水电站尾水渠砼冬季施工要点探讨

肖昌树

(安徽省交通航务工程有限公司，安徽 合肥 230011)

作为水电站主要结构组成之一，尾水渠的主要功能是将生产使用后的水顺利排至下游“发挥余热”，因此其建设施工质量关键而不可小觑。而鉴于冬季时气温偏低，在此条件下进行砼的浇筑，若未切实予以妥当防控，则极易导致所浇筑的砼出现裂缝、起皮、破损等质量问题。

某水电站尾水渠工程约有1.6×104m3的砼需在冬季施工，以满足水电站大坝投入运行的时间要求。确定于12 月中旬至次年2 月底按照冬季施工要求进行作业。根据库区气候资料，库区12 月年均气温为-4.5℃，并在12 月初平均每日气温达到了-1.9℃。按相关规范要求，日平均气温连续5d 低于5℃或连续5d 最低气温低于-3℃时，则应按要求进入冬季施工。

1 尾水渠砼冬季施工要点

1.1 施工准备

1）关注气象变化 收集汇总当地气象和灾害资料，掌握每天的天气、气温变化，根据气象情况，合理安排冬季砼施工计划。如出现暴雪、霜冻等极端天气，需停止或避开砼施工。

2）编制专项方案 根据施组设计，编制冬季砼施工专项方案。落实质量责任制，制定专项质量控制规程和措施。做好“三级”技术质量交底，确保项目管理人员、施工人员充分掌握冬季施工的有关要点。

3）合理配置资源 根据施工计划，合理调配施工人员、机械设备、物资材料等，特别注意做好冬季人员的保暖防寒、机械设备的低温运行、物资材料的保温防冻等工作，确保在冬季砼施工中，各项资源有序合理配置、充分运转利用。

1.2 原材选控

1）原材质量控制 冬季施工对砼原材质量要求高，对此，须依照施工规范要求严格选择原材。首先，水泥选择散装普通水泥P.O32.5 级，根据配比掺入一级粉煤灰；其次，骨料选择质硬、干净，具有良好级配的碎石，以及2.2～3.0细度模数的中砂；另外，砼外加剂选择能够提高砼流动性、可塑性、抗冻等性能的减水剂。

2）原材温度控制 砼早期强度的提升，除了与砼配比相关外，还与砼温度密切相关，由于冬季气温较低，施工时需采取如下措施：①储存水泥、粉煤灰等专用罐要进行包裹覆盖，防止罐内温度过低，有条件的项目可以采用地下罐方式储存，这样既环保又保温；②骨料根据类型、粒径分别储存在不同的料仓内，适当增加储量，提升堆放高度，在仓外建设钢管或钢结构大棚，封盖保温塑料布，遮挡风雨冰雪，以保持温度湿度；③砼拌和水需提前用施工锅炉加热，并储存在保温水池中，水温控制在54～58℃，添加外加剂前，先放置于暖棚内进行保温预热一段时间；④在-5～-10℃较为寒冷的气温下，需要对料仓大棚进行加热至10℃左右，并使用热水搅拌砼，以增加砼的性能；在外界温度＜-10℃非常寒冷的气温下，要停止砼施工。

1.3 配比设计

为有效保证砼的强度等级，在进行砼的配制时，应略大于设计强度等级。根据水工砼施工规范，砼强度保证率采用95%，坍落度为10～30mm，水胶比0.5，以有效防止砼发生冻伤。同时，为有效降低砼坍落度、提高耐久性、减少用水量，粗骨料选择二级配碎石，含砂率为36%，掺入30%的粉煤灰，0.8%高效引气减水剂。按照砼配合比试验结果，确定砼设计配合比参数。

1.4 砼拌制

首先，选择智能数控一体化砼搅拌站，实现配料分料、计量送料、拌制出料等各项数据精准控制，提高砼拌制的精准性，保证砼的工作性能。其次，砼加工拌制时，须严格依照配比参数，结合骨料和外加剂含水率，合理调整施工配合比参数，控制好砼水灰比。另外，结合冬季环境温度，适当掺入防冻剂，采用小包装严格按计量掺加，并延长拌和时间约30s，以保证砼的早期强度以及延缓冰点时间。此外，安排专人跟进检查测量入料和水的温度、拌制过程温度，以及砼出机温度，保证砼出机温度≥10℃。

1.5 砼运输

制定施组设计时需结合项目现场，合理设置砼搅拌站的位置，原则上砼搅拌站离尾水渠施工现场较近，且往返交通顺畅便捷，以便原材料运输进来和砼运输出去，特别是在冬季要减少在运输途中的散热、降温，以免影响砼质量。为了减少热量损失，砼罐车尽量采用小方量，一般以6m3为宜，运输距离尽量控制在5km 以内，砼运输至现场直到入模，温度需≥5℃。如果因场地规划导致砼搅拌站与尾水渠施工现场距离较远，运输前需要对罐车进行预热，待各个部位运转正常、温度达标后再进行作业。运输时需增加保温措施，如在罐车上铺设保温篷布，防止砼运输过程中出现结冰而影响整体性能。砼运输的前后场要做好协调，以免交通不便引起砼运输时间过长。

