岸堤水庫溢洪閘混凝土溫控及防裂技術

（山東省臨沂市水利勘測設計院 臨沂 276001）

1 工程概況

岸堤水庫始建于 1960年，位于山東省臨沂市蒙陰縣界牌鎮圈里村西，東汶河與梓河的交匯處。水庫控制流域面積1690km2，總庫容 7.80 億 m3，興利庫容 4.59 億 m3。岸堤水庫工程等別為Ⅱ等，工程規模為大（2）型，主要建筑物溢洪道（閘）為 2 級。

溢洪閘改建工程共10 孔，閘室凈寬13.0m，采用弧形鋼閘門，閘門高12.5m。原溢洪閘閘墩（中墩、邊墩）164m 高程以上結構全部拆除，保留原溢洪閘閘底板。在原閘底板上新澆筑C30 鋼筋混凝土底板，厚0.5m。在原閘墩位置重新澆筑C30鋼筋混凝土中墩、邊墩；中墩寬3.0m，順水流向長度28.5m；邊墩為衡重式結構，底部寬度5.0m，順水流向長度29.0m。

2 大體積混凝土的溫控措施

2.1 優化混凝土配合比

工程施工準備階段即對水泥、粉煤灰、粗細骨料、外加劑等進行考察，通過篩選擇優確定符合要求的廠家。選用低水化熱水泥，選用粒徑較大、級配良好的粗細骨料，控制砂石含泥量，通過摻加粉煤灰、高效減水劑等措施，改善和易性、降低水灰比，以達到減少水泥用量、降低水化熱的目的。多次進行配合比論證，最終確定出滿足設計各項指標要求，各類原材料相互適應性良好的施工配合比，見表1。

表1 C30W4F150 混凝土配合比表（每方混凝土材料用量單位：kg/m3）

2.2 嚴格把控混凝土拌合質量

施工準備階段提前對拌合系統的計量裝置進行標定，確保計量準確，針對不同的拌合設備，明確拌合時間。水泥進場后，除提供出廠合格證、質量證明文件、檢驗報告，及時取樣抽檢外，同時要求水泥入機溫度不大于60℃。對砂、石子的含泥量、含水量每班檢測一次，如遇雨天適當增加含水量檢測次數，根據實測含水量及時調整用水量，保證混凝土坍落度保持穩定。采用兩種外加劑時應單獨摻入，不得混合摻入。

2.3 設置后澆帶

為防止現澆鋼筋混凝土結構由于自身收縮不均或沉降不均可能產生的有害裂縫，距閘墩工作閘門底軌中心線2.2m 下游設置C35 混凝土后澆帶（寬2.0m），混凝土強度等級高于中墩。閘墩內鋼筋、冷卻水管、對接螺栓等分布其中，后澆帶內部模板安裝應重點控制，振搗時及時檢查，防止漏漿或模板變形發生。

2.4 預埋冷卻水管

在新澆混凝土中預埋冷卻水管，通過冷水對混凝土進行冷卻，是削減水化熱溫升的有效措施。閘墩內冷卻布置在高程165.1～180.8m 之間，位置見圖1。上下管距0.6m，共26 層；平面管距0.6～0.7m,最外側距混凝土外表面0.5m。冷卻管采用鍍鋅鋼管，端頭攻絲，直徑32mm，壁厚2.5mm。在冷卻管進出口各設置一道閥門以控制進水方向和流量，水流方向每24h 調換一次。冷卻水管安裝完成后，應先進行試通水，確保通暢無漏水部位。通水時間自澆筑開始至混凝土內外溫差不大于15℃，每個閘墩都進行觀測并做好記錄。

2.5 采用大型鋼木組合模板

混凝土澆筑完成后，保溫養生對混凝土后期的強度和質量都起著決定性作用。傳統的鋼模板導熱快、保溫和保濕效果差；竹膠板在保溫、保濕方面優于鋼模板。在閘墩的施工中，結合大型鋼模板施工工藝，改進選取3.0m×1.8m 模塊高強度膠合板與鋼龍骨結合的大模板，并與圓弧鋼模板組合運用，繼承了大型鋼模板施工機械化、節約加固材料、保證混凝土外觀質量的優點，同時在鋼模板背面肋板之間粘貼塑料保溫板，大大加強了混凝土表面的保溫效果。以上保溫措施，降低了混凝土內外溫差，緩解了混凝土因溫度應力產生的負面影響。大型鋼木組合模板屬定制模板，尤其是圓弧鋼模板，加工要求技術高、時間長，要根據工期要求提前安排，保證施工供應。

