内蒙古大石门水电站冬季混凝土施工质量控制浅析.pdf

1概况 内蒙古大石门水电站 冬季混凝土施工质量控制浅析 陈 梦 ( 中国水 电建设集团十5 _ _ T - 程局第四_T - 程公 司 陕西 西安7 1 0 0 6 5 ) 摘 要 对冬季混凝土施工从 质量 控制 、 质量通病 、 预 防措施等 方面进 行 了分析 ， 探 讨 了冬季混凝土 施 工 的质量控制技 术， 供 冬季混凝土施工参考。 关键词 冬季 混凝土 ； 施工 ； 质量控制 ； 预防措施 中图分类号 ： T V 5 2 1 文献标识码 ： B 大石门水 电站位 于内蒙 古赤峰 市两北部 3 0 0 k m处 的克什 克腾旗境 内 ，T程规 模为大 ( 2 ) 型 ， 工程 等另 J 为 等 。工程 主要 建筑物大 坝 、 竖井式溢洪道 、 发电引水隧洞等 为 2级建 筑物 ， 坝后 电站厂房为 3级建筑物 ， 施 工临时 建筑物级 别为 4级 。设 计总库 容 1 8 5亿 m ， 正常蓄水位 1 0 7 2 0 0 m， 设 计洪水位 1 0 7 2 7 5 m， 地震设 防烈度为度 ： 1 程 所在地 区属 于 中温 带 大 陆 季风 性 气候 区 ， 冬 季漫长 寒冷 ， 夏 季降 水 集 巾 ， 春 、 秋两 季 少雨 雪 多风 大， 据景 峰气 象 站资 料 统计 ， 主要 气象 特征 值 如下 ： 多年 平 均气温 2 5 ， 历年极端最高气温 3 7 8 ， 极 端最低气 温 一 3 6 7 c c；最大冻土深 2 9 m， 1 2月至翌年 3 月 为冰 封期 ， 1 1 月至翌 年 3月平均 日气温彳 F 一 5 一 2 5 之间； 年平均风速 3 7 m s ， 风向以两 北风居多， 多年平均最大风速为 1 9 3 m s 历年最 大风速为 2 3 m s 汛期平均最大风速为 1 5 1 m s 。 2冬季混凝土施工准备工作 日最低气 温低于 0 时 ， 应采取冬期施 措施 。首先 ，临时供水管道应做好 保温防 冻 ，冬季施工混凝土 及掺外加剂 的试配试验 工作 ， 提f 施T配合比； 其次， 在施T前应编 制施： 技术方案( 措 施) 和作业指 导书 ， 并对技 术人员 和施 工人员进行培i J iI ， 制 定质量 、 安全 控制要 点 ， 温控检测 方法 和蓦 求 ； 最 后 ， 还应 确保保温物资材料 和劳动保护用品的到位。 3施工质量控制措施 3 1原材料的要求 ( 1 ) 水 泥优 先选用硅酸盐水泥 、 普通硅酸 水泥， 并注意其中掺和材料对砼抗冻、 抗渗等 性能的影响 。水泥标号不应低于 4 2 5号， 砼 的 水泥最小用 量不应 少于 3 0 0 k g m ， 水灰 比不应 大于 0 6 ： 掺用防冻剂的砼严禁使 用高铅水泥 ( 2 ) 砼所用骨料 必须 清洁 ， 不得 含有冰雪 等冻结物及易冻裂 的矿物质。 ( 3 ) 拌和水采用一般饮用的 自来水及洁净 的天然水。为了减少冻害， 应将配合比中的用 水量降低至最低限度 ， 并加入高效减水剂 。 3 2砼的拌制 ( I j 外加剂 的选择 。 冬期施 T外加剂选择时应考虑： 改善砼或 砂浆的和易性 ， 减 少用水造 ， 提 高拌 和物的品 质 ， 提岛砼 的早期 强度 ； 尽量降低拌 和物的冻 结冰点 ， 促使水 泥在低温或负温下 加速 水化 ； 促进 早 期强度 的增 长 减少干缩性 提高抗 冻融性 同时， 还应注意其对砼后期强度 的影 响 、 对钢筋 的锈蚀作用及对环境 的影响等 。 ( 2) 砼 的拌制 砼搅 拌站严格按照试验 室发 L f | 的配合 比 通知单进行生产 ， 不得擅 自修 改配合 比。搅拌 前先用 热水 冲洗 搅拌机 1 0 mi n ，搅 拌时 间为 4 7 52 5 s ( 为常温搅拌时 间的 1 5倍 ) 。搅 拌 时投料顺序为石一砂一 水一水泥和掺 和料一 外加剂。生产期间 ， 派专职人员负责骨料仓 的 下料 ，以清除砂 石冻块 保证水灰 比不大于 0 6 ，并注意从拌 和水中扣除南骨料 及防冻剂 溶液中带人 的水分 ， 严格控制 粉煤灰最大取代 值。搅拌站要与气象单位保持 密切联 系， 对预 报 气温 仔细 分 析 取 保险 值 ，分别 按 一 5 、 一 1 O 和 一 1 5 对防冻剂试验 ， 严格控制掺量。 拌制过程中， 必须随时测量拌和水的温度， 水 温控制在 5 01 0 ，砂子温度控制在 2 0 4 0 ，保证水泥不与温度高于 8 0 ( 2 的水直接 接触。另外 ， 确 保砼的坍落度不超过 2 0 0 ram。 ( 3 ) 混凝土 出机温度 T h = 8 4( m + m + m ) + 4 2 T , ( m + m + m ) + ( 1F m + ， ) 式中 ， 混凝土拌和后出机温度 ， ， mnm m 、 m 一 水 、 水 泥 、 砂 、 石 的质 量 ， k g ； 设计配合比 ： 水 ： 水 泥 ： 砂 ： 石 =1 0 9： 2 0 0 ： 6 8 9： 1 3 0 6 ( k g ) 以 J S 5 0 0搅拌机换算 ， 则每盘投料量 ： 水 ： 水泥 ： 砂 ： 石 =5 5： 1 0 0： 3 4 5： 6 5 3 ( k g ) 砂 、石含水量均取 3 ，水温取 7 0 ， 水 泥 、 砂 、 石温度取 5 。将数值代人上式计算 ， 混凝土理论出机温度为 l O 9 。 3 , 3混凝 土浇筑 混凝土在浇筑前应清除模板 、 钢筋上的冰 雪和污垢 。施 _ 接缝混凝土时 ， 在新混凝土浇 筑前应对混凝 土接 触面用碘钨灯或用热水 浇 淋接茬部位，确保接头处混凝土温度不低于 5 o C， 加热 深度不小 于 3 0 c m， 预热长度控制 在 I m左有 。 浇筑完成后 ， 应采取措施使混凝土接 合面继续 保持正温 ， 直至新浇筑 昆 凝土获得规 定的抗冻强度 。 3 _ 4 f 昆 凝 土养护 在冬施 条件下必须采取冬施 测温 ， 监测砼 表面和内部温差不超过 2 5 。 为保证冬季条件 下混凝土正常施 丁， 混凝土养护采取综 合蓄热 法养护方法 ， 用蓄热法养护时不得低于 1 0 。 3 5拆模 和试块 留制 砼未达到受 冻临界强度均不得拆 除保 温 加热设备 砼冷却到 5 且超过临界强度并满 足常温砼拆模要 求时方可拆模 。在砼施 T过 程 中， 要 在浇筑地点随机取样制 作试件 ， 每次 取样应同时制作 j组试件 ： 一组在标准条件下 养护至 2 8 d试压 ， 测得强度 ； 一组 与构件在 同条件下养护 ， 在砼 温度降至 O q C 时( 负温砼为 温度降至防冻剂 的规定温度以下时)试压 ， 用 以检查砼 是否达到抗冻临界温度 ； 第三组则与 构件存同条件下养 护至 1 4 d ， 然后 转入 2 0 标 准条件下继续养护 2 1 d ， 在总龄期为 3 5 d时试 压 ， 得强度 f 。如果 f ， 则可证明 砼未遭冻害， 可以将 作为强度评定 的依据。 