1.6 浇筑振捣

①冬季浇筑砼之前，需要对模板、钢筋以及接茬部位进行清理，如有冰霜需要使用热水处理，浇筑时间需根据气温进行调整，如昼夜温差较大，应避免夜间施工。如若尾水渠一次性大方量的砼浇筑，还要计算好整体浇筑时间，尽量避开低温时间段。②砼浇筑施工时，要对仓面底板进行预热，检测底板温度＞0℃才可以浇筑。白天平均气温＞-5℃时，可以正常浇筑，但需要对基础面结冰的部位进行预热，通常使用热水或蒸汽法；平均气温＜-5℃时，须使用暖棚保温法；平均气温＜-10℃时，则暂停砼浇筑作业。③砼浇筑应分层进行，输送泵要包裹电热毯并加热，在外层包裹一层厚实的棉被保温，以减少泵送时砼热量的散失。同时，控制砼的入仓温度≥15℃，并检查砼入仓后的均匀性、和易性，一旦出现异常应及时处理。④人工平仓后，按照先边角、再整体的顺序，分别使用插入式和平板式振动器振实，移动速度控制于2～3m/min，防止过振、漏振，最后对砼进行碾压、找平。待以上工序完成后，使用砼抹面机进行抹面和收光。

1.7 养护施工

为防止冬季尾水渠砼施工发生冻害，应严格按要求进行养护：①砼浇筑完成后，及时使用带有移动桁架的保温棚覆盖，罩住浇筑部位，再使用碳炉加热，确保砼在初凝之前不会受冻；②在保温棚内砼初凝前，进行二次抹面和收光，以减少砼表面的裂纹，在砼初凝后，将预热过的砼保温被覆盖到砼表面，至少2 层，压盖压实、牢固，不得留有空隙，并持续覆盖28d，直至砼达到既定强度等级；③冬季砼养护和夏季不同，要防冻、防风、保湿，严禁直接浇水养护。

2 尾水渠砼冬季施工控制

2.1 温度控制计算

按照冬季砼施工规程，需要严格做好计算，确保砼出机口温度T出≥10 ℃，浇筑温度T浇≥5℃。各个边界条件分别如下：

1）砼运输至完成浇筑耗时Xt为：Xt=X1+X2。

其中：X1为运输耗时，取0.4h，X2为砼浇筑耗时，取0.4h，即Xt=0.8h。

2）砼浇筑温度T浇为：T浇=T出－（aXt＋0.032n）×（T出－T环）。

其中：T浇为砼浇筑温度；n为砼运输周转次数，取值4 次；T环为环境温度，冬季取0℃；a为砼运输途中温度损失，取值0.25h-1；T出为砼出机温度，因T出≥10℃，取10℃；经计算得出T浇≥6.7℃，满足冬季砼施工要求。

3）砼拌制温度为T拌：

T拌＝（T出－0.16T棚）/0.84。

其中：T棚为保温棚内温度，取12℃；经计算T拌约为9.6℃。

4）拌和水热量为Q水：∑Qk=∑Wk×T拌。

根据表1 热量计算表可知，∑Wk=2660.97kJ/℃，代入计算得∑Qk=25595.95kJ，根据表1 数据计算得出Q水=13779.98kJ。

则砼拌和水温度T水为：T水＝Q水／W水。结合表1 拌合水热当量W水=588，最终计算得出T水＝23.4℃。保险起见，在冬季施工条件下，拌和水温度应≥25℃。

表1 热量计算表

2.2 施工过程控制

1）抓好质量检查 制定尾水渠冬季施工工程质量巡检制度，对各个工序、施工全程进行不定期巡检，确保所使用的物资材料质量符合规范要求，特殊作业人员持证上岗，机械设备性能参数满足指标。通过质量巡检，将质量控制从事后验收前移至事前把关、事中控制，以便一旦发现质量隐患能及时排查整改。如发现工序异常，要立即停工，并召集相关专家分析讨论，以对施工方案进行优化完善；如发现操作不规范，要及时指正。开展质量检查，除巡检外，还应结合自检、互检进行质量检查，以有效提升检查成效。

2）加强温度管控 施工过程中还需要做好以下控制：冬季砼施工尽量选择在白天进行；每次浇筑前，都要对尾水渠场地及周边、模具、工具进行清理，防止有积雪、冰块或其他杂物；各项原材料在使用后，剩余部分及时归储至料仓或棚内，做好保温，防止冻损。施工过程，要保证有专人旁站指挥。

3）严格质检验收 每项工序完成后，及时报验，由项目技术负责人、监理工程师及时签认资料，对初验不合格的部位及时修复整改。待水电站尾水渠砼完成以后，按规定做好交竣工验收。

3 结语

水电站尾水渠与其他工程项目的砼冬施有所相同亦有所差异，水电站尾水渠的砼冬施要点更多且管控难度更大，因此，应多方考量，切实制定出适宜的管控举措，并在后续的施工中紧抓落实，及时处置，以保障尾水渠砼冬施顺利、优质完成。