溪洛渡大壩高溫季節(jié)混凝土澆筑溫控措施

曹 華，向 飛

(四川二灘國(guó)際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川成都 610072)

1 前 言

溪洛渡水電站樞紐工程由攔河大壩、泄洪建筑物、引水發(fā)電建筑物等組成。攔河大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高278.00m，壩頂高程610.00m，頂拱中心線弧長(zhǎng)681.51m。泄洪消能建筑物采取“分散泄洪、分區(qū)消能”的布置原則，在壩身布設(shè)7個(gè)表孔、8個(gè)深孔與兩岸4條泄洪洞共同泄洪，壩后設(shè)有水墊塘消能。發(fā)電廠房為地下式，分設(shè)在左、右兩岸山體內(nèi)，各裝機(jī)9臺(tái)單機(jī)容量為770MW的水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量13 860MW。

供應(yīng)大壩混凝土的拌合樓設(shè)置在右岸高程610.00m平臺(tái)和4號(hào)路進(jìn)口高程600.00m平臺(tái)，拌合樓容量為4.5×4m3/樓。混凝土垂直運(yùn)輸設(shè)計(jì)了5臺(tái)30t布置在同一高程的平移式纜機(jī)，每臺(tái)纜機(jī)配備30t側(cè)卸車2～3臺(tái)。

溪洛渡大壩混凝土共計(jì)657.9萬(wàn)m3，合同工期共計(jì)51個(gè)月，要求大壩混凝土必須全年生產(chǎn)，且在高溫季節(jié)仍然要保持較高的混凝土澆筑強(qiáng)度。

2 氣象條件及混凝土澆筑溫度

電站壩址區(qū)夏季氣溫高，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，從5月份到9月份的平均氣溫達(dá)到了23℃以上，7月、8月月平均氣溫高達(dá)27.1℃。混凝土澆筑溫度的控制要求高，氣溫統(tǒng)計(jì)和設(shè)計(jì)澆筑溫度要求見(jiàn)表1、2。

表1 溪洛渡樞紐各月平均氣溫統(tǒng)計(jì) ℃

表2 混凝土澆筑溫度分月控制 ℃

3 高溫季節(jié)混凝土澆筑控制措施

3.1 嚴(yán)格按照開(kāi)倉(cāng)條件進(jìn)行開(kāi)倉(cāng)

溪洛渡大壩混凝土在高溫季節(jié)澆筑過(guò)程中，開(kāi)倉(cāng)前遇到以下情況時(shí)，禁止開(kāi)倉(cāng)。

(1)拌和樓有故障或拌合樓單樓運(yùn)行時(shí)，拌和樓強(qiáng)度不滿足倉(cāng)面設(shè)計(jì)要求的(單臺(tái)拌和樓實(shí)際生產(chǎn)強(qiáng)度按180m3/h計(jì))，不允許開(kāi)倉(cāng);

(2)混凝土初凝時(shí)間小于8h或大于等于12h的不允許開(kāi)倉(cāng);

(3)纜機(jī)有故障或配置纜機(jī)數(shù)量不滿足澆筑覆蓋強(qiáng)度要求時(shí)不允許開(kāi)倉(cāng);

(4)倉(cāng)面資源未完全到位時(shí)不允許開(kāi)倉(cāng);

(5)噴霧設(shè)備不能正常運(yùn)行的不允許開(kāi)倉(cāng);

(6)冷卻水管未經(jīng)過(guò)通水測(cè)試的不允許開(kāi)倉(cāng);

(7)冷水機(jī)組不能正常運(yùn)行的不允許開(kāi)倉(cāng);

(8)中雨或長(zhǎng)時(shí)間小雨天氣下不允許開(kāi)倉(cāng)。

除上述情況外，如存在其他未知狀況嚴(yán)重影響混凝土澆筑溫度、混凝土內(nèi)部溫度控制、混凝土特性、混凝土覆蓋強(qiáng)度情況時(shí)，不允許開(kāi)倉(cāng)。

