仙居抽水蓄能電站地下廠房混凝土施工溫度控制

林 志 旺， 楊 葛

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

1 概 述

仙居抽水蓄能電站位于浙江省仙居縣湫山鄉境內，屬亞熱帶濕潤季風區，四季變化明顯，初夏季節陰雨連綿，進入梅雨期至盛夏受副熱帶高壓控制，天氣以晴熱為主，同時受臺風影響形成大暴雨而造成洪水災害。據仙居氣象站1961～2004年資料統計，其多年平均氣溫為17.3 ℃，極端最高氣溫為41.3 ℃(2003年7月)，極端最低氣溫為-9.9 ℃(1980年2月5日)；據柏枝岙站1959～1967、1973～1990年27 a水溫資料統計，多年平均水溫為19.1℃，多年平均各月平均水溫在10.4℃～28℃之間，歷年最高水溫為33.6℃，出現在1967年；歷年最低水溫為3.8℃，出現在1961年。

仙居抽水蓄能電站地下建筑物主要包括主廠房、副廠房、安裝場、主變洞、尾閘洞、廠內透平油罐室、母線洞、500 kV電纜出線洞等。另外，廠區建筑物還包括地面開關站、GIS室、繼保樓、柴油機房、中控樓等。根據《大體積混凝土施工規范》(GB50496-2018)，仙居水電站主廠房尾水管、蝸殼、機墩混凝土屬于大體積混凝土，而大體積混凝土溫度控制是關系到混凝土施工質量、施工速度和經濟性的關鍵指標之一。根據招標文件中關于溫度控制的指標和要求，施工中需采用合理的溫度控制措施防止產生危害性裂縫，盡量減少表面裂縫對確保工程質量和安全至關重要。

根據《廠房技施結構設計總說明》要求，地下廠房中的尾水管、蝸殼、機墩混凝土入倉溫度應控制在22 ℃以內，澆筑時必須制定切實可行的溫度控制措施(方案)，并在6、7、8三個月內進行澆筑，若無適當的溫控措施,則不能在6、7、8三個月內澆筑。施工中應通過試驗建立混凝土出機口溫度與現場澆筑溫度之間的關系并采取有效的措施減少混凝土運輸中的溫升。

根據施工總進度計劃，大體積混凝土施工時段主要集中在6～10月，為保證大體積混凝土施工質量，需要采取有針對性的溫度控制措施。

2 溫度控制計算

(1)混凝土出機口溫度。根據設計要求，混凝土入倉溫度應控制在22 ℃以內，則出機口溫度應控制在20.5 ℃以內。為確保出機口溫度能夠低于20.5 ℃，采用冷水拌和并采用冰屑代替一部分拌和用水(冰屑在拌和過程中融解，可進一步降低混凝土出機口溫度)。

在采取上述措施后，混凝土出機口溫度可以控制在20.5 ℃以內。

(2)入倉溫度計算?；炷翉陌韬蜆茄b入9 m3攪拌運輸車后，經廠外公路運輸、進廠交通洞到廠房，卸入7.5 m3吊罐，由橋機吊運到1#機組下降到倉面入倉。 根據《水利水電工程施工手冊》中的公式(8-4-4)計算得出入倉溫度TBP=21+(27-21)(0.032+0.032+0.06)≈21.74(℃)<22 ℃。

(3)混凝土澆筑溫度。根據《水利水電工程施工手冊》中的公式(8-4-5)計算得出澆筑溫度TP=21.74+0.003×150×(23-21.74)≈22.31(℃)。

(4)混凝土水化熱溫度估算。由于缺乏資料，不能進行詳細的計算而只能進行估算。根據《水利水電工程施工手冊》(2002版)，10 kg水泥可以產生混凝土絕熱溫升10 ℃左右。研究結果顯示：二級配泵送混凝土C25用282 kg水泥，則混凝土的水化熱溫升最高溫度為28.2 ℃。

(5)混凝土內外溫差估算?；炷羶炔孔罡邷囟扔苫炷了療釡厣突炷翝仓囟葍纱笾饕蛩貨Q定。估算混凝土內部最高溫度可以簡單地將兩個溫度相疊加，即28.2+22.31=50.51(℃)為混凝土內部最高溫度。這樣計算的結果數值偏高，但對混凝土結構是偏安全的。

3 溫度控制措施

3.1 控制混凝土入倉溫度在22 ℃以內的措施

(1) 控制混凝土出機口溫度。根據設計要求，混凝土入倉溫度應控制在22 ℃以內，則出機口溫度應控制在20.5 ℃以內。出機口溫度計算詳見2(溫度控制計算)。

①水泥罐、外加劑罐。搭設遮陽網以減少水泥罐在太陽光下的暴曬，在罐外圍每2 m制作一個比罐直徑大0.4 m的圓支架，用于搭設遮陽網；在水泥罐、遮陽網表面噴灑冷水以起到降溫作用。

