極寒地區碾壓混凝土重力壩河水冷卻溫控施工技術應用與效果

【摘要】新疆處于嚴寒地區，如何做好大壩的溫控技術成了保證大壩施工質量重要因素，為a了保證大壩施工質量，同時在成本上考慮，采取河水進行冷卻溫控，本文主要針對極寒地區碾壓混凝土重力壩河水冷卻溫控施工技術應用與效果進行探討。

【關鍵詞】溫控；冷卻通水；通水流量

1.概況

新疆沙爾布拉克碾壓混凝土重力壩工程壩頂高程804m，壩頂寬5m，最大壩高57.5m，壩軸線總長213.325m，溢流壩段長27.5m。壩砼總計19萬m3，其中大壩碾壓混凝土16.3萬m3，常態混凝土2.8萬m3，鋼筋制安660t。庫區來水主要發源于阿爾泰山中段的庫爾木圖達坂，阿爾泰山中段南坡。主要山脊高度在3000米以上，地區屬大陸性氣候，夏季溫暖多雨；冬季嚴寒，山谷中少雪而高山地帶大雪紛飛。年平均溫度為0度，其中7月份高山雪線以下的地區平均溫度為15～17℃，冬季最低氣溫達到-62度年均降水量在500～700毫米之間。

根據項目部經濟成本計劃，同時也為了保證施工質量，現要求項目部利用有限成本進行大壩混凝土溫控施工。

2.影響混凝土溫度的主要因素

2.1 膠凝材料對混凝土溫度的影響

大體積砼中水泥是水化熱的主要熱源，減少水化熱是防止混凝土溫度上升的主要因素。為了保證大體積砼的強度要求，同時降低水泥用量，選用水化熱低的水泥是降低水化熱的重要手段。

工程采用某牌P·O42.5水泥，其水泥化學分析檢測結果見表1，水泥水化熱檢測見表2。

從檢測結果可知：某牌P·O42.5水泥水化熱較低，所檢3天與7天水化熱指標，符合規范對中熱水泥水化熱的要求，并接近于低熱水泥。采用此品牌的P·O42.5水泥可以從源頭上降低混凝土的水化熱。

2.2 自然條件對混凝土溫度的影響

大壩表面混凝土溫度與外界氣溫有直接關系，新疆全年日照2550-3500小時，夏至日后日照時間長達14-16小時，冬至日后日照時間在9小時左右，且早晚溫差在10℃以上，高時可達20℃。做好壩面的流水養護工作，同時也是給壩面混凝土做了層防護，也降低了壩面混凝土溫度。

3.溫控方案應用及效果

優化好配合比及做好壩面日常的流水養護工作都給混凝土溫控帶來了一定的效果，但由于混凝土導熱系數小，如何做好大壩內部砼的溫控是決定大壩澆筑質量的關鍵因素之一，而且如何經濟有效的做好大壩混凝土溫控工作成了項目部一直考慮的問題。由于電站地處新疆地區，新疆夏季主要是6，7，8三個月，最高氣溫34℃，最低氣溫6℃，電站庫區來水主要以上游雪山融雪為主，河水溫度低，8月1日對大壩下游水溫進行測量，水溫僅有16℃，低水溫的運用能夠給相對高溫的混凝土降溫帶來效果，同時也帶來經濟效果，于是項目部采用河水進行大壩混凝土溫控工作。

3.1 通水方案

按設計要求，壩體冷卻水管采用塑料管，支管內徑28mm，外徑32mm按蛇形布置，管頭設置閘閥以調節流量，在基礎約束區（EL758高程以下）水管間距為1.5m×3m（水平×垂直），非約束區（EL758高程以上）水管間距為3m×3m（水平×垂直）。支管距離上下游壩面以及橫縫面的最短距離不小于0.8m。在右岸壩頭設置50噸水池兩個，其中1#水池設置遮陽棚，2#水池不設置遮陽棚，設置遮陽棚主要是以日照來調節水溫。水池單獨配置18.5KW水泵2臺，一臺使用，一臺備用。供水以河水為水源，24小時不間斷，混凝土澆筑完成后，為了保證混凝土溫度與水溫之差不大于15℃，前期通水主要以2#水池為主，并保證通水流量不小于20升/分，每天測溫兩次，如混凝土溫度降溫大于1℃/d，則降低通水流量，通水天數以20天為準，如果混凝土溫度趨于穩定并小于設計值則停止冷卻通水。如果出水溫度大于設計溫度則進行二期通水冷卻，二期通水主要采用1#水池的水為主，通水后及時觀察混凝土溫度，同時根據混凝土溫度及時調節通水流量，并同時保證通水流量不小于20升/分。

3.2 應用效果

大壩冷卻通水工作2012年度，從8月9日開始。大壩EL756.5通水測溫情況詳見表3，選取溢流壩段大壩EL756.5，T2溫度計溫度觀測數據見表4

經過17天連續通水后，溢流壩段EL765.5混凝土溫度趨于平衡，且小于設計要求的強約束區給定的第一期通水控制在23℃，故停止第一期冷卻通水。

4.結語

購買制冷設備也能夠做好溫控的工作，當然這會帶來大量的投資，且工程年有效工作時間短，在年有效的工作時間內高溫季節也短，早晚溫差大，合理利用自然環境的因素，在極寒地區，利用河水進行大壩混凝土溫控，能夠帶來成本上大幅度的節約，同時也能給工程增值。