船閘工程混凝土高溫條件下施工的關鍵技術

馬新風

摘 要：現如今，在船閘混凝土的研發以及在施工的過程中，為了預防混凝土裂縫的出現，出現了一種現狀，即管制得越頻繁，所出現的裂縫就會越多，同時，還會存在著普遍性。基于此，文章以實際工程為例，首先闡述了施工溫控的目標，然后對施工過程的溫控技術進行了分析，最后對現場溫度監測進行了討論，并對測試數據分析及結論進行了總結，保證了船閘施工的工程質量。

關鍵詞：船閘工程 混凝土 施工溫控

在閘首、閘室等主體部分，混凝土用的范圍很廣泛，在這些主要的部分，不僅僅對混凝土的強度、穩定性等方面有要求，對防水性、抗滲性等方面也有要求。因在混凝土的配置中，所需的筋量相對而言很小，對溫度很敏感，影響較大，若施工期間對溫度的管控不到位，這就易出現裂縫，該裂縫有破壞性。所以，對工程質量直接起作用的重要因素之一的就是在混凝土施工時對閘首、閘室等主體部位的溫度管控。

1.工程概況

富春江船閘包括上游引航道、上閘室、閘室、下閘首和下游引航道，上、下閘首為鋼筋砼空箱整體式結構，上閘首平面尺寸：30m×53m，下閘首平面尺寸為：34m×61.6m。結構組成主要有底板、邊墩、輸水廊道、邊墩、空箱等，。閘室采用向右單側拓寬8.6m的不對稱廣腹式，閘室總寬標準段為61.6m，凈寬23.2m，閘室墻頂高程為25m，閘室胸墻頂高程為26.2m。閘室結構為分離空箱重力式結構，即分離空箱重力式（左側閘墻）+浮壁重力式（右側閘墻）+閘室底板（布置輸水廊道）。

新建船閘上、下閘首工作閘門均采用人字門；工作閥門采用反弧型閥門；新建船閘上游檢修閥門采用浮式檢修門，下游檢修閘門采用疊梁門型式；檢修閥門采用平板門。閘門和閥門需經PLC程序控制，都需用液壓操作。

2.施工溫控的目標

大體積的混凝土在硬化的過程中，其水化反應會致使數量龐大的水化熱，因混凝土的熱阻大，產生的熱量會在混凝土內部凝聚，不容易散發，這就會在內部和外表面形成溫度的差距。混凝土的內表溫差的變化，另外受環境因素的影響，會呈現出不均勻的溫度應力，若應力在混凝土的即時抗拉強度之上，這樣就會致使裂縫的出現。這也是在混凝土早期開裂的重要的一個要素，這樣的裂縫常常是貫穿性的，會影響到結構的抗滲性、耐久性等。在任何的一個時間內，或任何一段的內部2個點的溫度之差需在20℃的范圍內，75℃是其里面的最高溫度，一天降溫的速度需在3℃以下，25℃是入模時的溫度，28℃是炎熱氣候的最高溫度。

3.施工過程的溫控技術

3.1底板施工過程溫控措施

（1）將水泥中的水化熱環節。①混凝土調配時，需用低水化熱的水泥。②就粗骨料而言，需用中粗砂和二級的配石料，同時還需摻加粉煤灰或者是與之相應的減水劑，起到易性的作用，將水泥的使用量降低，同時，還會降低水化熱。

（2）降低入模時的溫度。①盡可能地將開倉澆筑的時間設定在當日的低溫時間段內。若遇到因氣溫高，需用低溫水攪拌，還需將碎石的溫度降下來，用制冷設備送風冷卻；②若想將混凝土的初凝時間提上來，需加入緩凝高效減水劑。

（3）強化對溫度的管制，在施工的過程中。①混凝土澆筑后，需做好護理工作，降溫要緩慢，令其徐變特性完全體現出來，將溫度的應力減緩，防止暴曬；②混凝土需長時間的養護，當混凝土最終凝固后，其上面需蓋上土工布，之后再噴水，完成養護工作；③將冷水管、溫控的設備放在底板上，因土工布的里面和外面的溫度不同，會出現溫差，來將通水的時間確定下來，這就可以將混凝土的內部溫度緩解，這就可以阻止混凝土出現開裂的狀況。將直徑為5cm的鋼管做成S的形狀，冷卻的水源和鋼管的一端連接。設置好冷卻的鋼管，令其設置約1m的間距，需布置在底板下方的0.7m的地方，之后通冷水，這樣就可形成了循環流動的水，緩解內部的高溫。

