仙居抽水蓄能电站地下厂房混凝土施工温度控制

林 志 旺， 杨 葛

(中国水利水电第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

1 概 述

仙居抽水蓄能电站位于浙江省仙居县湫山乡境内，属亚热带湿润季风区，四季变化明显，初夏季节阴雨连绵，进入梅雨期至盛夏受副热带高压控制，天气以晴热为主，同时受台风影响形成大暴雨而造成洪水灾害。据仙居气象站1961～2004年资料统计，其多年平均气温为17.3 ℃，极端最高气温为41.3 ℃(2003年7月)，极端最低气温为-9.9 ℃(1980年2月5日)；据柏枝岙站1959～1967、1973～1990年27 a水温资料统计，多年平均水温为19.1℃，多年平均各月平均水温在10.4℃～28℃之间，历年最高水温为33.6℃，出现在1967年；历年最低水温为3.8℃，出现在1961年。

仙居抽水蓄能电站地下建筑物主要包括主厂房、副厂房、安装场、主变洞、尾闸洞、厂内透平油罐室、母线洞、500 kV电缆出线洞等。另外，厂区建筑物还包括地面开关站、GIS室、继保楼、柴油机房、中控楼等。根据《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2018)，仙居水电站主厂房尾水管、蜗壳、机墩混凝土属于大体积混凝土，而大体积混凝土温度控制是关系到混凝土施工质量、施工速度和经济性的关键指标之一。根据招标文件中关于温度控制的指标和要求，施工中需采用合理的温度控制措施防止产生危害性裂缝，尽量减少表面裂缝对确保工程质量和安全至关重要。

根据《厂房技施结构设计总说明》要求，地下厂房中的尾水管、蜗壳、机墩混凝土入仓温度应控制在22 ℃以内，浇筑时必须制定切实可行的温度控制措施(方案)，并在6、7、8三个月内进行浇筑，若无适当的温控措施,则不能在6、7、8三个月内浇筑。施工中应通过试验建立混凝土出机口温度与现场浇筑温度之间的关系并采取有效的措施减少混凝土运输中的温升。

根据施工总进度计划，大体积混凝土施工时段主要集中在6～10月，为保证大体积混凝土施工质量，需要采取有针对性的温度控制措施。

2 温度控制计算

(1)混凝土出机口温度。根据设计要求，混凝土入仓温度应控制在22 ℃以内，则出机口温度应控制在20.5 ℃以内。为确保出机口温度能够低于20.5 ℃，采用冷水拌和并采用冰屑代替一部分拌和用水(冰屑在拌和过程中融解，可进一步降低混凝土出机口温度)。

在采取上述措施后，混凝土出机口温度可以控制在20.5 ℃以内。

(2)入仓温度计算。混凝土从拌和楼装入9 m3搅拌运输车后，经厂外公路运输、进厂交通洞到厂房，卸入7.5 m3吊罐，由桥机吊运到1#机组下降到仓面入仓。 根据《水利水电工程施工手册》中的公式(8-4-4)计算得出入仓温度TBP=21+(27-21)(0.032+0.032+0.06)≈21.74(℃)<22 ℃。

(3)混凝土浇筑温度。根据《水利水电工程施工手册》中的公式(8-4-5)计算得出浇筑温度TP=21.74+0.003×150×(23-21.74)≈22.31(℃)。

(4)混凝土水化热温度估算。由于缺乏资料，不能进行详细的计算而只能进行估算。根据《水利水电工程施工手册》(2002版)，10 kg水泥可以产生混凝土绝热温升10 ℃左右。研究结果显示：二级配泵送混凝土C25用282 kg水泥，则混凝土的水化热温升最高温度为28.2 ℃。

(5)混凝土内外温差估算。混凝土内部最高温度由混凝土水化热温升和混凝土浇筑温度两大主要因素决定。估算混凝土内部最高温度可以简单地将两个温度相叠加，即28.2+22.31=50.51(℃)为混凝土内部最高温度。这样计算的结果数值偏高，但对混凝土结构是偏安全的。

3 温度控制措施

3.1 控制混凝土入仓温度在22 ℃以内的措施

(1) 控制混凝土出机口温度。根据设计要求，混凝土入仓温度应控制在22 ℃以内，则出机口温度应控制在20.5 ℃以内。出机口温度计算详见2(温度控制计算)。

①水泥罐、外加剂罐。搭设遮阳网以减少水泥罐在太阳光下的暴晒，在罐外围每2 m制作一个比罐直径大0.4 m的圆支架，用于搭设遮阳网；在水泥罐、遮阳网表面喷洒冷水以起到降温作用。