离 、 、 一 水、 水泥、 砂、 石的温 4施工质量检查 度 ， ； 一一 、 砂 、 石的含水量 ， ； C 水的 比热容 ， 当骨料为正温时 ， 以 C 2 5 混凝土为例， 取值为： 4 2 ( 培 - o C) 冬季施工时 ， 除按照常规施工进行质量检 查外 ， 还应进行以下检套 。 ( 1 ) 混凝 土用水加热温度。 严寒地区混凝土大坝 设计与施工的特殊性分析 白正 红 ( 延安市水利水电工程勘测设计 院 陕西 延安7 1 6 0 ( ) ( ) ) 摘 要 本 文针对严寒地 区混凝土 大坝 的设计与施工 ， 分析 了混凝土大坝冬季施工温度应如何控制和低温 对混凝土大坝的危害处理等问题 ， 找 出了影响混凝土大坝 的一些特殊性 因素， 并针对其设计 与施工 实施 阶段的实际进行 了比较， 以严寒地 区的冻融破坏 为例提 出 了减轻冻 融破坏的几点措施。 关键词 严寒地 区； 混凝土 大坝 ； 冻融破坏 中图分类号 ： T V 5 2 1 文献标识码 ： B 1大坝设 计 的特 殊性 研 究 本文分析的严寒地区巾的混凝土 大坝 主要为重力坝 ，这 种坝型是靠 自身重量 来 维持整体稳 定 ， 结构作用清楚 ， 设计 的方 法 比较 简单。坝体的稳定情 况使用刚体极 限 平衡核算 ， 其安全度容易判断和对比。而且 重力 坝即使 发生事故 ，也 不易引起连锁 反 应 而导致 出现 全跨 的局面 ， 比较容易抢修 。 严寒地 区的重力坝易 于实现 温度控制和混 凝土 防裂，降低 了内外温差 引起 裂缝 的概 率。 在运行期间 ， 严寒地区使用重力坝还可 以防止坝体 的温度有过大 变化 ，避免 了在 运行期间的温度应 力和裂缝 。另外 ， 重 力坝 坝体断面 比较厚 ，裂缝不容 易贯穿整个坝 体 ， 危害性较小 ， 虽然其使用 的混 凝土量较 大 ， 但是其模板量 小 ， 水 泥用量 小 ， 施 T起 来方便 ， 经济上一般都是可行的 。 重 力坝坝体 的基本 剖面常 为三角 形 ， 随着水 压的增加 而增加 = 三 角形 的面积 ， 并 使力的作用点集中在底板i分点 以内。混 凝土重力坝坝 基面的垂 直正应力在 运行期 间 ， 要保 证坝基 面所 承受 的垂 直正 应力小 于坝基允 许的压应 力 ， 且垂 直最小 的正应 力大于零 。施工期 间 ， 在坝体 的下 游面可 容许不大于 2 k m 的主应力 ，坝体的任 何 截面上 的主压 应力不大于混凝土 的容许 压应力 。 混 凝土重力坝的细部结构设计 是大坝 设计 中的一个关键环节 ，许多重要 的设计 意 图都需要 有完善 的细部 结构 才能实 现。 我 国常用 的横缝 间距一般 为 l 5 m1 8 m， 这 个距离 主要是 根据布置需要而设定 的。在 严寒地 区 ，除 了根据 温度应力计算横 缝间 距外 ，还可 以采用坝顶 和上游面超 冷灌浆 防裂 。冬季上游 面和坝顶一般都可借 自然 降温到达冬季 天然来 水的温度 ，此 时上游 面和坝顶 的横缝 开度 均大于人工冷却 降温 至稳定温度时 的开度 。当冬 季温度低 于零 度时 ，水泥浆液 中可掺人少 量的食盐或 者 氯化钙 。经验表明 ， 在 混凝土温 度 一 7 左 右进行纵横负温灌 浆， 取得 的效果很好 。 2大坝施工的特殊性研究 2 1 混凝土的施工 混凝 土施 丁 ，首先需要设计 合理的配 合 比 ，因为设计 对于坝体不 同部 位提出的 技术要求是不同的 。 