水庫大壩混凝土澆筑溫度控制措施及其監測工作探討

張玉霞

(甘肅省疏勒河管理局昌馬灌區管理處 玉門鎮 735211)

1 水庫大壩項目概況

本文以廣西樂灘水電站為例進行闡述，該水庫大壩主體為混凝土重力壩，由混凝土重力壩、消力池、壩頂溢流表孔、發電機房等組成，發電機組總裝機容量600MW。水庫大壩具體參數:壩高130.2m;正常蓄水水位826m，總容量2.132億m3;大壩總長172.3m，頂部寬度8m。大壩主體運用的是二級配碾壓混凝土自身防滲，對大壩基礎進行改進抬高后，使得大壩的壩高最大處為114.2m;大壩主體有6條誘導縫、1條橫縫，為了方便混凝土的施工，泄洪排砂孔沒有進行專門設置。位于河床處，大壩采用了5個開敞式溢流表孔，規格為高程712.3m、單孔直徑12m，對于溢流水流的消能主要采用了“消力池+臺階壩面+‘X’形寬尾墩”的模式。該大壩位于河谷內，河流兩岸是筆峭的山崖，所以，施工場所顯得相對狹窄。同時，數據顯示該地區年平均氣溫是26.3℃，年平均濕度為72%左右，溫度變化大，在夏季平均氣溫為30.2℃，冬季平均氣溫為3.6℃，而年溫度最高時可達到40.1℃。

2 水庫大壩混凝土澆筑溫度控制主要措施

2.1 混凝土攪拌時的溫度控制

混凝土溫度控制是防止混凝土在施工期和運用期產生裂縫的主要措施之一，是混凝土澆筑質量的重要保障。大壩施工單位結合當地實際情況，施工前做好調研，掌握近期氣象情況，為不同的氣溫條件制定不同的溫度控制要求［1］。

在夏季高溫期間，骨料堆放處搭設防曬棚，同時可以對粗骨料進行受冷處理，一般采用深井冷水降溫攪拌;在冬季低溫期間施工時，一般混凝土結構不低于6℃，所以應當確?；炷吝M行澆注時的溫度。采用拌和樓設備，所用的粗骨料在拌和樓進行預熱，原理是利用拌和樓的熱蒸氣加熱鍋爐房內水箱，使得小石、砂子在拌和樓料倉和調節料倉進行預熱。同時，選擇在白天溫度較高時進行攪拌澆筑的工作［2］。

對施工過程中混凝土溫度的監測結果顯示:在半小時內溫度提高1.5℃左右，每小時溫度要提高2.5℃左右。混凝土運輸過程中預冷混凝土溫度回升與運輸機具類型、運輸時間和混凝土轉運次數及外界氣溫有關。為了避免這一現象，可以選擇采取以下方法來進行控制:?在使用自卸汽車對混凝土進行運輸的過程中，汽車頂部設置活動遮陽棚，外側面貼隔熱板，避免新攪拌的混凝土受到陽光、風、雨等作用而影響其使用性能;汽車入口設噴霧裝置，以降低環境氣溫，同時在車廂四周使用聚乙烯塑料進行保溫處理;?在使用吊罐對混凝土進行垂直運輸時，在吊罐上方設遮陽防雨蓋板和保溫隔熱設施，比如:選擇使用聚乙烯塑料進行保溫;?在進行施工安排時，應當確保混凝土能夠及時入倉，使用倉面噴霧技術，以減少太陽輻射;?安排混凝土運輸車輛要科學合理，盡量減少混凝土轉運次數，提高運輸車輛調度水平與利用效率，進而確?；炷吝M行攪拌時的溫度符合要求［3］。

2.2 混凝土澆筑時的溫度控制

澆筑是把混凝土材料加到模子里制成預定形體。在進行大壩混凝土澆筑時，依照不同月份，不同氣候條件，控制混凝土澆筑溫度:?該地區氣溫較低季節進行施工作業時，應盡量在一天中溫度較高時段進行澆筑作業;在混凝土澆筑到壩體后，大約在4h以后，需要對壩體進行豹紋覆蓋，可以先鋪一層塑料薄膜，再覆蓋一兩層草袋，避免太陽對混凝土的暴曬;同時，加快澆筑速度，縮短澆筑時間，以減少熱量損失;?該地區氣溫較高月份，應盡量避開一天中溫度較高時段，安排在夜間和早晚溫度相對較低時進行混凝土澆筑作業;如果必須在氣溫較高的條件下澆筑，應對澆筑的壩體進行噴霧處理，以便大壩壩體始終處于濕潤狀態，進而降低壩體的溫度［4］。

該水電站水庫大壩澆筑混凝土采用短間歇薄層連續澆筑方法，是大體積混凝土常用的施工方法之一。該方法優點是施工工藝簡單，實用性強，溫控費用低。但是當基巖剛度較大時，基礎混凝土薄塊的自由變形往往受到很大約束，在降溫期易發生貫穿裂縫。該工程具體施工操作時根據結構、澆筑、立模、溫控等條件確定了每次澆筑的厚度;舊混凝土和基礎之間的約束部位澆筑間歇期7天左右，厚度保持為1.5m左右。為了保證塊間混凝土結合良好，所有施工縫均用人工鑿成毛面，鑿入深度為粗骨料露出1/3左右。

