干热河谷大体积混凝土温控措施

鲁晓明,

（浙江华东工程咨询有限公司,杭州 310014）

干热河谷大体积混凝土温控措施

鲁晓明,许 亮

（浙江华东工程咨询有限公司,杭州 310014）

混凝土大坝属于大体积混凝土结构，在施工过程中容易产生温度裂缝。为有效避免混凝土裂缝的产生，目前水电站混凝土大坝施工广泛采用了混凝土温控措施。本文结合观音岩水电站工程实例，通过对混凝土浇筑原材料、冷却水管安装和混凝土养护等环节的分析，提出干热河谷大体积混凝土合理有效的温度控制措施，供类似工程施工参考与借鉴。

干热河谷；大体积混凝土；温控措施

1 工程概述

观音岩水电站为Ⅰ等大（Ⅰ）型工程，以发电为主，兼有防洪、灌溉、旅游等综合利用功能。水库正常蓄水位1134m，库容约20.72亿m3，死水位1126m，电站装机容量3000（5×600）MW。挡河大坝由左岸、河中碾压混凝土重力坝和右岸粘土心墙堆石坝组成为混合坝，坝顶总长1158m，其中混凝土坝部分长838.035m，坝体混凝土方量达420余万m3。

2 干热河谷大体积混凝土温控重、难点

（1）坝址区为典型干热河谷气候，夏季气温较高，且持续时间长，3～10月份多年平均气温在20℃以上，且白天日照充足，阳光辐射强，对混凝土浇筑过程中的温度控制造成较大难度；冬季坝址区夜间温度较低、昼夜温差较大，对混凝土温控防裂有不利影响。

（2）观音岩水电站大坝工程混凝土方量大、月浇筑强度高，高峰月浇筑强度达30余万m3，对混凝土拌和系统及冷却通水制冷机组连续、高强度的生产满足温控要求的混凝土和制冷水提出了较高的要求。

（3）观音岩水电站大坝工程绝大部分仓面采取通仓平层连续浇筑10～20层后短间歇均匀上升的施工工艺进行混凝土浇筑，混凝土仓面积较大，最大浇筑面积超过1万m3，为减少混凝土层间间隔时间，降低混凝土浇筑过程中温度回升，对混凝土的入仓强度及仓内合理组织施工提出了较高要求。

3 工程采用的温控措施

3.1 原材料及配合比

左岸大坝采用中热P.MH42.5水泥，并保证入罐温度不超过65℃；掺合料采用Ⅱ级或Ⅱ级以上粉煤灰，并保证入罐温度不超过60℃。在实际实施中对入罐水泥及粉煤灰进行温度测量，超温胶材待温度降到合格标准后方允许入罐。

粗骨料夏季采取遮阳措施，骨料料堆高度要大于8m，骨料输送皮带采取遮阳隔热措施，特别是预冷后的骨料经专门廊道运输，确保骨料少受日气温变化影响。

优化混凝土配合比设计，降低混凝土胶凝材料用量，提高混凝土抗裂能力。

顶部遮阳的骨料输送线及带制冷系统的拌合系统

3.2 混凝土出机口、入仓、浇筑温度控制

（1）混凝土出机口温度控制。混凝土骨料采用一、二次风冷等措施进行预冷，通过一次风冷后，大中石温度降低到7℃左右、小石温度降低到10℃左右，经过二次风冷后，大中石温度降低到5℃以下（高温季节3℃左右）、小石温度降低到7℃以下（高温季节5℃左右），并采取加片冰、加制冷水（6℃以下）拌和等措施以降低混凝土出机口温度。实际实施中根据现场温度情况调整出机口温度，现场温度较高或阳光较为强烈时，适当降低出机口温度，确保浇筑温度满足要求。

（2）混凝土入仓温度控制。加强施工管理，加快施工，尽量缩短运输时间，减少转运次数；要求混凝土运输车车厢设置隔热、防晒、防雨设备；采用综合措施减少运输过程中温度回升。施工中合理安排自卸车与平仓机台数，确保自卸车及时卸料，不压车。

（3）混凝土浇筑温度控制。卸入仓面的碾压混凝土及时摊铺、碾压，从拌和楼出机口取料到碾压完成控制在1.5h-2.0h内；充分利用低温季节和高温季节的早晚、夜间时段浇筑；当浇筑仓内气温高于25℃时，用喷雾机进行仓面喷雾，仓面较大时辅以冲毛枪对天喷雾，以降低仓面环境温度；夏季混凝土浇筑，仓面一个碾压升层（0.3m）碾压完毕，在上一层覆盖前，采用覆盖保温被以减少外界温度倒灌；控制碾压混凝土从出机口至上坯混凝土覆盖前的温度回升值不超过5℃，常态混凝土不超过6℃。

3.3 通水冷却

坝体内埋设HDPE冷却水管进行一期、中期、二期通水降温；冷却水管根据仓号情况每仓进行设计，避让仓号内廊道及其他结构，尽量确保坝体混凝土温度场均匀。坝内冷却水管采用冷水机组生产的制冷水进行通水降温。大坝共布置4台冷水机组，冷水产量分别为170m3/h、250 m3/h、250 m3/h、 400 m3/h。

常态混凝土下料浇筑后立即开始一期通水冷却，碾压混凝土终凝后（或24h）开始一期通水冷却。混凝土一期冷却时间不少于21天，并连续进行，前十天参考通水流量1.2～1.8m3/h，控制混凝土最大降温速率每天不超过1℃，后十天参考通水流量不超过1.2 m3/h，控制混凝土最大降温速率每天不超过0.5℃。

现场某仓混凝土冷却水管布置设计图

现场冷却水管布置图

4 温度监测

4.1 坝体混凝土温度监测方式

大坝采取埋设临时测温管、埋设永久监测温度计及测温光纤等方式进行坝体内部混凝土温度监测。每仓混凝土由施工单位埋设临时测温管，监测时段从本仓混凝土浇筑完成至上一仓混凝土开始浇筑前。9#、14#、18#、23#坝段由监测单位按设计图纸埋设永久监测温度计和测温光纤进行温度监测。11#、15#、19#坝段由施工单位埋设永久监测温度计进行温度监测。

4.2 坝体混凝土温度监测成果

根据温度监测成果分析可知局部高温时段浇筑混凝土仓号存在最高温度超温的现象，但通过各项降温措施混凝土温度均能满足通水冷却结束标准。

监测过程中对临时观测与永久观测以及不同单位之间观测数据进行对比分析，能更准确、有效的监控混凝土温度变化，对最高温度超温或有超温趋势的部位采取适当加强冷却通水、延缓拆模等方式，控制温度裂缝的产生。

5 效果评价

通过采取上述各项措施，建设单位克服了干热河谷大体积混凝土温控不利条件，施工过程中虽存在高温季节高温时段因温度倒灌导致混凝土仓面浇筑温度局部超标，从而带来局部混凝土内部最高温度超过设计允许最高温度的情况。但通过通水冷却等措施，混凝土温度均能满足通水冷却结束标准，大坝坝体在施工过程中未发生温度裂缝。温控总体受控，并对大坝混凝土质量产生积极影响。对其他类似条件工程大体积混凝土温控施工具有一定参考意义。