高寒地区大体积混凝土施工保温工艺.pdf

云南水力发电YUNNAN WATER POWER61第 39 卷第 8 期0 引言论文主要是国家“碳达峰、碳中和”的大战略下，在西北地区大力发展新能源，特别是风电项目的背景下，主要研究风电等大体积混凝土在高海拔、高寒地区冬季施工的保温措施。此课题在西北地区的风电施工非常有意义，特别是青海、新疆等地区，常规项目的冬歇期达到 4-6 个月，按照此方法，项目工期、成本、投产时间等方面可以更容易实现预期，是必须要抢工时可采取的一种手段。1 工程概况工程位于青海省海南藏族自治州共和县境内，距共和县城直线距离约 50 km，海拔在2 979 3 189 m 之间，属典型的高原大陆性气候，其特征是大气稀薄，干旱少雨，光照时间长，太阳辐射强，气候温凉寒冷。场址分为两大块，分别位于沙珠玉河南北侧，地形总体表现为南北高中间低的态势，整体较平坦、开阔，局部地形起伏，有冲沟发育，沟谷雨季有洪水流经。该地区属高原大陆性气候，干旱少雨、气候温凉、日照充足，昼夜温差大，年平均气温 4.1，年均降水高寒地区大体积混凝土施工保温工艺黄韶飞，梁来强，易炳生（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041）摘要：依托青海省海南州 1300MW 风电场项目，通过现场研究适用于冬季混凝土浇筑的保温棚，拟达到保温棚结构形式便于安装、拆卸，保温层材料保温效果优的目的，更主要利于现场混凝土浇筑进行施工，并且使现场混凝土浇筑质量得到保障；最后研究总结出一套适用于高寒高海拔风机基础冬季混凝土施工的保温棚，不仅能保证现场冬季混凝土施工的质量，还能保证现场施工进度，从而达到提高工效，减少成本支出，增加项目收益的目的。关键词：冬季施工；混凝土；保温棚；高寒；高海拔中图分类号：TU755.8文献标识码：B文章编号：1006-3951(2023)08-0061-04DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2023.08.013Insulation Technology for Large Volume Concrete Construction in Alpine RegionHUANG Shao-fei,LIANG Lai-qiang,YI Bing-sheng(POWERCHINA SINOHYDRO ENGINEERING BUREAU 14 CO.,LTD.,Kunming 650041,China)Abstract:Based on the 1300MW wind farm project in Hainan Prefecture,Qinghai Province,through on-site research on insulation sheds suitable for winter concrete pouring,it is planned to achieve the goal of easy installation and disassembly of the insulation shed structure,and excellent insulation effect of the insulation layer material.It is mainly beneficial for on-site concrete pouring and ensures the quality of on-site concrete pouring.Finally,a set of insulation sheds suitable for winter concrete construction of wind turbine foundations in alpine and high altitude areas was summarized through research.It not only ensures the quality of