3.2 出機(jī)口溫度和入倉(cāng)溫度控制

根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)要求，混凝土出機(jī)口溫度最低按照高于5℃、低于7℃控制。因此對(duì)骨料采取了一次、二次風(fēng)冷措施進(jìn)行預(yù)冷，并采取加冰、加制冷水拌合措施以降低混凝土出機(jī)口溫度。根據(jù)理論計(jì)算，每立方米混凝土加10kg冰，可降低出機(jī)口溫度1.1～1.2℃左右;每立方米混凝土加10kg 3～4℃低溫冷水拌和，可降低出機(jī)口溫度0.22～0.25℃左右;骨料溫度每降低1℃，可降低出機(jī)口溫度0.6℃左右;砂石溫度每降低1℃，可降低出機(jī)口溫度0.2℃左右。溪洛渡大壩C18040混凝土骨料預(yù)冷組合措施參考表3控制。其他標(biāo)號(hào)的混凝土可以按照C18040混凝土配比進(jìn)行換算。

大壩混凝土出機(jī)口溫度控制符合率必須達(dá)到85%以上，對(duì)于合格率低于85%的澆筑倉(cāng)面，對(duì)澆筑溫度進(jìn)行預(yù)警，要加強(qiáng)對(duì)后續(xù)倉(cāng)面噴霧、保溫、通水的控制力度。

表3 C18040混凝土各種預(yù)冷組合措施下出機(jī)口溫度參考 ℃

3.3 混凝土運(yùn)輸過(guò)程的溫度控制

減少周轉(zhuǎn)次數(shù)是控制混凝土運(yùn)輸過(guò)程中溫度回升的最有效辦法。溪洛渡大壩混凝土采用側(cè)卸汽車+纜機(jī)配9m3立罐入倉(cāng)。高線混凝土系統(tǒng)位于右岸610m高程平臺(tái)，側(cè)卸車自系統(tǒng)至供料平臺(tái)平均運(yùn)距約157m，運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)1min。纜機(jī)垂直距離最長(zhǎng)約為300m，時(shí)間控制在3min內(nèi)。總體上，混凝土從拌合樓至倉(cāng)面的時(shí)間控制在6min內(nèi)，混凝土運(yùn)輸過(guò)程中的溫升不大于1℃。

3.4 倉(cāng)面溫控

3.4.1 倉(cāng)面溫控主要措施

倉(cāng)面溫控措施主要采取高強(qiáng)度入倉(cāng)、坯層覆蓋保溫被、噴霧冷卻和通倉(cāng)鋪設(shè)冷卻水管。

(1)高強(qiáng)度入倉(cāng)。溪洛渡大壩混凝土澆筑通常按照3.0m升層澆筑，共計(jì)分為6個(gè)坯層，按照0.4m+0.5m×3+0.55m×2設(shè)計(jì)。

根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)要求，大壩混凝土第一坯層覆蓋時(shí)間必須在4.5h以下，其余坯層覆蓋時(shí)間必須不大于4h;每臺(tái)纜機(jī)的小時(shí)入倉(cāng)強(qiáng)度必須達(dá)到90m3/h以上。所設(shè)置的拌合樓和纜機(jī)完全滿足要求。

(2)澆筑過(guò)程中覆蓋保溫被。通過(guò)試驗(yàn)，采用外包三防篷蓋帆布、聚乙烯發(fā)泡材料為內(nèi)芯的保溫被(規(guī)格厚度2cm，長(zhǎng)×寬=2.0m×4.0m)，鋪設(shè)過(guò)程中搭接長(zhǎng)度不小于10cm。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，在進(jìn)行下一坯層混凝土澆筑前覆蓋有保溫被的比未覆蓋保溫被的混凝土溫度低2～3℃，坯層覆蓋保溫被是防止?jié)仓囟瓤焖倩厣年P(guān)鍵手段。配置保溫被的面積必須達(dá)到倉(cāng)面理論面積的1/3及以上，滿足“不下料、不平倉(cāng)、不振搗區(qū)域全部覆蓋保溫被的基本要求;在中午、下午高溫時(shí)段，每臺(tái)纜機(jī)澆筑控制范圍內(nèi)的保溫被施工必須保證至少4人，負(fù)責(zé)循環(huán)覆蓋和揭開(kāi);同時(shí)配置3～4人專門(mén)進(jìn)行倉(cāng)面噴霧作業(yè)，主要負(fù)責(zé)運(yùn)行、檢查噴霧機(jī)噴霧效果，當(dāng)噴霧機(jī)效果不滿足要求時(shí)，補(bǔ)充沖毛槍輔助噴霧。”

