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1、水库大坝大体积混凝土施工温度控制措施 摘 要:大体积混凝土在水库大坝的应用十分广泛，但混凝土的温度裂缝也是常见的问题。为有效对大坝大体积混凝土温度进行控制，本文结合工程实例，对大坝大体积混凝土施工温度控制进行详细的计算和分析，并提出相应的大体积混凝土温度控制与防裂措施。供同类工程的温控施工参考与借鉴。 关键词: 水库大坝；大体积混凝土施工；温控措施 中图分类号：TV544+.91文献标识码： A 文章编号： 随着我国水利设施建设的不断完善，混凝土结构成为了水库大坝建设当中的重要部分，但混凝土的应用过程也面临着巨大的挑战。一般来说，混凝土在浇筑后，由于水泥水化热导致混凝土内部温度上升，在一定约束
2、条件下会产生较大的拉应力，致使混凝土浇筑体内外均产生大范围温度裂缝，严重影响了混凝土构筑物的强度和降低了混凝土结构耐久性，影响坝体工程质量。因此，必须从根本上分析大坝混凝土温度裂缝的产生原因 ,采取各种措施减少和控制温度裂缝的出现，确保大坝混凝土工程的质量。 1 工程概况 某水库大坝为现浇混凝土单曲拱坝，高26.5m，基础底宽40m，溢流坝坝体底宽20.24m，顶宽4m，顶长76.5m，背水坡比为1：0.7，属常态混凝土重力坝。坝底到坝顶高程为299.3325.8m，大坝表面设计为C25混凝土，大坝内部设计为C15混凝土。坝体分为3个坝段，设有2条横缝，混凝土总量约2万m3。 一般来说，混凝土
3、在浇筑后，由于水泥水化热，内部温度上升，在一定约束条件下会产生较大的拉应力，导致混凝土产生裂缝，影响坝体工程质量。因此，需对大坝混凝土温度进行研究并采取相应的控制措施。 2 混凝土温控标准 2.1 混凝土温度控制标准 (1)基础温差 根据坝体运用条件、结构要求和基岩特性, 参照国内外有关规范规定和工程经验, 经计算分析拟定本工程混凝土温度控制标准见表1。混凝土浇平相邻基岩面, 应停歇冷却至相邻基岩温度后, 再继续上升。 表1基础允许温差单位： (2)混凝土内外温差标准 为降低混凝土温度梯度, 防止产生表面裂缝, 内外温差控制在1820 , 常态混凝土取上限, 碾压混凝土取下限，该工程取用常态混
4、凝土。 (3)坝体混凝土设计允许最高温度 根据各部位稳定温度、准稳定温度及温控标准和表面保护标准, 确定坝体设计允许最高温度见表2。 表2 坝体设计允许最高温 (4)新老混凝土上、下层温差标准 在龄期28d以上的老混凝土上连续浇筑新混凝土, 在新浇筑混凝土连续上升的条件下, 新老混凝土在各自0.2L 高度范围内的上下层温差为16 18 。当新浇凝土不能连续上升时, 该标准应适当加严。 2.2 混凝土温度应力控制标准 根据混凝土施工规范, 施工期混凝土浇筑块水平向徐变温度应力采用有限元法计算, 其允许水平应力如表3所示。 表3 大坝混凝土施工期温度应力标准 3 混凝土温度及温度应力 3.1 稳定
5、温度场 根据计算结果, 泄洪坝段基础约束区稳定温度为16.2 16.6 , 非溢流坝段基础约束区稳定温度约为17.2 左右。偏安全考虑, 泄洪坝段基础约束区平均稳定温度取为16 ,非溢流坝段基础约束区平均稳定温度取为17。 3.2 施工期温度 考虑到整个坝体的均匀上升和坝段之间的高程限制和约束, 最先从最低泄洪坝段开始施工。根据施工进度安排, 泄洪坝段在高温季节仍然浇筑基础强约束区, 因此选取泄洪坝段作为典型坝段进行温度计算分析。1.5m 浇筑层厚层间间歇时间为10d, 2.0m浇筑层厚层间间歇时间为13d。基础约束区浇筑层厚为1.5m, 水管间距为210m115m(水平间距竖直间距), 脱离
6、基础约束区浇筑层厚为2.0m,水管间距为1.5m 2.1m (水平间距竖直间距)。 4坝体混凝土温控措施 4.1 提高混凝土抗裂能力 混凝土配合比设计和混凝土施工, 应保证混凝土设计所必须的极限拉伸值(或抗拉强度)、施工匀质性指标和强度保证率。施工中应加强施工管理, 改进施工工艺,改善混凝土性能, 提高混凝土抗裂能力。 4.2 合理安排混凝土施工程序和施工进度 合理安排混凝土施工程序和施工进度是防止基础贯穿裂缝、减少表面裂缝的主要措施之一。施工程序和施工进度安排应满足: 基础约束区混凝土在设计规定间歇时间内连续均匀上升, 不得出现薄层长间歇；其余部位基本作到短间歇均匀上升；相邻坝段高差应符合设