例如 白山大坝 其坝体 内部 的混 凝土 技术 要求 是 R 9 0 2 0 0 S 4 D 5 0 ， 其上 游 3 7 0 m高程 以下 及基础部 位的技 术 要求是 R 9 0 2 5 0 S 8 D5 0 。根据设计要求 的不 同 ，施 _ I 时就需要 对组 成混凝土 的材料 进 行选择和试验 ，并进行混 凝土的配合 比设 计和试验。 白山大坝施T时 ，为了满足冬夏混 凝 土施T的需要 ， 在 3 0 2 7 m高程处设置集 中 供热 锅炉 房一座 ，三 台锅 炉 总蒸 汽 量 为 3 0 d h ；在 3 1 2 I n高 程处拌 和楼附近 布置外 加剂车 间和木钙 处理 车间 ( 在混凝 土拌 和 中掺外加剂 ， 可以提高混凝土 的抗冻性 、 和 易性 ) 。 混凝土大坝基础开挖验 收以后 ，还需 要进 行清撬 、 清洗 ， 验收合格后方 可浇筑基 ( 2) 混凝土的加热养护方法和时 间等 。 检查结果应分别记入混凝土lT程施 丁记 录 和温度检查记 录。 ( 3 ) 骨料 和拌和水 装入搅 拌机 时的 温 度 、混凝土 自搅拌 机倾出时的温度及浇筑 时的温度 。每一工作班应至少检查 3次 。 ( 4) 混凝 土养护期 间需要 测定室 内外 环境温度 ， 每昼夜定时定点 4次。 ( 5 ) 混凝土冬 季施T 时， 除预留标准养 护试件外 ，还应制取相 同数量 与结构同条 件养护的试块 。 5 质量通 病 的预 防 5 1 预控麻面 模板面清理干净 ，无杂物 。木模板在浇 筑前应用清水充分湿润 ， 拼缝严 密 ， 防止漏 浆。 钢模板则要刷脱模剂。 保证模板平整， 无 积水现象。另外 ， 混凝土需要振捣密实且无 漏振 ， 至气泡排除为止 ， 以防止分层 。 5 - 2 预控露筋 浇筑砼前应检查钢筋位置和保护层厚度 是否正确， 发现问题及时纠正。 钢筋密集时进 择合适的石子粒径 ，石子最大粒径尺寸不超 过结构截面尺寸小边的 1 4 ， 同时不得大于钢 筋净距的 3 4 。振捣时， 严禁振捣棒撞击钢筋。 混凝土 自由倾落高度超过 2 m时 ， 用溜槽或串 筒等工具下料 。操作时不得踩踏钢筋， 如发现 有踩弯和脱扣的钢筋应 及时修正。 5 3预控蜂窝 严格控制砼配合 比。砼拌 和时注意均 匀， 控制好搅拌 时间 ，砼下料高度一般不超 过 2 m，开始 浇筑 前 底部 应 先填 5 0 mm l O O mm与浇筑砼相同品种的水泥砂浆 。另 外 砼坍落度应严格 控制 。浇筑时应分段 ， 柱子每段高度不超过 3 5 m，墙每段高度不 大于 3 m。施 1 过程中经常观察模板 、 支架 、 堵缝等情况。 5 4预控孔洞 采用正确的振捣方法 严防漏振 。在钢 筋密集 处， 机械 振捣有 困难时 ， 可采 用人 ： 捣固配合 。控制好下料 ， 防止砂 、 石 中混有 粘土块或冰块等杂物 ，预 留 L 洞处则应在 两侧同时下料 ，并采用在侧 面开 口浇筑 的 方法 ， 振 捣密实后再封好模板 6结 语 内蒙古大石门水电站位于高 寒 、高干 燥地 区， 施工条件极其恶劣。该T程 昆凝土 施 T从 原材料 、 混凝 士拌制 、 运输 、 浇 筑 、 温 控 、 质量通 病预防等环节层层把关 ， 保 证冬 季混凝土施工质量与结构安全耐 久 ，缩短 工期 提高了效益 。上文对该 T程 的混凝土 旌 工进 行了总结 ，为混凝土的冬 季施 T提 供 了参考 。陕西 水 利 ( 责任编辑 ： 黄灵芝 ) o C J 、 J 、 、 ( J o