2.6 混凝土澆筑分塊

合理進行分縫、分塊是混凝土防裂的主要措施之一。參照以往同類型結構施工經驗，將底板和閘墩共分二層澆筑，第一次在澆筑閘墩底板混凝土時，同時澆筑1.8m（一塊模板的高度）高的閘墩，以減少底板對閘墩的約束，第二次澆筑至墩頂高程，分層位置見圖1。

圖1 中墩施工分層分縫、冷卻管與測溫點布設圖（單位：m）

2.7 優化混凝土澆筑方案

主要從分層厚度、澆筑速度和振搗質量三個方面控制。混凝土采用平鋪法澆筑，混凝土鋪料厚度不大于0.5m，混凝土每小時澆筑高度不超過1m。在澆筑過程中，混凝土振搗是關鍵環節，主要采用φ70 軟軸插入式振搗器振搗。澆入倉內的混凝土隨澆隨平倉，不堆積，倉內若有粗骨料分離堆疊時，采用人工均勻地分布于砂漿較多處，禁止用水泥砂漿覆蓋或用振搗器作為移動混凝土的工具，以免造成內部蜂窩和骨料集中現象。在靠近模板和鋼筋較密處、門槽等空間狹小的二期混凝土澆筑部位及各種預埋件儀器周圍，采用人工平倉，使骨料分布均勻，人工平倉用鐵鍬，平倉距離不超過3m，采用φ30插入式振搗器振搗，確保混凝土振搗密實，并防止設備位移和損壞。

2.8 拆模時間和拆模后的保溫與保濕措施

拆模的時機應根據布設的溫度記錄表來確定，基本原則是混凝土內外溫度差不大于15℃。同時拆模時間或掀除保溫材料時間都應該選在中午氣溫較高的時候，以免造成表面溫降過大。鋼木模板連同塑料保溫板一起拆除，拆模時間宜為10～12d，遇到寒潮降溫時要相應延長拆模時間，并在拆模后立即采取保溫、保濕措施。

2.9 夏季高溫時段混凝土澆筑溫度控制

2.9.1 降低混凝土出機口溫度

控制原材料溫度可有效控制出機口溫度。水泥進罐溫度必須控制在60℃以下；在骨料料倉上方用鋼管拱架搭設遮陽棚，同時提高骨料堆料高度，降低骨料溫度；在骨料倉棚頂架設噴淋水管，采用深井水，既能降低骨料溫度，又能沖洗骨料，降低含泥量；采用加冰水拌制混凝土。

2.9.2 減少運輸、澆筑過程中溫度回升

混凝土攪拌運輸車的罐體用毛氈包裹并灑水，防止混凝土在運輸途中溫度回升。合理調配混凝土攪拌運輸車，加強調度指揮和施工道路的維護，協調各環節關系，縮短混凝土運輸時間。混凝土入倉后，快速平倉，快速振搗。避開中午最熱時段，在早、晚低溫時段澆筑混凝土。在混凝土倉內配備鼓風機，高溫時段保持連續鼓風，加速空氣流通，既能降低倉面溫度，又能對倉內人員起到一定的保護作用，防止人員中暑。

3 測溫點布設及數據分析

通過合理布置測溫點，及時掌握混凝土內部溫度變化情況，并根據實測溫度適時調整通水流量。以該工程5#中墩為例，分析溫控過程中溫度變化的過程。在5#中墩169m 高閘墩中心、側表面（混凝土表面以內10cm）各布置一測點（見圖1），混凝土澆筑與通水同時進行，通水2h 后開始測溫，以后每4h 測一次，具體數值見圖2。

圖2 5#中墩溫度曲線圖

混凝土水化熱主要集中在澆筑后的早期，對硅酸鹽水泥主要集中在澆筑后的1～3d，在此期間由于水化熱的累積，使混凝土的溫度急劇上升形成所謂的升溫階段，出現了溫度峰值(一般出現于澆筑后24～48h)。通過以上溫度曲線圖可以看出，混凝土內部在澆筑完成30h 達到峰值，之后在一周時間內逐步下降，在第八天時間趨于平穩，在27℃左右，此時大氣平均溫度在13℃～15℃之間，混凝土水化熱基本消除。

根據5#中墩掌握的數據及分析成果，在其他中墩或邊墩布設測溫點時，其中心點高度各有不同，后期整理統計發現，溫度發展趨勢基本相同。

4 結語

大體積混凝土施工中產生裂縫的因素很多，主要受其內在的屬性和外部環境條件影響。岸堤水庫溢洪閘的施工，從狠抓原材質量，優化配合比開始，采用后澆帶、合理分塊、“內降溫、外保溫”、延長拆模等措施，嚴格把控混凝土的拌合、運輸、入倉、澆筑等細節，通過對混凝土外觀質量檢查沒有發現任何表面裂縫，工程質量得到了有效控制，為以后類似大體積混凝土施工提供了一定的經驗■