和川引水枢纽工程混凝土冬季施工技术.pdf

和川 引水枢 纽工程混凝土冬季施工技术 马 涛 ( 山西省和川引水枢纽工程建设管理局， 山西太原0 3 0 0 0 2 ) 摘要 介绍了和川引水枢纽工程概况， 列举了混凝土冬季施工常见质量问题， 从骨料储备保温、 控制搅拌出 机温度、 控制入仓温度、 调整配合比等方面阐述了温控技术措施， 由于采取了适当的温控技术措施， 此次冬季 施工的混凝土强度均达到 了设计要 求， 未发现 冻融损害现象 ， 在工程进度加快的 同时保证 了工程质量。 关键词 冬季施工； 温控措施； 混凝土 中图分类号 T V 5 4 4 文献标识码 c 文章编号 1 0 0 4 7 0 4 2 ( 2 0 1 3 ) 0 8 0 0 3 8 一 o l 1 工程概况 山西省引沁人汾和川枢纽工程位 于安泽县和川 镇岭南村东 的沁河干流上 ， 距安泽县 1 5 k m， 控制流 域 面积 2 6 5 3 k m ，总库容 1 7 5 6万 m 。大坝为浆砌 石 、混凝土重力坝 ， 1 3号坝段为左岸挡水坝段 ， 4 6号坝段为泄洪排沙底孔坝段 ， 7 1 1号坝段为右岸 挡水坝段 。坝顶高程 9 0 0 m， 最大坝高 2 7 m， 坝顶长 2 3 5 m， 坝顶宽 6 m。枢纽工程等别为 等 ， 建筑物为 3级 ， 设计洪水标准 5 0年一遇 ， 校核洪水标准 5 0 0年 一 遇 ， 是一座 以城市及工业供水 、 农业灌溉为主 ， 兼顾 防洪功能等的综合性水利枢纽工程。 施工采用分期导流 ，导流建筑物按 V级设计 ， 施 工导流洪水标准 5年一遇 ， 洪峰流量 5 0 9 m 3 s 。 第一期 导流 时段 为 2 0 0 8年 4 一l 2月 ，第二期导 流时段 为 2 0 0 9年 1 9月 。批 复工期 3年 ，计 划工 期 2年 ， 2 0 0 8年 3 月开工 ， 2 0 0 9 年 9月底主体工程全部完成 。 2 0 0 8 年 1 2月， 工程进入冬季施工阶段 ， 主要进行 4号坝段 、 8 1 1 号坝段基础开挖 、 5 7号坝段垫座混 凝土浇筑及固结灌浆工程。 此次冬季施工特别是混凝 土冬季施工质量 的好坏 直接影响着整个工程建设总 目标能否按期完成 。 2 混凝土冬季施工常见质量问题 随着温度的降低 ， 冬季混凝土具有如下特点 ：温 度降至 4 以下时， 混凝土凝结时间是 1 5 时的 3 倍 ； 温度降到 0 3 C 时，混凝土水化反应近乎停止；零下 1 0 时， 水化反应完全停止， 混凝土强度不再增长， 同 时混凝土中水的冻胀体积增加 9 ， 使已硬化的混凝 土结构遭到破坏( 即冻坏 ) ， 骨料和钢筋结合面上产生 冰凌 ， 减弱水泥浆与骨料及钢筋的黏结力 ， 从而影 响 混凝土的抗压强度和耐久性。 3 温控技术措施 混凝土受冻 害损伤的主要 因素是温度下降影 响 水泥的水化作用 ， 因此混凝土冬季施工必须采取多种 技术措施来提高混凝土人仓温度 ， 防止混凝土初凝受 冻 。当连续 5 d日平均气温低 于 5 或连续 5 d最低 气温稳定在零下 3 1 Z 以下时 ，按低温条件控制混凝土 施工 ； E t 平均气温在零下 2 0 时， 停止浇筑。 3 1 骨料储备保温 骨料进场储备时 ， 应立即用草袋 、 棉毡等覆盖 ， 使 骨料温度保持在零下 5 以上。 3 2控 制搅拌 出机 温度 根据施工规范 ，当 日平均气温稳定在零下 5 以 下时， 混凝土搅拌用水要加热。 第一盘混凝土搅拌前 ， 先用热水预热搅拌机 2 m i n并排净积水 ， 采用 2个煤 炭加热式保温水箱来满足搅拌用水的温度要求 。 延长 混凝土搅拌控制时间， 保证混凝土拌合物的出机温度 不低于 0 。 当拌和热水温度超过 6 0 C 时 ， 改变加料顺 序 ， 将骨料与水先拌和 ， 再加水泥 ， 防止假凝 。 3 3 控制入仓温度和振捣时间 施工规范要求岩基或 旧混凝土上浇筑混凝土时 ， 表面温度不能为负温 ， 施工中要求用热风或机械方法 加热 ， 针对本 工程加热 困难的情况 ， 决定在 白天气 温 升高使岩基或 旧混凝土上表 面温度上升至正温时再 开仓浇筑。运输车辆使用前先用热水清洗加温， 保持 运道路通畅 ， 缩短运输时间。混凝土人仓后 1 5 m i n内 振捣完毕， 混凝土入模温度不低于5 C 。 3 4 调 整配合 比 当 E t 平均气 温在 0 左右 时 ， 采 ( 下转第 4 0页) 规范 荷载组合见表 1 。 