淺談大體積混凝土施工期溫控監測

侯杰

（中國葛洲壩集團試驗檢測有限公司 湖北宜昌 443002）

引言

現代建筑大體積混凝土澆筑在大型水利工程技術中普遍應用。由于體積較大，表面系數較小，水泥水化熱釋放較大，內部升溫比較快，造成混凝土內外溫差較大。而當混凝土內外溫差變大時，會使混凝土產生裂縫，從而影響混凝土的澆筑質量。在大體積混凝土在施工中，混凝土溫度控制是為防止由于溫度原因導致混凝土裂縫所采取的措施。

而在一系列的溫控措施下，為了能夠精確檢驗溫控效果，發現溫控可能出現的問題，一般在混凝土部內布置溫控監測儀器，溫度計是最普遍、簡單的溫控監測儀器。以溫度計測量混凝土澆筑倉的平均溫度，能及時、直觀的反映出混凝土當前內部溫度，分析出溫度控制效果，為溫控提供更有效的數據資料依據。以便施工溫度控制和建筑物安全運行。

1 溫控監測布置原則

（1）符合我國行業規范要求是溫控監測的基本原則。

（2）施工期溫控監測的唯一目的就是為混凝土溫控服務。所有溫度計的安裝部位、數量、數據分析等，應和溫控措施相結合，這是施工期溫控監測存在的原因，也是監測儀器布置的最重要的原則。

（3）根據當前混凝土溫控監測技術的發展情況。依據程相關技術要求，結合工程施工期實際情況，合理布置監測儀器

（4）儀器穩定、技術創新。運用與實際項目相結合的監測布置，制定圖紙。選用或創新穩定性能好、普遍應用、準確可靠的監測儀器，能適應水工建筑物的施工環境。

2 溫控監測測點布置及實施

2.1 測點布置

根據水工建筑物大體積混凝土主體部位，結合冷卻水管布置，確認溫度監測的具體施工部位。溫度監測的布置要求一般是在混凝土內埋設溫度計?？筛鶕炷良壟?、倉面大小、每倉混凝土澆筑厚度預估埋設溫度計的數量。混凝土建筑物的溫度觀測根據結構形式和施工運行需要布置測點。

（1）布置基本原則：采用“四不靠近”原則，即不靠近基巖，不靠近冷卻水管，不靠近模板，不靠近收倉面。

（2）幾種類型的水工水運建筑物溫控監測典型布置：

混凝土壩測點布置：如重力壩、拱壩，其壩體的穩定性直接關系到整個建筑物的安全運行，尤其是拱壩，溫控不利出現裂縫，直接對大壩的施工質量安全造成重大的影響。一般在溢流壩段及非溢流壩段的每個壩段，每個澆筑倉都有溫控措施來控制混凝土內部溫度。非溢流壩段1.5m倉時一般敷設1層冷卻水管，每澆筑倉中心線上布置至少1個測點。3m倉時一般敷設2層冷卻水管，每澆筑倉中心線上布置至少3個測點，且根據冷卻水管高程測點布置在不同高程效果最佳。

船閘測點布置：船閘工程中結構形式一般由船閘主體段、事故門庫壩段和浮式檢修門門庫及導航墻等組成.該部位全部為大體積混凝土，一般測點布置方法：基礎強約束區1.5m及以下澆筑倉，每倉埋設3支溫度計，非強約束區3.0m澆筑倉，每倉埋設3支溫度計。根據倉面大小，可靈活增加或減少溫度計數量。

其它類型的混凝土壩或者洞室回填區測點布置根據實際情況參照以上建筑物的布置方法。

2.2 儀器設備選型

溫度監測應選用性能穩定的溫度傳感器，要求具有較高穩定性、高防水性能、電纜長度影響極小、適合自動化監測等特點。

混凝土溫度監測使用的儀器有電阻式溫度計、熱電阻、光纖傳感器、數字式等溫度傳感器。國內普遍使用銅電阻或鉑電阻溫度計。這種儀器由熱電阻線圈、密封外殼和引出電纜構成。銅電阻溫度計的電阻值和溫度成線性關系，測量電阻值后用下列公式計算混凝土溫度：

T=α（Rt-R0）式中 T為混凝土溫度（℃）；α 為儀器的溫度系數；Rt為儀器的實測電阻值；R0為儀器的計算零度電阻。

選擇電阻式溫度計，一般參數如下：

（1）測量范圍：-30～+70℃；

（2）測溫精度：±0.3℃。

2.3 安裝埋設及電纜牽引

儀器安裝埋設按照行業規范，參照其它安全監測儀器，按要求安裝。埋設完成后將電纜牽引至指定位置集中，然后進行垂直上升或與預埋電纜對接。混凝土內的電纜水平牽引在混凝土振搗完畢后挖槽進行，小心回填并人工振搗密實；垂直牽引根據電纜根數采用鋼筋或鋼筋支架牽引，電纜綁扎在鋼筋上垂直上升，最后集中進入指定測站觀測，方便數據采集。

2.4 觀測頻次要求

由于大體積混凝土溫升通常在澆筑后第2～4d達到峰值，所以通常施工技術要求在混凝土澆筑后前3d內觀測頻次設置為≥1次/4h。第4天至第7d，觀測頻次設置為≥1次/8h，一周后至一個月內1次/12h。之后根據現場冷卻通水期及溫度測值溫度程度確定觀測頻次，通常為1次/24h。

3 數據采集及分析

大體積混凝土一般存在于大型水利工程中，溫度計的安裝數量較多，按照設計觀測頻次，需投入大量時間與人員。自動化采集是施工期溫控監測的一種有效的措施，自動化采集不僅能準時準確的采集當前所有溫度計的數據，還能隨時隨地聯網采集數據。若現場有智能溫控設備，自動化監測系統還可與溫控系統有效的相結合，實現溫控一體化、智能化。

通過監測資料的系統分析和反饋分析，提供給溫控人員，檢驗施工的合理性與有效性。施工期溫控監測資料常有的數據分析有以下幾種：

（1）基礎溫差標準

基礎溫差是指基礎約束區范圍內，混凝土的最高溫度與該部位穩定溫度之差。

（2）上、下層溫差標準

在老混凝土面（混凝土齡期超過28d）上下各1/4塊長范圍內，上層新澆混凝土的最高平均溫度與開始澆筑混凝土時下層老混凝土的平均溫度之差。

（3）內、外溫差。標準內、外溫差指混凝土內部最高溫度與混凝土表面溫度之差。

（4）容許最高溫度、最低溫度與平均溫度。其中平均溫度成果用于評價施工是否滿足溫度控制的要求。

（5）升溫速率與降溫速率。

（6）繪制溫度過程線。分析過程線走勢，對可能超溫或者超降的倉位，進行預警，及時采取相關措施控制。

（7）與悶水測溫結果進行對比分析。

4 結語

通過合理、科學的監測布置和及時、準確的數據采集，對大體積混凝土的溫度監控資料進行系統分析，繪制施工期混凝土的溫度過程線并進行變化規律分析，與溫控其它工作有效的結合，為溫控施工指導提供依據具有重要的意義，同時也保障了整個建筑物的安全。