深溪沟水电站大体积混凝土施工温度控制.pdf

第 4I卷 第 1 8期 2 0 1 0 年 9 月 人 民 长 江 Ya n g t z e Ri v e r Vo 1 41 No 1 8 S e p， 2 01 0 文章 编号 ： 1 0 0 1 4 1 7 9 ( 2 0 1 0 ) l 8 0 0 5 1 0 3 深溪沟水电站大体积混凝土施工温度控制 樊 宇 ， 许 继 刚 ( 1 国电大渡 河枕 头坝水 电有 限公 司， 四川 I金 lz 河 6 1 4 7 0 0 ； 2 国电大渡河深溪沟水 电有 限公 司， 四川 汉源 6 2 5 3 0 0 ) 摘要 ： 为防止深溪沟水电站 大体积 混凝 土在施 工期 间出现 温度 裂缝 ， 采取 了优选低 热水泥 +配合比优化 +预 冷混凝土 +运输遮阳 +喷雾 +通水冷却 +表面流水养护等 综合 降温措 施 ； 7 9月份避 免在 高温时段 浇 筑混 凝土 ， 尽量利 用夜 间浇筑 ； 根 据不同浇筑部位和浇筑时 间， 选定层 间间歇时 间。措施 实施后 ， 在 坝体大体积 混 凝 土 施 工 期 间 未发 现 温 度 裂 缝 。 关键词： 大体积混凝土 ；温度控 制；混凝土施 工；深 溪沟水 电站 中 图 法分 类号 ：TV 4 3 1 文 献 标 志 码 ：A 1 自然条件 深溪 沟水 电站地 处 四川 大 渡河 中游偏 下 ， 属 亚 热 带湿 润性气 候 ， 气 温 随高程 变化 明显 ， 年平均 气温 一般 为 l 3 一1 8 ， 极端最低气温 5 左右 ， 最高气温发 生在 7、 8月 。 施 工 区 2 0 0 8 2 0 0 9年 全年气 温统 计情 况见表 1 。 表 1 深溪沟地区气温统计 年份 项目 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 1 0 月1 1 月1 2 月全年 2 0 0 8平均气温 6 9 7 6 1 5 3 1 9 0 2 1 6 2 2 8 2 5 3 2 2 2 2 1 9 1 9 0 1 4 2 1 0 5 1 7 2 极端最高 1 7 6 1 7 3 2 5 6 3 1 7 3 2 2 3 4 8 3 6 8 3 4 3 3 2 7 2 8 0 2 1 8 1 8 4 3 6 8 极端最低 0 5 1 7 1 0 0 1 1 0 1 6 0 1 8 0 1 9 2 1 8 5 1 7 3 1 4 4 8 5 4 5 0 5 2 0 0 9平均气温 8 9 1 3 8 1 5 4 1 9 1 2 1 1 2 3 1 2 4 1 2 4 0 2 4 4 1 8 7 1 3 8 1 0 6 1 8 1 极端最高 1 6 9 2 3 7 2 9 0 3 2 8 3 3 3 3 5 5 3 7 6 3 5 1 3 5 6 2 7 6 2 4 2 1 5 3 3 7 6 极端最低 5 0 9 0 7 4 1 0 7 1 4 2 1 5 9 1 8 7 1 9 4 1 7 2 1 4 7 5 0 5 3 5 0 注： 由深溪沟水情 气象站提供。 由表 1可 见 ， 2 0 0 8 2 0 0 9年 全 年极 端最 高 气温 分 别为 3 6 8 和 3 7 6 C， 极 端最 低 气 温分 别 为 0 5 和 5 O C， 年平 均气 温 分别 为 1 7 2 C和 1 8 1 。这 样 有 利 的气 候 为深溪 沟水 电站工 程混凝 土浇 筑和 养护提 供 了得天 独厚 的 自然 条件 。 m、 弱约束 区 2 0 m、 非约束区 3 0 m进行。厂房蜗壳 及 尾水 管混 凝 土浇筑 块 厚为 1 2 m， 液 态混 凝土 的厚 度 不 大于 0 6 m， 浇筑 速度不 大 于 0 5 m h 。 