on-site winter concrete construction,but also ensures the progress of on-site construction,thereby achieving the goal of improving work efficiency,reducing cost expenditures,and increasing project revenue.Key words:winter construction;concrete;lining;alpine;high altitude收稿日期：2023-05-24作者简介：黄韶飞（1980-），男，河南鹤壁人，高级工程师，主要从事水利水电施工工作。*62云南水力发电2023 年第 8 期?图 1 保温棚搭设示意图量 250 450 mm，最大冻土深 150 cm。经 查 2345 天 气 预 报 网 站，共 和 县 县 城2018 年 11 月至 2019 年 3 月，月平均气温分别为-8、-13、-14、-9、-5，其中最不利温度为 2019 年 1 月，考虑施工现场比共和县城海拔高约 300 m，气温降低约为 3 4。混凝土施工最不利月平均气温按-20考虑。而施工混凝土拌合物入模温度不应低于 5，且不应高于351，现场实际温度远远达不到标准。受气温影响,施工难度大、劳动强度大、效率低、有效工作时间短，为确保工程质量，必须采用特殊的技术措施2。因此在冬季施工不利条件下,采用搭建保温棚方式对水泥混凝土进行施工,在保证质量的前提下大大缩短了工期,取得了良好的社会效益和经济效益3。该工程规划装机规模 300 MW，共布置 120 台风，包含 5 号、6 号 2 个地块。具体布置为：5 号地块（200 MW）安装 80 台 2.5 MW 的风机机组，6 号地块（100 MW）安装 40 台 2.5 MW 风机机组。每台风机设置 1 座箱式变压器。5 号地块（200MW）采用 8 回 35 kV 架空线路接入沙珠玉 330 kV 升压站；6 号地块（100MW）采用 4 回 35 kV 架空线路接入沙珠玉 330 kV 升压站4。按照合同约定，工程冬季施工时段为 2019 年11 月 10 日至 2020 年 3 月 31 日，冬季施工工程量为 40 个风机基础，混凝土工程量约为 24 000 m3，单月混凝土施工强度约为 6 000 m3，整体施工强度趋于平稳，但青海地区冬季白天可施工时段短，施工难度极大，遂需进行混凝土。按照招投标文件要求，混凝土仓面保温棚底面为圆形，直径约26 m，高度不低于 2 m。仓面保温棚采用装配式钢结构，方便拆装，棚面采用三防保温篷布苫盖封闭保温，棚面合理设置可揭开的窗口，便于混凝土浇筑。混凝土仓面供热设施主要为混凝土浇筑及暖棚养护过程进行供热，每套混凝土仓面供热设备采用 10 台 3.2 kW 蓄热式电暖器、若干电暖风机和燃油暖风机等，单个混凝土仓面供热设备总供热功率不低于 200 kW。对于浇筑混凝土仓面全程采用 2 层棉被进行覆盖。2 优化后保温方案施工保温棚的设计主要考虑以下几点：保证保温棚的结构牢固性能；保证保温棚的保温性能；保证保温棚内火炉的安全性；保温棚内设计对于施工是否合理5-6。现在混凝土保温棚多数采用的是覆盖式木质骨架或者帆布草垫保温棚，并在混凝土模板表面设置蒸汽排管7，这种保温棚虽然造价低廉，但并不符合现场实际情况。该项目保温棚采用拼装式钢支撑体系，便于拆装、运输及搭设，棚面采用保温三防篷布苫盖封闭保温，浇筑时从保温棚预留窗口伸入泵管开始浇筑。保温棚搭设示意图详见图 1。风机基础顶部直径为 26 m，混凝土仓面保温棚底面为圆形，直径约 20.8 m，混凝土场面 保 温 棚 底 面 为 方 形，保 温 棚 长 宽 高=27 m27 m2.5 m（保温篷布俯视平面图见图黄韶飞，梁来强，易炳生 高寒地区大体积混凝土施工保温工艺632），棚面呈拱形，保温棚中心为 2.86 m2.86 m矩形框，用于吊装锚笼环（锚笼环安装示意图详?图 2 保温篷布俯视平面图?