(3)澆筑過(guò)程噴霧。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，噴霧機(jī)安裝距離控制在10～15m、高度不大于5m工況下，可以有效降低倉(cāng)面小環(huán)境溫度5～7℃，保持倉(cāng)面濕潤(rùn)狀態(tài)，有效降低混凝土溫升和水分的散失。

(4)通水冷卻。大壩通水冷卻水管為HDPE塑料管，導(dǎo)熱系數(shù)不小于1.0kJ/(m·h·℃)，拉升屈服應(yīng)力不小于20MPa，破壞內(nèi)水靜水壓力不小于2MPa，單根冷卻水管長(zhǎng)度不大于300m。冷卻水管分別鋪設(shè)在第一和第四坯層上。高溫季節(jié)冷卻水管鋪設(shè)間距為1.0m。

冷卻水管鋪設(shè)完畢后立即開(kāi)始通壓力不低于0.18MPa的循環(huán)水，每支冷卻水管通水流量不低于1.2～1.5m3/h。

3.4.2 澆筑過(guò)程中的調(diào)整與處理

溪洛渡大壩混凝土在高溫時(shí)段澆筑時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的情況，及時(shí)作出相應(yīng)的調(diào)整和處理:

(1)出機(jī)口溫度超標(biāo)引起入倉(cāng)溫度超標(biāo)，倉(cāng)面測(cè)溫人員必須告知拌和樓，及時(shí)調(diào)整出機(jī)口溫度。

(2)混凝土運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起入倉(cāng)溫度超標(biāo)，必須對(duì)引起混凝土運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的原因進(jìn)行排查。如果是由于側(cè)卸車候機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的，可適當(dāng)減少側(cè)卸車數(shù)量，減少側(cè)卸車等候時(shí)間;如果是由于纜機(jī)故障造成的，則必須及時(shí)排除纜機(jī)故障。倉(cāng)面混凝土采用薄層澆筑，減少相應(yīng)纜機(jī)所對(duì)應(yīng)的側(cè)卸車數(shù)量。

(3)如果大氣溫度過(guò)高引起入倉(cāng)溫度超標(biāo)，此種情況下可聯(lián)系拌和樓，適當(dāng)降低出機(jī)口溫度。

(4)如在混凝土運(yùn)輸過(guò)程中采取了設(shè)計(jì)要求的保溫措施后，倉(cāng)面噴霧和保溫也比較到位，澆筑溫度依然超標(biāo)時(shí)，如超標(biāo)值不大于2℃，則降低出機(jī)口溫度或采取薄層澆筑進(jìn)行調(diào)整。

(5)極端高溫天氣處理:當(dāng)倉(cāng)面溫度高于37℃時(shí)，沒(méi)有開(kāi)倉(cāng)的混凝土禁止開(kāi)倉(cāng)，已開(kāi)倉(cāng)的混凝土除采取正常的噴霧外，需臨時(shí)增設(shè)沖毛槍進(jìn)行噴霧降溫，且必要時(shí)可采取40cm層厚的薄層澆筑。

(6)加強(qiáng)對(duì)接頭處的處理，接頭處混凝土澆筑完成后，必須及時(shí)覆蓋以加強(qiáng)對(duì)其保溫。

(7)本倉(cāng)混凝土澆筑完成后，如果發(fā)現(xiàn)澆筑溫度超標(biāo)，則根據(jù)超標(biāo)情況適當(dāng)加大一期通水流量，且混凝土初凝后在其表面進(jìn)行流水養(yǎng)護(hù)。氣溫驟降期間可暫不做處理。

4 結(jié)束語(yǔ)

溪洛渡大壩在2010年高溫季節(jié)生產(chǎn)混凝土69.95萬(wàn)m3、2011年高溫季節(jié)生產(chǎn)混凝土93.01萬(wàn)m3，2012年5月至7月已經(jīng)生產(chǎn)混凝土55.97萬(wàn)m3。實(shí)測(cè)大壩混凝土澆筑溫度最高14.1℃，最低8.6℃，澆筑溫度符合率達(dá)到了92.66%，高于設(shè)計(jì)要求的85%。可見(jiàn)，溪洛渡大壩混凝土在高溫季節(jié)澆筑所采取的措施是成功的。