刘家道口节制闸混凝土温控技术.pdf

的原则 ；当混凝土入仓温度低于冷却水温时，水管开始 通水 的最佳 时刻是 水管 周边 混凝 土温升 至冷 却水 温 的时 刻 ，即遵循 “ 先浇 混凝 土 ，后 通水 ” 的原则 。本 工 程 的 混凝 土浇筑方法 为 台阶法浇 筑 ，且 进 口水温 与 人仓 温度 相差一般不超过 3 C，混凝土人仓后很快升温，基本符合 前一种情况，为方便实际操作 ，实行 “ 先通水，后浇混 凝 土”的原则 。 ( 5 )水管流量控制方法。在水管通水冷却过程中，有 时需要 调节水管 流量 的大 小 ，调节 的手 段是 在 水管 进水 口端安置水表 1 个和旁通管 1根。根据水表计算通水流 量 ，当需要减少流量时打开旁通管。 ( 6 )水管通水试验。在混凝土浇筑前进行水管通水试 验 ，且要适当增加试验压力进行检查，比如把计划最大 通水 量增大 2 0 进行 试验 。观察整 根水 管是 否会 出现 管 身砂眼或接头连接不良而漏水的现象，甚至是否会出现水 管抗压能力不够而爆 裂破 坏的现象 。混凝土 浇筑 后 ，水 管 不允许出现漏水现象，特别在早期混凝土中更是如此。 ( 7 )水管 内外 温差控制和通水连续性 。水管通水 冷却 过程一定要严格 按要 求进 行 ，因水管 外 围混凝 土 面为低 温水管混凝土 面 ，在早 期混 凝土 温升 阶段 那 里会 出现拉 应力 ，裂缝就有可 能从 那里 启 裂 。因此 ，有 水 管水 温 与 混凝土内最高温度间温差的限制 ，具体操作时，因只能 测得水管进出口水温，故将此温差限值控制为进 口水温 与水管附近测点 的温差( 闸底 板和 闸墩都埋设 有测 温计 ) 不超过 3 O 。此外 ，同理 ，在整 个通 水过 程 中要避 免 人 为造 成水 管 表 面温 度梯 度 过 大 ，比 如在 混凝 土 内部 温 度较 高 时水 管通 水 因 故 中断 ，过 后 当水 管周 围混 凝 土 温度上升后又突然通低温冷却水 ，这样会造成水管混 凝土面启裂 。因此，在水管冷却过程中要保证水管通 水的连续性 。水管通水按要求停止后 ，如果温度又 出 现反弹超过 3 的情 况，可 以再启动 水管通 水冷却 ， 通小流量进行温度控制，并须满足当时的温度 降速控 制指 标 。 ( 8 ) 冷却水 管的流量和进 出口水温需要 随时观测记录 备案，并尽可能精确。这对观测资料的反分析和后续混 凝土浇筑非 常重要 。 2 2 表 面保 温 表面保温包括底板顶面和底板侧面的保温两部分。 2 2 1 底板 顶面的保温 底板混凝土浇筑 后 ，底 板 顶 面立 即覆 盖 “ 一层 塑 料 膜 +一层保温被 ” ，起到保 温 、保湿 和挡风 的作用 ，其 中 保温被为一层草 垫 ( 约 3 4 c m厚 ) ，外 面被 塑料 膜所 包 裹，可保证草垫不因降水而变湿，草垫如果湿了保温效 果会大打折扣。两周后在 中午气温高时掀除保温被 ，并 对混凝土表面涂刷养护剂进行养护。因冬季气温低、风 速大 ，在整个冬 季时段 混凝 土表 面 留 “ 一 层 塑料膜 +一 层土工膜”进行长 期覆 盖 ，直至 3月底 ，平 均 气 温达 到 1 O 以上再全部掀除。如 遇寒潮 冷击 或昼夜温差大于 1 8 时 ，底板上 表 面再 覆 盖 “ 一 层 草袋 +一 层 土 工 膜” 混凝土工程 进行保温。 为了混凝土表面覆盖严实，覆盖物之间的搭接长度 应达到 0 5 m，且对最上层覆盖 物进行适 当 的压 重 ，防止 风吹掀起覆盖物 。 2 2 2 底板侧面 的保 温 初冬时底板侧 面采用 2 c m 厚竹胶 模板 ，冬 季低 温时 外面再悬挂一层 草 垫保温 ，草垫外 覆 盖一层 彩 条塑 料布 防水。7 d 后拆模 ，拆模后侧面立即涂上养护剂，并粘贴 一 层 2 c m厚的闭孑 L 泡沫板保温，直至 3月底。寒潮期延 长拆模时 间。 