表 1 荷载组合表 荷载 荷载 计算工况 静水 地震 组合 自 重 水重 扬压力 浪压力 风荷载 压力 荷载 基本 完建情况 、 、 组合 正 常蓄水位情况 、 、 、 、 、 、 检修情况 、 、 、 、 、 特殊 组合 校核洪水位情况 、 、 、 、 、 地震情况 、 、 、 、 、 、 4 稳定及应力计算 自重 ：包括闸室 自重及其上部的永久设备 自重 ， 有底板 、 中墩 、 边墩 、 牛腿 、 交通桥 、 启 闭机室机架 、 检 修 门室机架和设备等 。 水重 ： 校核洪水位时弧 门开启 ， 上下游都有水 ， 此 时底板受力处于最不利工况 ；正常蓄水位时弧 门闭 合 ， 上游有水下游无水 ； 检修工况时检修 门闭合 ， 上游 考虑两门之间少量水 ， 下游无水 。 静水压力 ： 分水平压力 和垂直压力 ， 通过牛腿支 脚传给闸墩。 扬压力 ： 闸室前 1 0 8 m处有防渗帷幕 ， 考虑防渗 帷幕对扬压力 的折减作用 ， 折减 系数取 0 7 5 ， 分块计 算扬压力以便于确定力臂 。 浪压力 ： 根据 水工建筑物荷载设计规范 中公式 计算 。 地震荷载和地震动水压力： 依据 水工建筑物抗 震设计规范 ， 采用拟静力法计算。 风荷载 ： 依据 水工建筑物荷载设计规范 中风荷 载标准值公式计算 。 计算结果见表 2和表 3 。 表 2 稳定计算结果表 荷载 工况 抗滑稳定 抗浮稳定 组合 安全系数 安全系数 K ， 基本 完建期 组合 正 常蓄水位 3 2 5 5 5 8 检修期 3 2 3 5 3 9 特殊 校核洪水位 2 2 4 2 5 4 组合 正常蓄水位+ 地震 2 7 7 5 5 8 表 3 基底应力计算成果表 、 应力 计入扬压力 不计入扬压力 计算工 、 r ，一 眦“ m 一 基本 完建期 1 7 9 0 1 l 7 9 组合 正 常蓄水位 1 4 1 8 1 1 9 7 1 9 9 7 1 1 8 9 检修期 1 2 6 O 1 2 4 6 1 8 2 5 l 2 5 - 2 特殊 校核洪水位 1 3 2 5 1 O 5 9 2 l 3 O 1 7 9 8 组合 正常蓄水位+ 地震 1 41 l 】 9 7 1 7 7 7 1 4 1 0 根据计算结果分析 ， 通过稳定计算所得的抗滑稳 定系数远大于抗滑安全系数 ， 且抗浮稳定系数远大于 抗 浮 安 全 系数 。基 底最 大 应 力 为 2 1 3 k P a ，小 于 2 MP a ，闸室基底应力 的最大值与最小值之 比小于坚 实地基土质 比值允许值 ， 且无拉应力出现。说 明闸室 处于坚实的岩性地基上 ， 结构受力较好 ， 各项指标均 符合规范要求 ， 闸室稳定 。 5 结语 结构稳定性计算在水工建筑物 的设计 中起着关 键性作用 ， 对建筑物型式 、 尺寸的确定意义重大。 通过 对板涧河水库溢洪道闸室的稳定计算 ， 可为类似工程 提供参考。 作者简介 宋宇( 1 9 8 5 一 ) ， 男， 2 0 0 8年毕业于山东科技大 学土木工程 专业 ， 助理 工程师。 收稿日期 2 0 1 3 0 6 1 3 _ 修回日期 2 0 1 3 - 0 7 2 4 ( 上接第 3 8页) 用早强硅酸盐水泥 ， 同时降低水灰比， 增加水泥用量和水化热 ， 缩短混凝土初凝时间 ， 从 而 提高混凝土抗冻能力。当日 平均气温为负温时 拌和 时掺人防冻剂， 降低水的冰点， 保证水化作用继续进 行 ， 使混凝土强度继续增 长。防冻剂按预计 7 d内的 最低温度选用 ，掺量按使用说明书 由定量容器加入 ， 不多加或少加。当 日平均气温高于零下 5 或极限最 低气温高于零下 1 0 时 ， 混凝土 、 钢筋混凝 土结构及 构件施工使用引气剂 、 引气减水剂 、 引气高效减水剂 、 引气早强高效减水剂等来增加和易性 ， 减小混凝土 中 水冻胀所产生的压力。 3 5 做好养护保温工作 混凝土浇筑完工后 ， 立即用厚塑料布 、 棉毡覆盖 ， 必要时表面再加盖一层 ， 以保证覆盖的混凝土有一定 的温度 ， 当温度不够时， 要向混凝土表面洒水 。 负温情 况下 ， 养护不再进行洒水。 在混凝土施工区设置火炉 ， 并分区放置温度计 ， 派专人值班巡查 ， 根据实际情况 适时加火 ， 确保混凝土养护温度 。另外根据具体允许 受冻临界强度调整混凝土养护时间。 4 结语 和川引水枢纽工程混凝土冬季施工 的顺利完成 ， 大大加快了整个工程的建设进度。经检测 ， 由于采取 了适 当的温控技术措施 ， 此次冬季施工 的混凝土强度 均达到了设计要求 ， 未发现冻融损害现象 ， 在加快和 川引水枢纽工程进度的同时保证了工程质量。 作者简介 马涛( 1 9 8 2 一) ， 男， 2 0 0 5年毕业于太原理工大 学水利水 电工程专业， 助理工程 师。 收稿 日期 2 0 1 3 0 6 1 7 修回日期 2 0 1 3 0 7 2 4