白鶴灘水電站泄洪洞進口大體積混凝土溫控措施淺談

(中國水利水電第五工程局有限公司，成都，610066)

1 工程概況

白鶴灘水電站共3條泄洪洞均布置在左岸，泄洪洞工程主要由泄洪洞進口、上平段、龍落尾段組成。其中進水口由進水渠、進水塔和聯系平臺組成，位于左岸發電進水口與大壩之間，3個岸塔式進水口近似“一”字齊平布置，3個進水塔之間相對獨立，塔頂高程834.0m，塔體尺寸40m×28m×69m(長×寬×高)，軸線距離約51m，每個進水塔之間通過混凝土聯系平臺連接交通和門機軌道，塔后回填混凝土與左岸壩頂平臺銜接。進水口混凝土標號為C9040W10F150(流道)和C9030W10F150(其它部位)，最大單倉澆筑方量為2900m3。

2 溫度控制標準

2.1 基礎容許溫差

混凝土基礎容許溫差按表1控制。

表1混凝土基礎容許溫差

2.2 上下層溫差

上下層溫差系指上層高度小于1/4塊長范圍內的新澆混凝土最高平均溫度，與開始澆筑新混凝土時下層老混凝土(齡期超過28d)的平均溫度之差。上下層容許溫差按17℃控制。

2.3 內外溫差

內外溫差系指混凝土內部最高溫度與混凝土表面溫度之差。混凝土內外溫差控制在15℃。

2.4 混凝土澆筑溫度和最高溫度

(1)夏季(4月-9月)施工時，混凝土澆筑溫度不超過18℃，最高溫度不大于40℃；

(2)冬季(10月-次年3月)施工時，在混凝土澆筑溫度低于15℃的情況下，可以采用自然入倉的混凝土澆筑，最高溫度不大于38℃。

3 溫控防裂技術措施

3.1 合理分層分塊

根據泄洪洞進水口結構物設計特點，結合懸臂模板的技術參數、施工技術要求等因素，混凝土倉位分倉順水流方向按設計體型長度40m，垂直水流方向不設垂直向施工縫，寬度為28m。基礎約束區混凝土澆筑層厚度1.5m，脫離約束區的混凝土澆筑層厚2.0m～3.0m。

3.2 混凝土配合比設計

3.2.1 采用長齡期設計

泄洪洞進水口過流面、塔體、聯系平臺混凝土全部采用90d設計齡期的混凝土強度，可減少水泥用量增加摻和料的用量，降低水化熱導致的溫差。通過提高粉煤灰的摻量、切實減少水泥用量，從而起到有效抑制混凝土內部水化熱溫升的作用，減少混凝土產生裂縫的可能性。

3.2.2 采用低熱水泥、高摻粉煤灰

泄洪洞進水口各部位混凝土全部采用低熱水泥，低熱水泥具有良好的工作性、低水化熱、高后期強度、高耐久性等特點。大體積混凝土利用低熱水泥低水化熱的特點，能夠大大降低水泥自身水化熱。有關研究表明，低熱水泥的絕熱溫升比中熱硅酸鹽水泥混凝土低35℃，同時低熱水泥干縮小，體積變形為微膨脹，對大體積抗裂性，減少混凝土裂縫起到重要作用。

3.2.3 采用低坍落度

進水口混凝土全部采用常態混凝土，局部部位鋼筋密集區采用泵送混凝土。通過混凝土配合比對比，常態混凝土相比泵送混凝土水泥用量減少48kg/m3，內部溫控數據對比，混凝土最高溫度可降低4℃。

3.2.4 高摻粉煤灰

進水口混凝土粉煤灰摻量為35%，在保證混凝土性能的前提下，減少水泥用量，降低水泥水化熱溫升，降低了溫控難度，減少了施工成本。

3.2.5 采用三級配混凝土

粗骨料粒徑越大，單位體積中粗骨料表面積就越小。在相同坍落度條件下，選用的粗骨料的粒徑越大，拌和所用的用水量越小，因而在同一水泥用量情況下，隨水灰比的降低而強度越高。泄洪洞進水口除過流面側、第一坯層及鋼筋密集區外，其它部位均采用三級配混凝土，同標號同坍落度三級配混凝土比二級配混凝土水泥用量減少20kg/m3，對溫控有利，同時減少了水泥用量。

3.3 施工過程采取的溫控措施

3.3.1 采用預冷混凝土

每年12月-次年3月，在澆筑溫度低于15℃情況采用自然入倉外，其它月份在混凝土拌和系統使用風冷骨料和加冰拌和的方式生產預冷混凝土，出機口溫度嚴格控制在14℃，澆筑溫度控制在18℃。