3闸墩温控 技术 3 1 水管冷却 3 1 1 水管布置 为 了加强 闸墩 内部水 管冷 却 的效果 ，闸墩 混凝 土 内 铁质水管的内、外径分别为 3 8 、4 2 mm，位于闸墩厚度的 中间，分两根水管布置 ，水管间距 0 5 m。 3 1 2 水管冷却方法 ( 1 )初 冬施 工 时段 。估 计 冷却 水温 在 1 O 以上 ，天 然河水是较理想的冷却水源。通水历时为 5 d ，在闸墩混 凝土浇筑后约 2 d的温升阶段，水管流速取 I 1 O m s ，流 量为 4 9 8 m。 h 。水管进 出 口温差控 制在 5 C内。从 下 向 上通水，水流方向始终不变。在第 3 天取流速为 0 6 m s ， 流量为 2 7 2 m。 h 。在第 4 5 天 流量减 为 1 8 1 m。 h ，流 速为 0 4 m s 。第 5天末通水结束 。 ( 2 )在冬季低温时段，河水水温低于 1 O ，水管冷 却水温偏低 。此时，在混凝土浇筑后约 2 d的温升时段 内，水 管 满 流 量 运 行 ，流 速 取 为 I O m s ，流 量 为 4 5 3 m。 h ；在第 3天 内流 速 减 半 ，为 0 5 m s ，流 量 为 2 2 7 m。 h ；在第 4 5天 内流速减为 0 3 m s ，流量 为 1 3 6 m。 h 。从 下 向 上通 水，水 流方 向始 终 不变 ，通 水 5 d 。 ( 3 )水管开始通水时 间、水管流量控制 的方法 、水 管 通水试验 、水 管内外 温差控 制 和通水 连续 性 的要求 均 与 闸底板水 管冷 却方法相同 。 ( 4 )当进水温度过低时，根据温控指标的要求 ，视水 管冷却的实际效果合理减小流量或采用温度较高的出口 回水 。 3 2 表面 保温 施工期混凝土表面保温是一个确保闸墩不裂的主要 温控措施 之一 ，必 须给予特别的重视 。 3 2 1 保温措施 闸墩的钢模板用厚约 3 c m的塑料保温板进行粘贴， 即根据钢模板背面肋板之间每块空间的大小对塑料保温 板进行划分 ，再 用 工业 粘贴胶 进行 粘 贴。 闸墩 混凝 土 浇 筑后闸墩顶面也要进行保温，选用 “ 一层彩条布+一层 草袋+一层彩条布”的覆盖。两周后在中午气温较高的 2 5 水利水 电施工 2 0 1 4 第 6期 总 第 1 4 7期 时候掀除保温 材料 。在 整个冬 季对 闸墩 还需 覆盖 “ 一 层 塑料膜 +一 层工 业 毛 毡” ，并 从拆 模 后 立 即 开始 ，起 保 温 、保湿和挡风作用 。 3 2 2 拆模 时间和 拆模后 养护与保温 拆模至少在 浇筑 1 0 d后 ，钢模板 连 同塑料 保 温板 同 时拆除，遇到寒潮降温时相应延长拆模时间。拆模后立 即涂刷养护剂，在整个冬季对闸墩覆盖 “ 一层塑料膜+ 一 层土工膜” ，并在涂刷养护剂后立 即开始覆盖，并且 “ 边拆、边涂、边盖” ，起保温、保湿和挡风作用。此时 闸墩顶面也采用相同的覆盖物。闸墩侧面盖好之后用铁 丝扎紧 ，防止大风将覆盖物吹开 。 4 温控指标 根据温度与应力计算结果，结合现场实际情况，现 场施工控制采用以下温控指标 ： ( 1 )浇筑温度 。因浇筑温度 不便控 制 ，实 际操作 时 ， 控制出机 口温度为 1 5 3 C，运输途 中也要进行 保温控 制，并尽量减少运输时间。对于温控来说 ，尽可能降低 混凝土的浇筑温度是有利 的，但 同时要符合规范规定， 防止混凝 土因受冻而损失强度 。 ( 2 )最高温升。底板中的最高温升控制在 2 5 ，闸 墩的最高温升控制在 2 0 C内 。最 高温升 是指浇 筑后 混凝 土达到的最高温度与浇筑温度之差 。 ( 3 )内外温差。底板中的最大内外温差控制在 1 5 ， 闸墩 的最 大内外温差控制在 1 O 内 。 ( 4 )降温速度 ( 以内部最高温点的温度测值为准) 。 在降温期的第 1 2 天，降温速度指标为 3 C d ；在第 3 5天，降温速度指标 为 1 5 C d ；第 6 1 5天为 I C d 。 通过控制水管流量来控制降温速度。 ( 5 )水管 内外温差 。