凝土表面泛出水泥浆液。

2)在混凝土浇筑前，预先埋设冷却水管，并进行通水，通水主要为不大于12℃天然河水或制冷水，通水流量应控制在1.9～2.0 m3/h。冷却水管水平间距根据距离基础面高度约束来进行布置，4.4 m以下水平间距加密为1 m，4.4 m以上为1.5 m。竖直间距3 m高度以下布置1层，大于3 m布置2层，特殊大体积部位间距可加密为0.8 m，水管布置3层。冷却水管采用蛇形布置，并采用U型卡进行固定。冷却水管材质为高密度聚乙烯HDPE塑料管，内径32.6 mm，壁厚3.7 mm，外径40.0 mm，并具有较高的导热性能(热系数应≥1.6 kJ/m·h·℃)。其次当混凝土开始收面后，应即覆盖塑料薄膜和保温被进行仓面保湿、保温[2]。

根据实践结果显示，上述措施能够有效控制混凝土的温升峰值，降低混凝土因内外温差过大导致的开裂风险。

2.2.3 浇筑后的温度控制措施

1)根据实际检测，混凝土内部温度在3 d所有达到峰值，因此从混凝土浇筑开始至七达到峰值期间，冷却水通水流量应控制在1.9～2.0 m3/h，能够有效削弱其峰值，在达到峰值后混凝土内部会迅速开始降温，因此本阶段应控制水流量在1.5～1.7 m3/h之间，放缓其内部降温速率，以防止温度降温过快到至内外温差过大造成混凝土开裂。在混凝土温度降温速率小于0.3℃/d后，降温速率趋于平缓，应控制水流量在1.6～1.8 m3/h之间，使其平缓降温，直至混凝土内部温度稳定在10℃后方可结束通水。

2)混凝土保温，4～10月浇筑的混凝土，采用一层塑料膜+2 cm厚EPE保温被仓面保温；11～次年3月浇筑的混凝土，采用一层塑料膜+4 cm厚EPE保温被或其它保温卷材进行仓面保温。新浇混凝土终凝后，混凝土表面应及时进行养护，高温和次高温季节采用流水养护，低温季节采用洒水养护，气温骤降期间应暂停养护。永久暴露面连续养护时间不少于设计龄期，临时仓面的养护应直到上层混凝土开始浇筑时。养护期内应全面且不间断的进行养护，使混凝土表面始终处于湿润状态，避免出现干湿交替。对永久外露面进行土工布覆盖，并流水养护。对长期外露面进行花管洒水养护。每隔2 h检查一次养护的情况，气温高时加密巡查，并根据检查结果及时调整养护措施，确保混凝土表面湿润。不允许出现混凝土表面出现发白面积现象[3]。

根据实际实践结果，上述措施能够有效的控制混凝土内部温度升降，并有效的预防混凝土表面开裂等现象。

2.3 其他条件下温度控制措施

1)对长期暴露面(含上下游面、尾水管表面、机组分缝面、肘管安装坑表面)，混凝土浇完拆模后即设永久保温层，至次年5月初拆除，采用4 cm厚聚苯乙烯板保温。

2)气温骤降期间，对设计龄期内的混凝土表面(包括浇筑层顶面及侧面)进行全面保护，对于未拆模部位和临时仓面，采用4 cm厚保温被进行临时保护。

3)混凝土结构的各种孔洞、廊道、电梯井等部位，采取有效封堵措施，防止因空气流动影响表面保护效果。

4)当遭遇极端气候条件，气温极高时，在严格按照温控技术要求采取温控措施的条件下，预计砼温度仍将超过设计允许值时，提前采取加大通水流量、进行表面流水等措施进行控温。

5)雨季施工时，及时了解天气预报，合理安排施工，增加骨料含水率测定频次、及时调整拌和用水量、做好雨季施工准备工作，浇筑仓面应有防雨措施并备有不透水覆盖材料。

3 结 语

本工程通过对高寒、高海拔地区厂房大体积混凝土温控施工管理，监测并分析了混凝土在不同温控技术措施下不同的温控效果，并在最优的温控效果下形成了上述一套成型的施工实践流程，能为类似地理、气候条件下的工程项目提供一定的参考。