图 3 锚笼环安装示意图见图 3），整体采用轻型装配式桁架结构搭设，主骨架为 0.5m0.5m0.3m 三角形笼式结构，三角采用50 mm 圆管，支撑采用20 mm 钢管，每榀梁由 2 节笼式梁对接而成，共 18 榀；地梁为0.4m0.2m 矩形笼式结构，四角采用50 mm 圆管，支撑采用20 mm 钢管，每 3 m 对接而成；为了保证混凝土在泵送过程中温度不至损失过快，在 2 个混凝土泵送入仓部位，搭设 2 个长 宽 高=12m8m4 m 保温棚将混凝土运输车及泵车罩住，主骨架为 0.4m0.4 m 矩形笼式结构，四角采用50 mm 圆管，支撑采用20 mm 钢管，共 12 榀，地梁为 0.4m0.2m 矩形笼式结构，四角采用50 mm 圆管，支撑采用20 mm 钢管，每 3 m 对接而成；外铺三防保温篷布封闭保温，为保证篷布不被风吹破，采用安全网兜全部覆盖并用间距 1.5 m 钢丝绳拉纤，棚面内设置 10 个400mm400 mm 窗口，用于浇筑泵管伸入保温棚内浇筑混凝土。保温棚共计 17 套。经计算每套保温棚的面积约 777m2，计划配备保温设备见表 1。表 1 单台风机基础保温设备表序号名称规格配备数量单台取热面积 m2累计取热面积 m21蓄热式暖风机/台3.2kW532 36160 1802燃油暖风机/台50kW2200 300400 6003电暖风机（油汀式）/台2.2kW1420 30280 420合计840 1 100备注：取热面积 840 m2满足单台风机基础浇筑保温。混凝土仓面供热设施主要为混凝土浇筑及暖棚养护过程进行供热，混凝土浇筑前利用供热管道给暖棚内加温，便于工人操作8，每个混凝土仓面供热时间不少于 48 h，确保混凝土浇筑温度不低于 5，混凝土浇筑完毕后，外露表面及时保温,尤其是新老混凝土接合处和边角处做好保温,继续采取供热措施。除此之外，浇筑完成后对于浇筑混凝土仓面全程采用 2 层棉被进行覆盖9。3 结束语通过对风机基础仓面保温棚优化，达到以下效果。1）保温性能。结果对比：晴天采浇筑时光板可起到温室效应，阴雪天气及夜晚浇筑时覆盖定制篷布，有效增加保暖性能，并能环保节约达到工程绿色节能环保目标。2）结构方面。原设计要求混凝土仓面保温棚底面为圆形，直径约 26 m，高度不低于 2 m；保温棚无顶面结构钢材，直接覆盖保温篷布。优化后风机基础顶部直径为 24.3 m，混凝土64云南水力发电2023 年第 8 期仓面保温棚底面为圆形，直径约 28.3 m，保温棚边缘距地面 1.7 m，边缘为 16 根支撑架管。仓面保温棚采用拼装式钢支撑体系，设置 16 条辐射钢制方形梁，按基础圆心方向设置两道钢制方形梁，保温棚采用 24 片钢结构框，结构框内安装阳光板。浇筑完成后在保温板覆盖保温棉被，保证基础砼的冬施温度。因增加了顶面钢结构框架及阳光板，增加保温棚整体结构稳定性能及安全性能增加，有利于浇筑作业时段仓面保温。3）供热措施。对供热设备进行了优化，减少了设备投入的同时保证了风机浇筑温度及养护温度处于可控范围内，达到节能降耗合同目标。参考文献：1GB 50666-2011,混凝土结构工程施工规范S.2苏飞标，包想军.浅谈新疆高寒地区冬季混凝土施工技术J.陕西水利，2015,（2）:60-61.3张弘弢.冬季采用保温棚对桥梁水泥混凝土进行施工J.北方交通，2015,（5）:23-26+30.4张庚，郭延芳.风力发电基础冬季全过程温度控制J.中国水能及电气化，2022,（10）:62-67.5张朝辉.极寒冷地区混凝土基础施工总结J.科技资讯，2011,（34）:66.6黄奋杰.云南水电-中国水电建设的先驱和缩影J.云南水力发电，2014，30（2）:137-142.7孔祥钰.论大体积混凝土冬季施工及保温棚养护施工技术研究J.科技创新导报，2013,（35）:21.8马丽佳.混凝土冬季施工保温措施研究J.山西建筑，2013，39（3）:82-83.9马磊，王国阳.浅谈冬季施工混凝土保温措施在韩庄运河等水工建筑物施工中的应用J.水利建设与管理，2010，30（6）:21-22.