进水 口水温与管外混凝土最高温 度之差小于 3 O 。 ( 6 )水管进 出 口水温差 。底板水管 的进 出口温差控制 在 7 C以内，闸墩水管进出口温差指标为 5 C。主要是通 过流量的调整来控制水管进出口的水温差。如施工中遇 到进出 口水温差 指标 与第 ( 1 ) ( 5 )条 指标 冲突 ，则 优 先遵 循第 ( 1 ) ( 5 )条指标 。 ( 7 )在拆模和保温措施掀除时 ，要选在 白天高温时刻且 混凝土内部最高温度与拆模时最低气温之差在 2 0 之内。 ( 8 )以上未对底板和闸墩分别提 出温控指标的视为统 一 指标。 5 结束语 通过采用水管冷却和表面保温相结合的温控防裂技 术 ，有效地控制 了刘家道 口节制闸施工期混凝土温度， 防止 了裂缝 的产生 ，保 证 了工 程质量 。刘家 道 口节制 闸 工程 自 2 0 0 8年底 投入 运行 以来 ，经 历 了 4 6 5 0 m。 s 洪 峰 的考验 ，最 高蓄 水位 6 0 5 m，达到远 期设 计标 准 ，满 足 农业灌溉用水 和生 态用 水需 求 ，整个 工程 运行 良好 ，并 先后获得了 “2 0 1 0年度中国水利工程优质 ( 大禹)奖” 和 “ 第十届 中国土木工程詹天佑奖” 。 ( 上 接 第 2 3页 ) 运清理。通过两年对大坝廊道的定期清理，基本保证廊 道排水沟排水畅通、廊道底板无淤泥、现场材料堆放整 齐的状态，改变以往人员进入廊道要穿胶鞋作业的习惯。 ( 2 )根据施工局编制的 安全文明设 施 、标志 、标 示 总体 规划及 实 施方 案 和 大 坝廊 道 标 准化 实施 方 案 要求 ，先后对厂坝分缝坝后高程 1 4 2 o 0 0 m1 6 号坝段 廊道 进口制作安装人行栈桥，对廊道各竖井 口、吊物孔、梯 道等 临空 、临边部位设置安全防护栏杆和爬梯扶手 ，防护 栏杆制作全部按照中国水 电建设集团公司安全标准化 图册要 求完成 ，对大坝与厂房廊道连接部位 ，设置钢栅栏 门并全部 加锁，以防两家施工单位人员互相进入其施工部位，窃取 现场施工材料和小型电动工具，重点防范其他单位人员 进入本单位责任区内而引发的突发意外安全事故。 ( 3 )廊道内布置的冷水管道和排水管道线路 比较长 ， 多处管 道布 置 高度 达 到 5 0 c m，给 施工 人 员 通行 带 来 不 便 ，考虑 到这一危 险源 ，特根 据管 道 布置 的高 度 、宽 度 设置重量轻、可一人搬移的 “ 梯形”人行跨管栈桥。通 过两年承载使用 ，没有发生人员跌倒受伤事故。 ( 4 )对于廊道特殊的作业环境，首先是要对廊道 内 的危险源进行辨识，对现场存在危险源要辨识到位 ，运 用 P D C A ( 策划实施检查一完善) 、循环方法做好危 2 6 险源治理、管控工作，并将辨识出的危险源制作成三维 平面图，以使施工人员能够从画面上清晰地看到哪些是 危险区域，哪些是危险点，提示进入廊道施工的人员要 注意作业环境 ，注 意作 业行 为 ，注 意不 安 全物 体 ，注 意 如何使用安全 防护设施等 。 6 结束 语 该工程坝 体较 高 ，廊道 布置 纵横 交错 ，廊 道 内交 叉 作业安全 、施工用 电安 全 、临 空临 边安 全 、现 场文 明施 工等都直接影 响到施 工人 员的 安全 。由于廊 道施 工难 度 大，施工用电布置和安全防护工程量较大 ，特别是厂房 坝段上下游体形随着高程变化 以及帷幕灌浆与土建施工 交叉作业，对安全通道的布置造成一定难度。自2 0 1 0年 开始整体对大坝 廊道 照明进行 改进 和安 全 防护设施 标 准 化 的实施 ，经过两 年 多的运 行使 用 ，廊道 照 明 系统运 行 安全、可靠、节能、稳定，未发生漏电、短路和人身触 电等故障；未出现 因安全防护不到位而 引发高处坠落、 跌倒、物体打击等人员受伤事件。通过合理的布置和精 心 的设计 ，不仅保 证施 工安 全 ，同时为 达标 投产 和安 全 标准化施工奠定 了坚实 的基础 。