高寒、高海拔地区厂房混凝土越冬保温实践

勾中刚，张 义，田德智

(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 西藏DG水电站冬季气候特点分析

西藏DG水电站地处高寒、高海拔地区，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。据气象观测资料统计，工程所在地每年11月～次年2月的日平均气温达到-3℃以下，低温季节长达4个月，极端最低气温可达-20℃，最大风速可达19 m/s，多年平均相对湿度51%。因此冬季厂房混凝土面临高寒、干燥且对流风强烈的恶劣外部环境。并且由于厂房本身结构复杂精细，长间歇面、永久外露面以及临时仓面较多，因此在冬季有效进行厂房混凝土的越冬保温是防止厂房结构混凝土开裂、受冻的重要措施。

2 厂房越冬保温实践

2.1 越冬保温材料对比实验及优化措施

根据原技术要求，厂房混凝土表面应采用聚苯乙烯板和聚氨酯保温材料进行保温，但在初期越冬保温实践过程中，发现这两种工艺存在着保湿效果不佳、不能适应藏区特殊气候条件以及环保要求等问题，因此西藏DG水电站在实践过程中通过对保温材料进行专项实验对比后优化了混凝土越冬保温材料。

2.1.1 初始越冬保温材料的弊端

1)由于西藏DG水电站工程区域冬季经常出现10 m/s以上风速，混凝土表面采用粘贴聚苯乙烯板保温时，出现经常性脱落、表面外观较差等问题，同时聚苯乙烯板中间存在的缝隙在太阳辐射及强风的作用下会导致混凝土表面极易失水、干燥，造成保温保湿效果差。

2)聚氨酯保温材料施工成本较高，且后期清除易造成环境污染，处理成本较高。为最大限度地节约资源和能源，减少施工活动对藏区环境造成的不利影响，因此该保温材料不满足节能环保的需求。

2.1.2 越冬保温材料对比实验及优化措施

鉴于上述两种工艺存在的问题，并考虑到混凝土保温材料拆除的便捷性和环保性，为保证混凝土施工质量，提高保温材料保温效果，西藏DG水电站提出了利用橡塑海绵作为混凝土越冬保温材料的方案[1]，并在2018年冬季组织进行了混凝土表面保温保湿对比试验。根据试验结果，优化后的橡塑海绵保温保湿材料具有明显的优越性，具体试验情况如图1、图2。

图1 保温保湿试验温度对比图

图2 保温保湿试验湿度对比图

上述试验通过对保温材料类型、保温材料厚度进行对比实验，最终反映到混凝土表面温度和湿度结果上，发现改进后的材料更优于初始材料的保温要求，因此在后续冬季越冬保温实践中，西藏DG水电站厂房结构根据实验结果优化了保温措施，主要采用3 cm橡塑海绵进行保温，同时针对西藏气候干燥的特点，在混凝土表面覆盖塑料薄膜进行保湿。

2.2 越冬保温实践

2.2.1 优化厂房各结构部位越冬保温方案

1)根据上述试验结果，结合现场实际情况重新对厂房各结构部位进行了保温措施优化，见表1。

表1 越冬保温措施优化前后对比表

2)通过对厂房各结构部位进行保温措施优化，然后编制厂房越冬保温措施专项施工方案，并通过专家评审，最后绘制越冬保温措施规划图(见图3)进行现场越冬保温施工指导。

图3 厂房混凝土越冬保温措施规划图

2.2.2 厂房混凝土临时仓面越冬保温实践

冬季厂房临时混凝土仓面施工[2]时，首先要采用暖棚法[3]确保混凝土浇筑时的仓内保温。主要在仓内四周搭设暖棚防风，同时在混凝土浇筑前2 h内对暖棚内进行供热，供热采用2.2 kW充油取暖器，以确保仓内温度满足混凝土浇筑要求。结合现场实际情况，厂房冬季暖棚法保温措施示意图如图4。

图4 暖棚法施工示意图

临时仓面收仓后，在其表面采用塑料薄膜覆盖保湿，再利用3 cm厚的橡塑海绵覆盖保温，保温材料搭接长度为20 cm，保温时间段为低温季节施工结束或次年保温部位复工后方可进行拆除。

