南水北调白马河渠道倒虹吸工程中高温季节混凝土施工措施

摘要：白马河渠道倒虹吸工程是南水北调中线漳古段重要的控制建筑物，由于工程工期紧，施工任务重，在保证工程质量的前提下，采取了必要的措施，进行了高温季节施工，保证了工程总体进度目标实现，确保了南水北调中线漳古段工程顺利通水。

关键词：混凝土、高温、施工、措施

1.工程概况

白马河渠道倒虹吸是南水北调中线工程总干渠上的一座大型河渠交叉建筑物，位于河北省邢台县会宁乡东良舍村西北的白马河上。交叉处总干渠桩号118+064，倒虹吸设计流量220m3/s ，加大流量240m3/s。白马河渠道倒虹吸工程按1级建筑物设计，附属工程、河道护岸等次要工程按3级建筑物设计。相应白马河渠道倒虹吸工程进口渐变段、进口检修闸，管身段、出口节制闸、出口渐变段、退水闸和排冰闸闸室为1级建筑物，退水渠、护岸工程等为3级建筑物。

本工程属暖温带大陆性季风气候区，四季分明。春季蒸发量大，降雨稀少；夏季炎热，降雨量集中；秋季晴朗气爽，降雨稀少；冬季寒冷少雨雪，多北风。

渠段沿线多年平均气温13.4℃，月平均最高气温32.3℃，出现在6月。极端最高气温41.8℃，出现在6月份。

2.高温季节施工的目标和任务

为确保主体工程完工，在2011年6月份、7月份、8月份继续进行混凝土浇筑施工任务，随着外界气温的逐渐升高，混凝土浇筑温度也在逐步升高，混凝土质量控制难度也在逐渐增大，为保证此季节内混凝土的浇筑质量，白马河渠道倒虹吸工程采用了降低混凝土出机温度、减免运输浇筑过程温度回升、加强混凝土养护等措施对混凝土浇筑质量进行控制。

本工程高温季节施工的目标是：保证主体工程完工，为具备通水条件奠定基础，确保总体进度目标的实现。

3.混凝土出拌和机前的温度控制措施

为降低混凝土的出机口温度，对组成混凝土拌和物的各种材料采取不同的处理方法进行降温，以达到出机温度满足最终混凝土入仓温度要求。

（1）骨料降温

小石、砂采取以下措施进行降温：在骨料堆放场上部搭设防晒遮阳棚，同时采用提高成品料仓的骨料堆高，延长骨料堆存时间，在低温时间（例如晚上）上料等综合措施对堆存骨料进行降温。中石在采取以上措施进行降温的同时，再对中石料仓进行喷水冷却(中石料仓底部用20cm厚C20素混凝土进行硬化，设2%的排水坡度将降温用冷却水汇集后进行引排)，以利用喷水在降低堆料场上空温度的同时，通过骨料周围水份的蒸发制冷以达到进一步降低骨料温度的作用。

（2）水泥降温

水泥出厂后，自身温度会伴随储备期的延长而降低，所以在限制进场水泥温度的同时，增大自有水泥储备罐中水泥储备量，通过进一步延长储备期以降低水泥自身温度。

（3）采用地下水并采取制冷机制冷水进行拌和

考虑水温每降低1℃可使混凝土出机温度降低0.2℃左右的混凝土拌和温度控制规律，所以本工程中采用温度较底的地下水并采取制冷机制冷水进行混凝土拌和。

（4）调整缓凝剂含量，延缓水泥水化热量

通过增加混凝土内缓凝剂的配比含量，延缓水泥水化热发散速率，以达到降低混凝土入仓浇筑温度的作用。

（5）混凝土出机温度计算

通过以上措施，将组成混凝土拌和物的各种原材料温度代入下式，计算混凝土出机口温度。

T0=[(0.837+4.19qs)WsTs+(0.837+4.19qg)WgTg+0.837WcTc +4.19(Ww-qsWs-qGWg)Tw+Qj]/[0.837(Ws+Wg+Wc)+4.19 Ww]

式中 T0——混凝土出机口温度，℃；

qs、qg——砂、石的含水量，%；

Ws、Wg、Wc、Ww ——分别为混凝土中砂、石、水泥和水的用量，kg/m3；

Ts、Tg、Tc、Tw ——分别为砂、石、水泥和水的温度，kg/m3；

Qj——混凝土拌和时产生的机械热，取1500 kJ/m3。

考虑高温期6月份、8月份全月进行混凝土浇筑，7月份低温期进行混凝土浇筑，故以6月份、8月份温度为计算依据，确定原材料温度为：水温为10℃，水泥温度为42℃，砂子温度为24.8℃，石子温度为17.8℃，砂、石的含水量，分别取2%和1%，将C30W6F100配合比中原材料用量代入上式后，经计算确定，混凝土出机口温度为21.9℃，将C30 W6F100配合比中原材料用量代入上式后，经计算确定，混凝土出机口温度为21.6℃。因C30W6F100配合比出机口温度较高，所以后续计算中仅核算此配合比温度。

4.混凝土运输过程中的温度控制措施

（1）运输中采取防晒隔热设施

在混凝土运输过程中，对混凝土罐车外裹保温被进行保温，同时对现场布置的浇筑皮带搭设遮阳防晒网，以降低混凝土运输过程中的温度回升。

（2）确保运输路况

为减少混凝土在运输过程中的温度回升，随时维护施工路线，保证运输路线畅通，无堵塞，无坑坑洼洼，缩短混凝土运输时间。

（3）混凝土入仓温度计算

混凝土入仓温度取决于混凝土出机口温度、运输工具类型、运输时间和运转次数，混凝土入仓温度按下式计算：

TB•P= T0+(Ta-T0)( θ1+ θ2+…+ θn)