泄洪闸底板大体积混凝土的分层分块要求为 ： 上 、 下游齿槽基础部位第 1层厚 1 r n ， 其余为 1 5 m； 底板 基础第 1 、 2层厚 1 m， 其余均为 1 5 m。 2 2 技术 要求 ( 1 )按招标文件技术条款要求 ， 混凝土出机 口的 温度 应控 制在 1 3 C 1 4 C， 且 要 求施 工 中应采 取 有 效 措施减少混凝土运送过程 中的温升， 从拌和楼至入仓 浇筑 时 的温 升 不得超 过 2 C。 ( 2 )高温季节 ， 当气温超过 1 7 时， 控制混凝土 入仓 温度 为 1 7 o C； 低 温季 节 ， 当气温 低 于 1 7 时 ， 按 自 然 温 度 人 仓 浇 筑 ； 混 凝 土 允 许 最 高 温 度 控 制 标 准 为 3 3 。 ( 3 )在 流道层 以下 的混 凝 土 中应铺 设 塑料冷 却水 管 ， 管径 3 2 mm， 通 1 7 以 下河水 ( 取 大 渡河水 面 以下 3 m深处 的水 体 ) 冷 却 ， 冷 却 水 流量 3 6 L mi n ， 冷却 水 管 布置 间距 为 1 5 m x 1 5 m， 通 水时 间不少 于 1 4 d 。 2 温控标准 3 温控措施 2 1 混凝土分层分块 厂房部位混凝土分层分块按基础 强约束 区 1 5 3 1应用低 热水泥 混凝 土 内部 温升 主要 来 自水 泥 的水 化 热 ， 而 水化 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 7 3 0 作者简介 ： 樊 宇， 男 ， 总工程师 ， 高级 工程 师， 主要 从事水电工程建设 管理工作。Em a i l ： f y 1 2 O 6 1 2 6 o o m 5 2 人 民 长 江 热又取决于水泥的品种。深溪沟水电站首选嘉华低热 硅酸盐 水泥 ， 该水泥 由四川 嘉 华 企业 ( 集 团 ) 股份 有 限 公 司 与中 国建 材科学 研究 院联合 开发研 制 ， 其 特点 为 ： 后期强度增长率远 高于传统硅酸盐水泥， 2 8 d的 I S O强度高于4 2 5 MP a ， 9 0 d的 I S O强度在 6 0 M P a 左 右。 水化热低 ， 仅相当于 4 2 5号低热矿渣硅酸盐水 泥水平 。3 d水 化 热 低 于 2 1 0 k J k g ， 7 d水 化 热 低 于 2 5 0 k J k g ， 2 8 d水化热仅在 2 8 0 k J k g左右。 具有 超强 的抗硫 酸盐 侵蚀 的能力 ， 水 泥胶砂试 体在 3 N a ： S O 溶液中养护至 6个月时， 抗侵蚀系数仍在 0 9 7 以上。 耐磨性能好 ， 磨损量值低于 1 4 k g m 。 干缩小 ， 体积稳定性好。 需水量低 ， 坍落度经时损 失 小 ， 对混 凝土外 加剂适 应性 好 。 低热 硅 酸盐 水 泥 早 期 水 化热 较 低 ， 3 ， 7 d水 化 热 值较 4 2 5强度等级的硅酸盐水泥低约 2 0 。极限温 升值 比硅酸盐水泥低得多， 这些指标预示着低热硅酸 盐水 泥具有 良好 的热 学性 能 ， 在 大 体 积混 凝 土应 用 方 面具 有较大 潜力 。 3 2 优化 混凝土配合 比 开展 了洞挖 料 、 河 床料 对 比试 验 。在 使 用 低热 水 泥的情况下 ， 确定了最佳骨料级配 、 最佳砂率、 最佳用 水量 。混凝 土 的设 计 除满足混 凝土标 号及抗 冻 抗 渗 、 极 限拉 伸值 等主要 设计 指标外 ， 为减 少胶凝 材料 用量 ， 还在 常态混 凝土 中掺人 3 0 粉 煤 灰 ( 见 表 2 ) ， 碾 压混 凝土中掺入 6 0 粉煤灰 ( 见表 3 ) ， 以改善 混凝土性 能， 提高混凝土的抗裂能力。 