2.2.3 长间歇面越冬保温实践

冬季气温低于混凝土浇筑最低要求时，混凝土长间歇面应进行越冬保温[4]。长间歇面越冬时，主要采用塑料薄膜和3 cm厚橡塑海绵进行保温。塑料薄膜直接覆盖在混凝土表面进行保湿。然后在混凝土面上每隔1 m采用钢筋条将橡塑海绵固定在混凝土面上保温。对于模板没有拆除的部位，则在定位锥孔中打入木楔，再用铅丝将保温材料逐层挂贴在木楔上，然后用钢筋条和铁丝将保温材料固定保温。采用散装模板浇筑的部位，利用外露的拉筋头将保温材料挂贴在混凝土面上，再用钢筋条及铁丝将保温材料固定保温。

2.2.4 永久外漏面越冬保温

对于已经施工完成的永久外露混凝土表面越冬[5]时，现场采用塑料薄膜和3 cm厚的橡塑海绵(闸墩等异型面)予以保温。保温材料紧贴混凝土面，利用模板拉筋头或螺栓套筒孔内塞木楔，外面使用钢筋条加固，尤其是混凝土棱角部位重点进行保护并搭接严密。在较高的垂直面，搭设排架进行保温材料覆盖，在较低的垂直面，则采用挂设软梯方法进行保温材料覆盖。

2.2.5 孔洞越冬保温

由于厂房结构孔洞较多，且本工程冬季河谷风对流强烈，冬季很容易形成孔洞部位的穿堂风，造成混凝土质量缺陷。因此在肘管、廊道、门洞、窑洞安装间等部位越冬时，对孔洞内混凝土面采用3 cm橡塑海绵进行覆盖保温，其次再用钢管搭设框架固定在孔洞周边的混凝土面上，然后在框架上安装帆布防止穿堂风造成混凝土开裂。

2.2.6 混凝土越冬通水降温及监测

混凝土越冬保温期间，对于需要在混凝土内部通水的仓号，根据现场实际情况调节冷却水的温度，必要时可利用混凝土冷却回水作为进水进行通水冷却。通水时流量控制在1.5～2 m3/h，水流方向每24 h变换一次，并根据温降速率指标控制通水流量，以确保水温与混凝土内部最高温度之差控制在25℃以内，混凝土降温速度控制在0.5℃/d。

其次，越冬期还应做好寒潮及气温骤降的监测预报。人工测温每天≥4次，暖棚法施工时，其内部气温每4 h测1次，以距混凝土面50 cm测量的四边角和中心温度平均值为准。在遇寒潮和气温骤降期间，应加密温度观测频率。对于混凝土外露面，则进行保温层内外的温度监测，选择有代表性的部位，同一部位测温点不少于2点，监测频次每天1次，气温骤降的寒潮期间，加密监测[6]。

2.2.7 越冬保温材料拆除

1)混凝土越冬保温完成后，根据本工程具体气候情况进行保温材料的拆除。对于临时仓面和长间歇混凝土面，越冬保温材料应在不影响后续施工情况下保温持续到次年5月份进行整体拆除，拆除时只拆除橡塑海绵，塑料薄膜可配合人工洒水继续保湿。若是在5月份之前需要重新复工的，则需要先拆除部分橡塑海绵，然后对该部分混凝土温度变化进行监测，若不满足拆除要求则需继续保温，若满足拆除要求则可大面积拆除，恢复施工。

2)对于永久混凝土外露面，越冬保温应持续到次年5月份，再整体进行保温材料拆除，拆除时只拆除橡塑海绵，拆除后应布设花管配合塑料薄膜进行保湿养护。

3)肘管、廊道、门洞、窑洞安装间等孔洞结构部位在不影响后续施工情况下保温持续到次年5月风季结束后再进行门帘和橡塑海绵等保温、防风材料的拆除，以避免穿堂风对混凝土造成开裂。

3 结 语

西藏DG水电站在越冬保温初期根据现场实验对比，揭示了在藏区高寒、高海拔特殊气候条件下，聚苯乙烯板和聚氨酯保温材料的弊端。然后对厂房混凝土开展了优化后的越冬保温实践，并在次年3月拆除越冬保温材料后，发现厂房越冬保温部位混凝土没有出现可见裂缝，混凝土外观面质量整体良好，从而验证了3 cm厚橡塑海绵在藏区高寒、高海拔气候下的越冬保温实用性，显著提升了厂房混凝土抗裂、抗冻效果。

同时，由于厂房混凝土结构复杂精细，在越冬保温实践过程中划分临时仓面、长间歇面、永久外露面和孔洞结构来进行针对性保温、保湿和防风，能够起到更好的保温效果。其次，在藏区高寒、高海拔的特殊气候下，积极对混凝土内部通水降温、对混凝土内外部温度高频监测以及严格控制保温材料拆除时间等措施对厂房混凝土越冬保温也起到了至关重要的作用。