2.3 澆筑后的混凝土溫度控制

對于澆筑后的混凝土溫度控制主要有兩方面:?混凝土澆筑后的養護;?混凝土澆筑后的通水冷卻?；炷翝仓笠豁椫匾B護工作即是防止開裂。由于剛澆筑完的混凝土還沒有完全硬化，可能導致混凝土出現裂縫，一般混凝土裂縫出現在早期，所以需要重點養護的是混凝土澆筑后形成的早期發展最寬的裂縫?；炷帘砻骛B護也是一項非常重要的工作。通過對其表面進行養護，才能提高混凝土的抗裂性能。在每年5～10月，氣溫較高的季節進行混凝土澆筑作業時，在完成澆筑12h以后，應對混凝土表面進行灑水養護。在氣溫較高時還應該提前進行養護，這樣可使混凝土表層能夠長時間保持潤濕的狀態;反之，在氣溫較低時，應當在施工期間對混凝土采取必要的保溫措施。最后，如果澆筑混凝土的方式是短間歇薄層連續澆筑，那么正確的處理方法是對混凝土澆筑的間歇面采取灑水養護，注意保持時間在1個月左右［5］。

在施工時，壩體內預先埋設冷卻水管，依據對混凝土降溫的目的和階段不同，其應用過程可分成兩個階段。第一階段冷卻的目的有三方面:?控制新舊兩層之間的溫差和混凝土內外之間的溫差;?降低混凝土壩體的最高溫度;?減少基礎溫差。在第一階段冷卻時，要注意24h后需更換一次冷卻水，同時壩體澆筑結束后的混凝土與所用冷卻水之間溫差不要大于25℃。第二階段冷卻的目的是為了滿足縱橫縫澆筑混凝土的要求，在對壩體的接縫處澆筑混凝土之前，澆筑混凝土和接縫處及其附近的壩體之間的溫差控制在允許范圍內。同樣，在第二階段冷卻時，同時冷卻同一澆筑層的上下兩段和同一接縫處的左右壩段，注意壩體澆筑結束后的混凝土與冷卻水之間溫差不能大于25℃，從而避免壩體兩端之間出現較大溫差。最后，還有幾方面值得注意的事項:在開始通水24h后應當更換一次水流的方向，確?；炷辆鶆蚶鋮s;為了減少壩體混凝土裂縫的數目，不能使混凝土溫度降低得過快，在對預埋的冷卻管沖水后，水流量不能超過25L/min，混凝土溫度降低量不能大于1℃;當混凝土溫度控制在穩定之后，可以每班更換一次水流方向。

3 加強施工期混凝土溫度監測

在混凝土澆筑過程中應當加強混凝土溫度的測量工作，同時應注意氣候溫度的變化，防止氣溫變化太快而對混凝土造成影響，進而保證在施工作業期間混凝土不受到氣候變化的影響。除此之外，還應測量混凝土溫度，從而判斷保溫效果，根據其結果提高或調整混凝土保溫方法。關于監測混凝土溫度主要有以下幾方面［6］:

a.在澆筑的混凝土中預先安置電阻式溫度計或者熱電偶等溫度傳感器，目的是隨時監測混凝土的溫度變化。

b.在對混凝土進行通冷卻水冷卻時，應當每4h測量一次冷卻管進出口處的冷卻水溫度，并且要及時做好相關記錄。

c.及時記錄測量結果并以測量報告的形式每周提交一次，需要測量混凝土的平均溫度時，應將其中一條冷卻水管停止供水72h后再進行測量，在壩體混凝土澆筑結束后的3天內應當對加密溫度測量，當出現寒潮或者室外溫度驟降時，應當加密混凝土測量的次數。

4 結語

該大壩水庫位于我國南方地區，氣候溫度差別較大，大壩混凝土澆筑期間包括攪拌、澆筑前、澆筑后采取了一系列措施來控制澆筑溫度，達到了有效的控制溫度裂縫的目的，到目前為止該大壩未出現危害性裂縫。實踐證明，關鍵是要把溫控理論、已有經驗和實際情況相結合，才能制定出有效的施工和溫控方案;在工程試驗方面，還需保證混凝土強度、彈性等方面滿足要求，以增強防裂能力;最后，有效監測混凝土溫度變化情況，從而避免因為混凝土溫度過高而出現溫度裂縫的現象，最終保證大壩的施工質量?！?/p>

1 方言.水利水電工程施工十大技術標準規范及工程建設標準強制性條文:卷二［M］.北京:中國水利水電出版社，2007.1.

2 馬傳龍.朝陽水庫大壩混凝土溫度控制措施［J］.東北水利水電，2006(12):18-19.

3 楊凡，劉建林.龍口水利樞紐工程混凝土澆筑溫度控制［J］.水利發電，2009(10):7-19.

4 胡波.淺析大體積混凝土澆筑的溫度控制［J］.采礦技術，2008(2):74-75.

5 梁志林，簡宜端.三峽三期工程大壩混凝土內部溫度監測淺析［J］.葛洲壩集團科技，2005(4):38-40.

6 郭德強.水庫大壩混凝土澆筑溫度的控制［J］.技術與市場，2011(6):95-97.