式中TB•P——混凝土入仓温度，℃；

T0——混凝土出机口温度，℃；

Ta——混凝土运输时气温，℃；

θi(i=1，2，3，…，n)——温度回升系数，混凝土装、卸和转运每次取θ=0.032，

混凝土运输时，θ=At；

A——混凝土运输过程中温度回升系数；

t——运输时间，min。

采用混凝土罐车运料、皮带机入仓运输浇筑的施工方案，现将浇筑时最不利温度组合作为计算依据，即将6月份月最高平均温度32.3℃作为混凝土运输时气温代入上式，同时根据实际情况确定混凝土运输过程中温度回升系数（混凝土罐车运送混凝土时温度回升系数= 0.0017℃/(min•℃)*20min=0.034，皮带机输送混凝土时温度回升系数=0.015），经计算得出混凝土入仓温度为22.7℃，温度回升0.8℃。

5.混凝土浇筑过程中的温度控制措施

（1）混凝土浇筑前，用地下水浸润仓面，降低仓面初始温度，同时仓面上部搭设遮阳棚，降低浇筑过程中的仓面温度。

（2）避开高温时段浇筑

混凝土尽量避免在高温时段浇筑，在安排仓位时，随时了解和跟踪天气预报，掌握天气变化的趋势走向，一有阴天或低温时间，就抓住时机，抢浇快浇。平时混凝土浇筑尽量安排在下午16时至次日上午10时进行，白天高温时段只作浇筑前的准备工作。

同时根据混凝土结构物的分层设置情况，将可分次浇筑的仓位划分为若干小仓位进行浇筑，以便择优选择浇筑时机，降低温度控制难度。

（3）科学配备资源、加快入仓速度

入仓强度是保证混凝土入仓温度的最有效措施，通过科学的配备浇筑机具和设备，加强运输环节管理以缩减混凝土运输及等待卸料时间，入仓后及时进行平仓振捣，加快覆盖速度，缩短混凝土的暴露时间等措施，以降低混凝土入仓温度回升。

（4）混凝土浇筑温度计算

混凝土浇筑温度按下式计算：

TP =TB•P + θPτ(Ta- TB•P)

式中TP——混凝土浇筑温度，℃；

θP——混凝土浇筑过程中温度倒灌系数，取θP=0.002/min；

τ ——铺料平仓振捣至上层混凝土覆盖前的时间，min。

根据浇筑强度确定铺料平仓振捣至上层混凝土覆盖前的时间约60 min，将上述数据代入公式后计算确定，混凝土最终浇筑温度为23.7℃，满足设计技术要求中提出的最高浇筑温度不大于26℃的要求。

6.混凝土养护过程中的温度控制措施

（1）成立专职混凝土养护小组，组长由具有丰富养护施工经验的人员担任，下设10名成员，专职负责混凝土浇筑完毕后的养护剂涂刷和洒水保湿工作。

（2）混凝土浇筑完毕6～10h内开始养护，对洒水养护部位，在养护期间采取连续不间断养护，始终使混凝土表面处于充分的湿润状态。养护期不少于28天，对大体积部位根据外界温度情况适当延长。

（3）针对不同的结构部位采取以下养护方法：

底板部位：对混凝土上表面先覆盖塑料布，再在其上层覆盖湿润草帘，进行洒水养护；侧面待模板拆除后在混凝土面上涂刷DH10养护剂，外部挂湿润草帘进行遮阳养护。

墙体部位：墙体上表面养护与底板上表面养护方法相同，侧面待模板拆除后涂刷养护剂进行养护，并在外部悬挂湿润草帘进行遮阳。

顶板部位：顶板上表面及侧面养护方法同底板养护方法，顶板底面待模板拆除后涂刷养护剂进行养护。

（4）混凝土养护期间，每隔2 h检查一次养护情况，气温高时加密巡查，检查内容为：水养护表面的湿润状态、混凝土表面发白面积、侧面及顶板底面涂刷养护剂均匀情况等内容，并根据养护情况填写养护记录。

（5）在混凝土浇筑过程中，每4h测量一次混凝土原材料的温度、机口温度、入仓温度以及气温，并作好记录。

混凝土浇筑温度的测量，每100m2仓面面积不少于一个测点，每一浇筑层不少于3个测点。测点均匀分布在浇筑层面上。

7.高温季节施工安全注意事项

（1）在施工过程中，气焊、气割等所用压力气瓶在存放和使用时，避免太阳光曝晒，以免发生气瓶爆炸事故。

（2）高温季节为电气安全事故的易发季节，所以电器设备在启动前，检查其开关及接头部位的绝缘性，以免发生人身触电事故。

（3）高温季节天气干燥，火灾隐患随即增多，所以施工人员在作业过程中增强防火意识，严防火灾的发生。

（4）为从事露天作业的人员提供防暑用品，做好防暑降温工作，保障施工人员健康。

8.结束语

在白马河渠道倒虹吸工程施工中，由于高温季节施工应用科学合理，措施完备得当，成功完成混凝土浇筑，且施工质量优良，在严格控制施工质量的同时，促进了施工进度，为白马河主体完工具备奠定了基础，保证了总体工期目标的实现。

[作者简介]岳胜卫，男，河北石家庄人，助理工程师，主要从事水利水电工程施工管理,河北省水利工程局.

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