3.3.2 混凝土運輸溫控

混凝土運輸過程中，為了減少預冷混凝土溫度回升、坍落度損失，混凝土運輸車輛均在車廂兩側安裝3cm厚保溫被、車輛頂部安裝遮陽棚。另外，根據現場施工道路布置，選擇運輸距離最短的運輸路線。

3.3.3 通水冷卻

(1)冷卻水管的布置

進水口混凝土全部埋設冷卻水管通水，水管均采用外徑為φ32mm的高密度聚乙烯水管，壁厚2mm。冷卻水管水平間距為1.5m，豎向間距為澆筑層厚1.5m～2.0m，距邊1.0m，單根冷卻水管的長度不大于100m。倉內按1.5m×2.0m的間距布置φ14的插筋做為支架筋并掛設黑鐵絲，將冷卻水管按1.0m一個綁扎點綁扎在黑鐵絲上，防止澆筑過程冷卻水管變形影響通水效果。

(2)通水要求

泄洪洞進水口根據澆筑高程不同在765m平臺和834m平臺布置40m3的冷卻機組，主管路布設在倉邊，采用海綿和金箔條包裹保溫。冷卻水管進水口水溫控制在12℃～18℃，混凝土最高溫度與冷卻水進口水溫之間溫差不超過25℃，冷卻時混凝土日降溫幅度不應超過1℃；冷卻水管通水流量控制在1.5m3/h～2m3/h，水流方向每24h改變一次，通水時間一般在20d～25d，冷卻通水結束目標溫度25℃(誤差-2℃～+0.5℃)。

(3)噴霧機、保溫材料使用

進水塔夏季混凝土澆筑期間采取噴霧機對澆筑倉位環境周圍降溫，防止混凝土表面失水，同時對溫控起到一定的效果，可改善倉內作業人員作業條件，有利于施工質量控制。混凝土各坯層面、接頭均采用3cm厚保溫被覆蓋，形成隔熱層減少環境溫度對澆筑溫度的影響，也可減少表面失水過快防止形成表面干縮龜裂。

3.3.4 混凝土養護

混凝土養護開始時間根據不同的時段一般在澆筑完成后8h～10h開始。所有立面和永久外露面全部掛設花管養護，水平施工縫面采用土工布覆蓋加旋轉噴頭噴水保濕養護。養護齡期為90d。

4 溫控防裂管理措施

4.1 成立溫控管理小組

項目部成立以項目部經理為組長的溫控管理小組，管理小組負責制定溫控措施、計劃，采集溫控數據并分析，編制溫控周報、月報。定期組織召開溫控階段性總結會，提出合理化建議。

溫控小組聯合監理、業主定期對已澆筑倉位開展裂縫普查，并形成臺賬。

4.2 明確責任人，明確檢測頻次

泄洪洞進水口共6個作業面，每個作業面安排2個專人(白、夜班)負責現場冷卻水管通水溫度、通水流量的監測，并按照要求24h對進出水口方向進行調整。另外對各部位養護情況進行檢查，確保養護效果和通水效果。

澆筑過程的檢測：倉面開倉澆筑到結束，對倉內環境、入倉、澆筑溫度(澆筑18℃控制)混凝土每4h檢測一次，每坯層檢測點數不少于3個。根據施工進度計劃每周選擇一個不同結構部位倉位埋設溫度計，進行內部的溫度觀測：溫度計埋設后24h以內，每隔4h測1次，之后每天觀測3次，最高溫度出現前調整為每2h測一次，直至混凝土達到最高溫度為止；以后每天觀測1次，持續一旬；再往后每兩天觀測1次，持續1月；其余時段每月觀測一次。

按照《混凝土施工質量獎懲辦法》對溫控做了專項要求，獎懲直接到現場責任人，溫控小組連帶責任。

5 混凝土防裂效果與評價

目前泄洪洞進水口混凝土已澆筑完成，所有倉位混凝土內部最高溫度夏季為39.8℃，冬季為36.9℃，最高溫度均滿足設計要求。通過歷次的裂縫普查，泄洪洞進水口各部位混凝土未發現裂縫。

6 結語

混凝土溫控工作，是一項系統工程。白鶴灘水電站泄洪洞進水口各部位各季節均制定了有效的溫控措施，詳細的溫控計劃，通過采取合理的配合比設計、預冷混凝土、通水冷卻等綜合措施，成功地解決了大體積混凝土溫控難題，達到零超溫零裂縫的效果。對類似的大體積混凝土工程有一定的借鑒意義。