②骨料倉。設置遮陽棚，遮陽棚設置在骨料倉頂部，以減少骨料在太陽光下的暴曬；加大骨料堆積高度，保證骨料高度不低于6 m；通過地弄取料。

③輸料皮帶。搭蓋遮陽棚，遮陽棚為半封閉狀態，以避免骨料輸送時在太陽光照射下的升溫，輸料皮帶全長搭設遮陽棚。

④水。采用冷水與河水混合，拌和用水全部通過FWS-15管殼式冷凝器進入攪拌罐，在冷凝器內放置直徑30～50 cm大小的冰塊；在拌和用水內摻加碎冰屑(直徑5 mm以下)，將碎冰溫度控制在-3 ℃以下，每m3混凝土摻加50 kg碎冰以代替50 kg水。

⑤水泥。采用低熱水泥；水泥罐提前存儲水泥以降低水泥的自身溫度(因水泥運到現場時溫度較高，為降低使用時的溫度，故提前存儲水泥)。

⑥骨料存儲倉。在骨料倉表面采用高壓霧化水噴淋以降低骨料的溫度。

(2) 控制混凝土入倉溫度的措施。

①維護施工路線，派專人打掃拌和站至廠房的道路(約4.2 km)并保證運輸路線暢通、無堵塞，在保證安全的條件下提高運輸速度，減少運輸時間；

② 中間不轉運，拌和站裝車運至廠房后直接通過皮帶機及吊罐入倉；

③ 避開高溫時段澆筑，安排在傍晚時開倉，并于第二天上午10∶00之前收倉；

④ 對運輸罐車采取外裹帆布保溫罩的方式進行保溫；

⑤ 加強管理，各施工環節要配合緊密，配足人員和設備，加快入倉速度。根據現場的具體情況，布置1臺皮帶機和一臺20 t橋機入倉，澆筑人員分為2組，每組6人，各自負責指定的區域。經計算，混凝土入倉溫度為21.74 ℃，滿足混凝土入倉溫度控制在22 ℃以內的要求。

3.2 控制混凝土內外溫差不大于20 ℃

控制混凝土內外溫差最有效的措施是降低混凝土入倉溫度和提高混凝土表面溫度兩方面。

(1)控制混凝土水化熱溫升：采用低熱水泥和低流態混凝土，采取皮帶機和吊罐入倉，混凝土塌落度為7～9 cm。

(2) 降低混凝土的澆筑溫度。① 控制混凝土出機口溫度；② 控制混凝土入倉溫度；③ 混凝土入倉后及時進行振搗，澆筑人員分為2組，每組6人，縮短鋪料平倉振搗至上層混凝土覆蓋前的時間，減少混凝土澆筑過程中溫度的回升。根據試驗資料，要求在150 min之內必須覆蓋其上層混凝土。根據計算得知：在出機口溫度為20.35 ℃的條件下，其混凝土澆筑溫度為22.31 ℃。

(3) 加強混凝土表面的養護?；炷翝仓瓿珊?，在其表面先覆蓋保溫被、噴灑溫水后在保溫被上覆蓋塑料薄膜，以起到保濕保溫養護作用。溫水的溫度需根據混凝土內部測溫計測得的溫度減去20 ℃。溫水采用直流式熱水器加熱，采用淋浴噴頭噴灑，需要保證混凝土表面一直處于濕潤狀態。根據《水利水電工程施工手冊》(2002版)，當混凝土頂面鋪一層保溫材料后，其混凝土表面溫度比氣溫高10 ℃，因此，當洞內氣溫為23 ℃時，則混凝土表面溫度為33 ℃。

(4) 加強混凝土澆筑過程中的溫度監測。在混凝土澆筑過程中，派專人在拌和站監測氣溫、混凝土出機口溫度并做坍落度試驗，取樣制作試塊，觀察混凝土的和易性，隨時反映混凝土的拌和質量，如有質量問題需隨時向監理人員報告。同時，在廠房施工現場測試氣溫、塌落度、入倉溫度、澆筑溫度，建立氣溫、出機口溫度、塌落度、入倉溫度之間的相關關系。

在混凝土養護期間，一定要監測混凝土表面溫度和混凝土內部溫度，充分掌握混凝土內外溫度變化情況。

4 結 語

仙居抽水蓄能電站混凝土施工高峰期正值夏季高溫期，通過對混凝土原材料、混凝土的拌和、運輸、澆筑、養護等工序采取相應的措施進行溫度控制，達到了控制混凝土入倉溫度的目的，保證了混凝土的澆筑質量，取得了較好的效果，節約了工程成本，經過三年多時間的發電運行，驗證了廠房混凝土溫度控制設計的可行性，其質量得到了實踐的檢驗。