表 2 常态混凝土推荐施工 配合 比 注 ： 本配合比供 I号机基础混凝土用； 常态混凝 土控制坍落度 3 5 e r l 。 表 3碾压混凝土推荐配合比 强度 级 等级 配 水 砂 粉煤灰 减水剂 混凝土材料用量 ( k g m一 ) 胶 率 掺量 品种及 水 水泥 煤 砂 石 比 掺量 灰 剂 0 5 5 3 6 5 6 0 U N F I ( 0 6 7 ) 9 5 6 9 1 1 0 3 6 8 2 4 1 4 6 0 1 l 5 7 0 5 0 4 0 5 6 0 同 上 1 0 4 8 3 2 1 2 4 8 8 8 8 1 3 2 8 1 3 9 4 注 ： 碾压混凝土用砂需将其舍粉量调整至 1 9 2 0 。 二级 配粗 骨料比例 为中石： 小石 =5 0 ： 5 0 ； 三级配粗 骨料比例 为： 大石：中石： 小石 =4 0 ： 3 0 ： 3 0 。 碾压混凝土控制 V C值 3 7 s 。 3 3出机 口温控 深溪沟 水 电站骨料 加 工 、 混 凝 土生 产 系统 位 于距 坝址下游 3 k m的深溪沟内， 拌和系统共设计有 2座制 冷车 间 。1号制冷 车 间 设 有 1台 2 5万 k c a l 的 冷水 机 组 ， 运行 后可将 常温 水冷却 至 2 C 5 ， 再通 过 4台 4 k W 水 泵循 环供 给 1 、 2号拌 和楼 ； 制 冰采 用 4台 2 5万 k c a l 的氨压 机组 ， 日产 一 6 一1 0 ( 2 片冰 1 2 0 t ， 通过 2台 3 7 k W 罗茨冷 风机 ( 冷风 温度 一I O C) 将 冰片送入 1 、 2号 拌和楼 ； 骨料 风冷采 用 4台 5 O万 k c a l 制冷 机制 冷 ， 通过 风机冷 冻骨料 ， 骨料 温度为 1 一 5 o C。2号制 冷 车 间原 理基 本与 1号车 间相 同。 通 过上述 措施 ， 可 以控 制 拌 和楼 出机 口混 凝 土温 度 1 0 c c。 3 4供料线保温 高温 季节 ， 对混凝 土运输 车辆加 设 简易遮 阳棚 ， 减 少 车辆倒 运次 数 ， 严 格 控 制 车 辆运 输 时 间 不 超过 1 5 0 m i n 。混凝 土搅拌 车表 面涂刷 成 白色 ， 人仓 吊罐和 自卸 车 两侧采 用泡 沫板 隔热 。 3 5 浇筑温控 ( 1 )人仓。采用门塔机配合 6 I n 或 9 n l 吊罐入 仓 ， 吊罐表 面贴 2 c m厚 泡沫板 。混凝 土入仓 后及 时平 仓 、 振捣 ， 尽量缩 短混 凝土坯 的暴露 时 问。在仓 面设 喷 雾机 喷雾 ， 降低 仓 面 环境 温 度 ， 喷 雾 量 2 m m h以 内， 喷雾机方 向与风向一致 ， 喷雾的效果可使仓 内温度降 低 2 左右 。对 台阶混凝 土表 面 ， 覆 盖隔 热被 ， 随 浇随 覆 盖 ， 保 温被采 用彩条 布 内夹 1 21 8 c m 厚 高发 泡 聚乙烯 卷材制 作 。 ( 2 )混凝土浇筑。主要采用 门塔机浇筑， 混凝土 分层约束区厚 1 5 2 m， 脱离约束区厚 3 1 1 1 ； 混凝土料 主要为 三级配 ， 最大仓 面 面积为 2 0 n l 3 4 m。 台阶法 薄层浇 筑 ， 铺 料厚度 3 05 0 c m， 梅花 形 振捣 。钢 筋密 集 部位 采取二 级配混 凝土 ， 辅 以软轴振 捣 ， 确保 混凝土 密实 。 碾 压混凝 土采用 汽 车入仓 ， 装载机 摊铺 ， 铺 料厚度 3 43 6 c m， 采用 英格 索兰 D D 1 1 0 0双缸轮振 动 ， 碾压 6 8遍 ， 前 后静碾 各 1 2遍 。 7月 9月份 避 免在 高温 时段 ( 1 4 ： 0 01 6 ： 0 0 ) 浇 筑 昆 凝 土 ， 尽 量利 用夜 间浇筑 。 ( 3 )层问间歇时间要求。