7、计允许高差要求；应尽量缩短固结灌浆时间, 并在规定的间歇期内浇筑上层混凝土；基础约束区混凝土宜安排在10月次年4月气温较低季节浇筑, 尽量避开6月 8 月高温季节。高温季节浇筑混凝土, 应利用晚间浇筑, 以避开正午高温时段。 4.3 降低浇筑温度、减少水化热温升 采取必要温控措施, 使坝体实际出现的最高温度不超过坝体设计允许最高温度。控制坝体实际最高温度的有效措施是降低混凝土浇筑温度、减少胶凝材料、合理的层厚及间歇期、初期通水等。高温季节或较高温季节浇筑混凝土时, 应采用预冷混凝土浇筑。必要时，可掺入适量石块，该方法目的为了减少混凝土用量，降下水化热，但为保证混凝土整体的强度，石块掺入量一般不
8、宜超过20%。主体建筑物基础约束区混凝土浇筑温度冬季12月 2月自然入仓外, 3月和11月浇筑温度不超过14 , 4月和10月浇筑温度不超过16 ,5月和9月不超过17 , 6月8月不超过18；脱离基础约束区混凝土11月3月自然入仓, 其余季节混凝土浇筑温度不得超过1618。应注意夏季浇筑能力要适应入仓强度要求, 尽量避天正午1016时浇筑混凝土。 4.4水温控制措施 采用2制冷水，按75m3/h生产计算，冷水供应强度为9.75m3/h，选用10m3/h的制冷设备。砂温控制措施:湿法生产，设2个成品料仓，料仓设钢桁架屋顶遮阳措施。水泥降温措施:采用自来水喷淋及遮阳措施。石子降温措施:料仓设计成
9、方形筒仓，用2冷水喷淋降温。将28石子降为14，需2水用量为21m3/h，配置1台25m3/h的冷却机组。 4.5混凝土表面保温 在低温季节和气温骤降季节,混凝土进行早期表面保温保护。保温时间至少为1个低温季节。对于基础约束区，23d的日均温度下降超过6时，视为气温骤降；对于非基础约束区，23d的日均温度超过8时，视为气温骤降。保温的目的是避免因表面温度梯度过大而产生表面裂缝。在实际施工中，为便于掌握保温时间，可以按施工规范，当坝体内外温差有可能大于20时，即对混凝土表面进行保温。 4.6混凝土养护 混凝土在浇筑后应进行保护,混凝土表面的水分在蒸发的作用下会急剧损失，会影响混凝土强度的发展，甚
10、至会引起干缩裂缝。因此，在混凝土浇筑完毕后1218h即开始养护，但在炎热、干燥的气候条件下应提前养护。 （1）永久暴露面养护 大坝永久暴露面为坝体的上、下游面，采用ª32mm聚乙烯塑料管(P管)，每隔2030cm钻ª1mm左右的小孔，挂在模板上或外露拉条筋上，通水量15L/min左右。混凝土拆模后即开始流水养护，水管随模板上升而上升，白天实行不间断流水养护，夜间可实行间断流水养护，即流水养护1h，保持湿润1h，当夜间气温超过25时实行不间断流水养护。 （2）左右侧面养护 左右侧使用的键槽模板不宜挂水管，而进行小流量水喷洒或人工洒水养护，特别是低块浇筑时，既要养护好侧面又不能
11、将水流到仓内，养护时间不少于90d。 （3）水平面养护 当混凝土在初凝后，能抵抗自然流水破坏，表面即可进行洒水养护，洒水时在水龙头上加莲蓬头，仓面的养护时间直至上仓浇筑为止。 （4）雨天养护 下雨持续时间超过30min，停止各坝块表面及侧面养护工作；下雨持续超过1h，停止下、下游面及外露孔口侧面的流水养护；雨停后1h恢复正常的养护工作。 4.7温度测量 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仓面面积应不少于1个测点，每一浇筑层应不少于3个测点，测点应均匀分布在浇筑层面上。在浇筑块内部按每150m2埋设1支温度计或热电偶进行温度观测。 5 结束语 综上所述，通过对大坝混凝土温度控制，水库大坝建成后的蓄水运行良好，坝体混凝土在安全监测中未出现变形和温度裂缝的现象。表面了大坝混凝土所采取的混凝土设计计算和温度控制措施可有效地满足设计要求，保证水库大坝的浇筑质量。从而更好地发挥大坝的经济效益和社会效益。 参考文献 1 马传龙，朝阳水库大坝混凝土温度控制措施J.东北水利水电.2006.12 2 黄超，混凝土双曲拱坝温度的控制J.华电技术.2009.06