②骨料仓。设置遮阳棚，遮阳棚设置在骨料仓顶部，以减少骨料在太阳光下的暴晒；加大骨料堆积高度，保证骨料高度不低于6 m；通过地弄取料。

③输料皮带。搭盖遮阳棚，遮阳棚为半封闭状态，以避免骨料输送时在太阳光照射下的升温，输料皮带全长搭设遮阳棚。

④水。采用冷水与河水混合，拌和用水全部通过FWS-15管壳式冷凝器进入搅拌罐，在冷凝器内放置直径30～50 cm大小的冰块；在拌和用水内掺加碎冰屑(直径5 mm以下)，将碎冰温度控制在-3 ℃以下，每m3混凝土掺加50 kg碎冰以代替50 kg水。

⑤水泥。采用低热水泥；水泥罐提前存储水泥以降低水泥的自身温度(因水泥运到现场时温度较高，为降低使用时的温度，故提前存储水泥)。

⑥骨料存储仓。在骨料仓表面采用高压雾化水喷淋以降低骨料的温度。

(2) 控制混凝土入仓温度的措施。

①维护施工路线，派专人打扫拌和站至厂房的道路(约4.2 km)并保证运输路线畅通、无堵塞，在保证安全的条件下提高运输速度，减少运输时间；

② 中间不转运，拌和站装车运至厂房后直接通过皮带机及吊罐入仓；

③ 避开高温时段浇筑，安排在傍晚时开仓，并于第二天上午10∶00之前收仓；

④ 对运输罐车采取外裹帆布保温罩的方式进行保温；

⑤ 加强管理，各施工环节要配合紧密，配足人员和设备，加快入仓速度。根据现场的具体情况，布置1台皮带机和一台20 t桥机入仓，浇筑人员分为2组，每组6人，各自负责指定的区域。经计算，混凝土入仓温度为21.74 ℃，满足混凝土入仓温度控制在22 ℃以内的要求。

3.2 控制混凝土内外温差不大于20 ℃

控制混凝土内外温差最有效的措施是降低混凝土入仓温度和提高混凝土表面温度两方面。

(1)控制混凝土水化热温升：采用低热水泥和低流态混凝土，采取皮带机和吊罐入仓，混凝土塌落度为7～9 cm。

(2) 降低混凝土的浇筑温度。① 控制混凝土出机口温度；② 控制混凝土入仓温度；③ 混凝土入仓后及时进行振捣，浇筑人员分为2组，每组6人，缩短铺料平仓振捣至上层混凝土覆盖前的时间，减少混凝土浇筑过程中温度的回升。根据试验资料，要求在150 min之内必须覆盖其上层混凝土。根据计算得知：在出机口温度为20.35 ℃的条件下，其混凝土浇筑温度为22.31 ℃。

(3) 加强混凝土表面的养护。混凝土浇筑完成后，在其表面先覆盖保温被、喷洒温水后在保温被上覆盖塑料薄膜，以起到保湿保温养护作用。温水的温度需根据混凝土内部测温计测得的温度减去20 ℃。温水采用直流式热水器加热，采用淋浴喷头喷洒，需要保证混凝土表面一直处于湿润状态。根据《水利水电工程施工手册》(2002版)，当混凝土顶面铺一层保温材料后，其混凝土表面温度比气温高10 ℃，因此，当洞内气温为23 ℃时，则混凝土表面温度为33 ℃。

(4) 加强混凝土浇筑过程中的温度监测。在混凝土浇筑过程中，派专人在拌和站监测气温、混凝土出机口温度并做坍落度试验，取样制作试块，观察混凝土的和易性，随时反映混凝土的拌和质量，如有质量问题需随时向监理人员报告。同时，在厂房施工现场测试气温、塌落度、入仓温度、浇筑温度，建立气温、出机口温度、塌落度、入仓温度之间的相关关系。

在混凝土养护期间，一定要监测混凝土表面温度和混凝土内部温度，充分掌握混凝土内外温度变化情况。

4 结 语

仙居抽水蓄能电站混凝土施工高峰期正值夏季高温期，通过对混凝土原材料、混凝土的拌和、运输、浇筑、养护等工序采取相应的措施进行温度控制，达到了控制混凝土入仓温度的目的，保证了混凝土的浇筑质量，取得了较好的效果，节约了工程成本，经过三年多时间的发电运行，验证了厂房混凝土温度控制设计的可行性，其质量得到了实践的检验。