根据不同浇筑部位和浇 筑时 间来选定 层 间间歇 时 间 ， 混 凝 土浇 筑层 间 间歇 时 间一般 为 31 0 d ， 见 表 4 。 ( 4 )采 用 碾 压混 凝 土 。为保 证 深 溪 沟 电站 2 0 1 0 年 7月 1日发 电 ， 4号发 电机 组 工期 压 力最 大 ， 因此 ， 4 号机 厂房基 础 采 用 碾 压 混 凝 土 ， 工 程 量 4 1 4万 i n 。 第 1 8期 樊 宇， 等 ： 深溪 沟水 电站大体 积混凝土 施工温度 控制 5 3 碾压混凝土能够连续作业 ， 其本身水泥用量少 ， 粉煤灰 掺 量 6 0 。又适 逢 4号 机填 塘 施 工 处 于 冬末 早 春季 节 ， 温控 条件 良好 。 表 4混 凝 土 浇 筑 技 术 间歇 时 间 3 6通水冷却 按设 计要求 ， 在 大体 积 混 凝 土 内埋 设 冷 却水 管通 水冷 却 。施 工采 用 H D P E塑料水 管 ， 内径 2 8 m m、 外径 3 2 mm。冷却 水 管垂 直 水 流 方 向布 置 ， 水 平 与 垂 直 间 排距 1 5 I n1 5 In1 5 In。混 凝土 浇筑 之前 做 通水 试验 ， 检查水 管是 否堵塞 或 漏水 ， 浇筑过 程 中派专人 细 心检查 水 管 ， 防 止 水 管 移 位 或 破 坏 ， 伸 出 管 头 加 帽 保 护 。 冷却水 采用 大渡河 水 面 下 3 m 深处 的河 水 ， 一 期 通水 流量 1 2 I l l h左 右 ， 通 水 时 间控 制在 2 0 d左 右 ， 冷却水方 向 2 4 h调换 1次 。碾压 混凝 土通 水流 量 3 6 L m i n ， 通水 时 间 2 1 d 。 3 7 养 护 混凝 土初凝 后 ， 采 用 自动 喷水 器 对 已 浇混 凝 土 表 面洒水养 护 ， 覆 盖 保 温被 保 持 表 面潮 湿 。终 凝 后 表 面 流水养 护 ， 流道 面覆 盖 草 袋 蓄水 养 护 ， 一 般 养 护 时 间 2 1 d ， 碾压混凝土养护不低于 2 8 d 。施工 队建立了专 门的养护队伍 ， 责任落实到人 ， 加强巡查 。 冬季保 温 。深 溪沟 工程 的混凝 土施 工 ， 从 2 0 0 8年 6月底 开始 ， 此后 全 年 的最 低 气 温 为 5 ， 高 于规 范 要 求的最低温度 ， 冬季施工基本未采取保温措施。 3 8埋设监测仪器 采用 光纤 测温技 术全 过程 跟踪 大体 积混凝 土 内部 的温度变化 。从 目前监测到 的情况来看 ， 被监测 区域 的混 凝土 内部 温度没 有 出现异 常情 况 。混凝 土在浇 筑 后 2 0 d内温 度基 本 都 能 稳 定 在 气 温 附 近 。在 施 工 过 程 中温控 的总体 情 况 达 到 了设 计 要 求 。夏 季施 工 中 ， 仪器监测到部分区域有温升偏高现象 ， 现场及时调整 了施 工方案 ， 加 强 了相 关养 护措 施 ， 有 针对 性地 消除 了 局部 温升 现象 。进入 1 0月 份 以来 ， 监 测 区域混凝 土 的 浇筑温度都能控制在 1 7 以下， 浇筑后的混凝土 内部 峰值温度也都能控制在 3 5 C以下。 4 结 语 为 防止 深溪 沟水 电站大 体积 混凝 土在施 工期 间 出 现 温度 裂缝 ， 在施 工 中采取 了优选 低热 水泥 ； 优选 混凝 土 配合 比； 采 用预 冷混 凝 土 ； 混 凝 土 运 输 遮 阳 ； 混凝 土 体内埋冷却水管 ， 浇筑后通水冷却 ； 混凝土表面浇水养 护 等综合 措施 。措 施 实施 后 ， 创 造 了坝 体 大体 积 混 凝 土在施工期间无温度裂缝 的奇迹。 ( 编辑 ： 徐诗银 ) Co n s t r u c t i o n t e m p e r a t u r e c o n t r o l o f m a s s i v e c o nc r e t e o f Sh e nx i g o u Hy d r o po we r S t a t i o n FAN Yu ， XU J i g a n g ( 1 Zh e n t o u b a B r a n c h，G u o d i a n Da d u R i v e r Hy d r o p o w e r De v e l o p me n t C o L t d， J i n k o u h e 6 1 4 7 0 0，C h i n a； 2 S h e n x 培O U Br a n c h， Gu o d i a n Da d u Riv e r Hy d r o p o w e r De v e l o p me n t C o L t d，Ha n y u a n 6 2 5 3 0 0，C h i n a ) Abs t r a c t：To p r e v e nt t h e e m e r g e n c e o f ma s s i v e d a m c on c r e t e t e mp e r a t ur e c r a c k o f Sh e n x i g o u Hy dr o p o we r S t a t i o n d ur i n g t h e c o n s t r uc t i o n pe r i o d，we a do p t e d t h e f o l l o wi n g c o mp r e he n s i v e c o o l i n g me a s u r e s：u s i n g l o w he a t c e me n t ，o pt i mi z i ng c o n c r e t e p r o p o r t i o n，p r ec o o l i n g c o nc r e t e，s u ns ha d i ng i n t r a n s po r t a t i o n，s pr a y i n g，wa t e r c o o l i ng，s u r f a c e flo wi ng wa t e r c u r i n g；p l a c i n g c o n c r e t e a t n i g h t f r o m J u l y t o S e p t e mb e r a s p o s s i b l e t o a v o i d h i g h t e mp e r a t u r e i n t h e d a y t i me ；c h o o s i n g a p p r o p r i a t e i n t e r mi t t e n t t i me o f c o n c r e t e l i f t s a c c o r d i n g t o di f f e r e n t pl a c e me n t p o i n t s a n d t i me s As a r e s u l t ，t h e c r a c ks o f ma s s i v e d a m c o n c r e t e h a v e be e n s u c c e s s f u l l y p r e v e n t e d Ke y wo r ds： ma s s i v e c o n c r e t e；t e mpe r a t u r e；c o n t r o l ；S he nx i g o u Hy dr o p o we r S t a t i o n