（4）對混凝土的養護。成型的混凝土，還需在其最終凝固后灑水養護。需用薄膜將地底板完全罩住，同時還需使用土工布將其籠罩，灑水，養護的時間至少在2周以上。

3.2閘墻施工過程溫控措施

閘室側墻的下部分的厚度依舊很厚。為了將混凝土的溫度減少，不但需將混凝土的配置比例優化，還需將水泥的使用數量降低、用發熱量低的水泥。

將混凝土內部的熱量降低的有效方法就是循環水散熱，這也是最可行的措施。深井水就是循環用水，6～8℃是水的溫度，在混凝土澆筑后，需經鋼管輸送冷水，這就可將混凝土內部的溫度及時帶出。

對閘室的側墻的混凝土里面的熱量散出的方法：需將鋼管制成S形，鋼管需有5cm的直徑，將鋼管編成一排，設置2m的高度，彼此之間的距離是1.5m，將其設定在閘室側墻下的中間的地方，鋼管的兩端分別連接冷卻水和集水坑。

4.現場溫度監測

（1）監測溫度的系統。溫度傳感儀，其性能要穩定，之后將各個點的溫度按時間的改變繪制曲線。傳感器的導線需有保護，防治因混凝土振搗的過程中受破壞。此次實驗中所用的溫度計是SDT型的。將水工建筑物需溫度計長期地埋在里面，SD7系列的溫度計正好適用，可將內部的溫度測量出來。本系列的溫度計有穩定時間長、防水性能好、自動化監測的優點。如圖1所示為溫度趨勢示意圖。

（2）控制混凝土溫度，如最大的溫度差值、里面最高的溫度、入模時的溫度等方面。按所需測量的點，需有5組溫度傳感器在底板的混凝土里；需有2組溫度傳感器在閘室的混凝土中。

（3）監測的頻率。需對混凝土的里面和外面的溫度全天監控，在澆筑和混凝土養護的這段時間內，在混凝土澆筑完后需即刻測溫。在澆筑的一天一夜內，對其溫度的測量需1次/2h，當溫度達到最高值時，測量溫度需1次/4h，這樣的測溫需要3d，之后需測溫1次/8h。需這樣測量溫度一個星期。對各個監測點的溫度的變化情況、混凝土的最高的溫度差值、最高的溫度等進行監測，若出現了異常的狀況，立即告知有關部門，同時施行相應的急救措施。

5.測試數據分析及結論

（1）在混凝土施工中，對于體積較大的、需有溫度的測量點，75℃已是混凝土的內部所能承受的溫度最高值，同時，需符合混凝土體積較大的施工的溫控條件。

（2）在同一截表面上的測溫點需在同一時間點上，20℃是最大的溫差，同時，需符合混凝土體積較大的施工的溫控條件。

（3）閘首、閘室的底板，其大多數的測量溫度的點降溫的速度需在每天3℃以下，少量的測溫點的將溫的速度在每天3℃以上，前提是在混凝土澆筑的24～48h之內，根據現場的實際情況，尚未出現在施工時，混凝土出現開裂、破壞的狀況，閘室側墻上的全部的測溫點的降溫速度都需在每天3℃以下，需符合混凝土體積較大的施工的溫控條件。

（4）按照原始的記錄表明，25℃是入模時的混凝土的溫度，同時，還需將里面和外面的溫度差控制在25℃的范圍內，需符合混凝土體積較大的施工的溫控條件。

（5）就本船閘工程的混凝土的狀況來講，包括施工時的溫控數據、曲線圖分析等方面，其對溫度的控制符合大體積混凝土的動工的條件，如此就能處理好混凝土開工時的溫度控制難題。

6.結束語

綜上所述，船閘所需的混凝土的體積較大、其結構較雜亂，在混凝土施工時，和諸多環節都有干系，如原料、配比、施工管理等，需對各環節嚴謹的管控，保證船閘混凝土的施工水平。

參考文獻：

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