碾压混凝土重力坝工程℃温度控制施工技术.pdf

水利技术监督 2 0 1 4年第 2 期 碾压混凝土重力坝工程 中 温度控制施工技术 王 焰驹 ( 中国水 电建设集 团国际工程有限公 司，北京 1 0 0 0 4 8 ) 【 摘要】 碾压混凝土技术是目前我国水利工程建设中常用的技术，它具有运行安全系数高、施工速度快、所 需工期短、工程造价低等特点。在大坝投入运行后会因拉应力大于混凝土拉伸极限而出现裂缝现象， 严重的影响了大坝的稳定性和安全性。同时，温度控制又是影响碾压混凝土质量的决定性因素之一， 因此，对于温度控制这方面的研究具有十分重要的现实意义。本文就某水电站碾压混凝土施工中温 度控制方面问题进行细致的分析与探讨，望能对我国类似的水利工程项 目建设提供一定的参考。 【 关键词】 碾压混凝土重力坝；碾压混凝土；设计理念；控制措施 D O I编码 】 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 8 - 1 3 0 5 2 0 1 4 0 2 0 2 2 【 中图分类号】 T V 5 4 4 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 8 1 3 0 5( 2 0 1 4 )0 2 0 0 6 0 0 3 因受气候条件因素影响，碾压混凝土在施工过 程中会受到不 同程度的影响。某水 电站坝址位于我 国金沙江中游干热河谷地 带， 每年 的4 9月是高 温多雨季节，碾压混凝土坝面临着高气温条件下施 工难的技术问题，特别是大坝温控防裂的问题尤为 显著。据以往的工程实践表明，高温气候地区碾压 混凝土坝施工期温度裂缝 的现象普遍存在，这无疑 对大坝 的正常运行和耐久性会产生 不同程度 的影 响，如果没有有效的办法解决高温条件下碾压混凝 土连续快速施工时的温控 问题 ，就无法实现大坝全 年连续快速施工和缩短工期带来可观经济效益的 目的。因此 ，在高温气候下碾压混凝土连续快速施 工时的温控措施是亟待解决的关键技术问题之一。 1 工程背景 该水 电站是金沙江中游河段规划 的 “ 一库八 级 ”的第 四级发 电站 。工程 以发 电为主， 兼顾防洪， 电站装机容量5 X 4 0 0 M W 。拦河坝为碾压混凝土重力 坝， 坝高1 3 8 m ， 坝顶长4 8 2 米。坝体混凝土总量约为 3 0 0 万m 。 ， 其中， 碾压混凝土占坝体混凝土总重量的 6 7 5 ，工程具有规模大、工期紧、要求高、在高 6 0 。 温雨季施工等特点。该水电站施工总工期8 2 个月， 2 0 0 5 年1 2 月实现了截流计划， 预计在2 0 0 9 年1 2 月完 成第一组机组发电的 目标 。该大坝于2 0 0 7 年7 月开 始浇筑，至2 0 0 7 年9 月3 0 日， 已累计完成碾压混凝土 约3 O 万n l3 ，其中最大浇筑体积为每班次5 0 4 0 m 。 ，完 成仓面面积1 8 5 万m 。 ，因大坝浇筑在强约束部位 ， 并且施工季节是高温季节，所 以必须要有针对性的 在高温季节对该水电站工程的施工设计做出合理 的设计方案，才能保证水电站工程的顺利竣工 。 2 温度控制的设计理念 在该水 电站施工建设中，对多碾压混凝土的温 度做出严格的管控，主要是因为混凝土的导热性能 比较差，水泥水热化在混凝土 内部聚集形成 了不必 要的高温效应 ，同时由于水泥规格不 同，浇筑块大 小不同，浇筑时间不同，浇筑季节的不 同，导致混 凝土与大坝基础之 间普遍存在温升和温降差异性 大的问题。因此，碾压混凝土温度控制方面一定要 有科学合理的设计理念，才能确保工程的稳定性和 作者简介 ：王焰驹 ( 1 9 8 3 年一 ) ，男，工程师，硕士研究生。 水利技术监督 2 0 1 4 年第 2 期 安全性。具体到设计方面要从以下几个方面考虑 。 ( 1 )温控要从影响混凝土温度应力与混凝土 抗拉强度的要素来考虑，如选择发热总量小，发热 速度比较慢的水泥，如配置线膨胀系数小弹性模量 低 的混凝土，如配置浇筑性能佳，抗拉强度高且离 差系数小的混凝土等 。 ( 2 )温控措施 的选择要与混凝土的空间位置 有效结合，混凝土在大坝的强约束部位，温控要求 的相对比较严格，而大坝的其他次部位 ，温控相对 要求相对比较宽。对于温降幅度大的部位要严格管 控 ，对于温降幅度小 的部位要求相对较 宽松。 ( 3 )温控措施 的选择要和混凝土的浇筑计划 有效结合，在不同的季节对混凝土的浇筑要采取不 同的温控措施，在年温度起伏较大的地区，由于高 温或者低温气候的影响，大坝的温控措施要求 的比 较严格 ，而在年温变化不是很大 的地 区，对于大坝 的温控措施要求的比较宽松。 ( 4 )温控措施要与温控标注相匹配 ，根据具 体情况不同的温控标准要有不 同的温控措施 。在施 工过程 中，大体积混凝土约束应力的高拉应力没有 在真实荷载下的应力集 中，多呈广泛分布状态，对 混凝土 自身存在 的缺陷比较敏感，所以需要比较高 的安全系数 。对于施工期 的混凝土，其温控 的要求 更加严格。 ( 5 )温控措施要 与温控对 象保持一致，不 同 的温控对 象要 有不 同的温控 措施 。如水 闸底板 闸 敦，厂房进水 口框架 ，前者是限裂设计为主导，后 者是抗裂设计为主导，不能同混凝土重力坝相同。 3 碾压混凝土温控的具体措施 3 1减少运输、浇筑环节中的温度回升 在高温季节浇筑碾压混凝土采取了合理的降 温、保温措施， 避免温度倒灌现象发生， 降低混凝土 浇筑温度 。 ( 1 ) 对运输混凝土罐车加盖防雨防晒棚，避免 混凝土在运输过程中温度 回升 。根据施工现场 的施 工强度 ，合理地对搅合站及运输混凝土罐车做 出调 度 ，避免因运输车辆少和搅合站的混凝土堆量多而 导致混凝土发生温度回升。 ( 2 ) 为防止浇筑过程中的热量倒灌， 合理规划 仓号， 采用斜层铺筑法以尽可能减少仓面铺筑面积， 加快混凝土的运输和平仓碾压速度。做到尽量提高 入仓强度 、及时摊铺 、及时碾压 、及时覆盖， 防止 温度倒灌。 3 2厚层短间歇连续浇筑 ( 1 )厚层短间歇连续浇筑比传统的薄层短间 歇连续浇筑在温控成本方面有明显的降低。 ( 2 ) 厚层短间歇连续浇筑在采取了仓面保护下 的低温技术后，配置了一套完善的一期通水冷却技 术，达到 了薄层短间歇连续浇筑的标准，并且对以 后的温度应力造成影响， 使温度控制在最佳范围内。 ( 3 )厚层短间歇连续浇筑可 以避免设计方面 的缺陷，如该水利站，浇筑的层数越多，意味着遭 受下雨等不利天气的可能性就越多，工程的设计者 在施工过程中就会多考虑到温控成本。对于普通土 坝的浇筑，薄层浇筑混凝土会因混凝土在高温施工 中发生热量倒灌现象，影响整个混凝土结构的浇筑 质量，所以，目前薄层短间歇连续浇筑己被慢慢的 淘汰，厚层短间歇连续浇筑被建设单位广泛的推广 运用 。 3 3混凝土终身保护 混凝土终身保护主要有两种方法 。 ( 1 )在拱坝下游表面涂抹聚氨酯发泡材料 ， 利用聚氨酯材料真空发泡的隔热作用，切断混凝 土与大气温度热交换，在实际施工中起到了显著 的效果 。 ( 2 )对于重要工程的永久保温，采用复合式 永久保温板 ，其主要组成部分是由一层聚苯 乙烯泡 沫板和一层保护板组成，二者各负其责，聚苯 乙烯 泡沫板主要起保温作用，保护板主要起对聚苯乙烯 泡沫板起保护作用，避免因受外界条件的影响使聚 苯 乙烯泡沫板发生损坏或者老化变形 。 3 4综合措施的协调应用 水利工程大坝混凝土温控 ，是一项系统复杂的 工程 。不管是从工程原材料 的选择，还是对温控具 体措施的建立，最终目的是为了保证混凝土的温度 应力控制在混凝土不开裂的范 围内。混凝土拉力强 度的不同，导致其抗裂性的不足。 不管是从坝的地基条件来考虑，还是从坝的设 计方面来讲，混凝土开裂这一现象绝不能小觑。为 了更大限度的控制大坝的温度应力 ，控制混凝土浇 筑过程中的温升现象，综合措施的协调应用是十分 有效的途径。 如果控制混凝土升温的所有措施都用完之后， 还达不到预期的目的，那么就要采用限低的方式去 解决，即在自然条件无法改变的背景下，通过表面 保护 的方法使 大坝混凝 土的温度控制在一定范 围 内，保证大坝的正常使用。 61 水利技术监督 2 0 1 4 年第 2 期 水利部关于批准发布水利行业标准的公告 ( 水利水电工程初步设计质量评定标准) 中华人民共和国水利部公告 ( 2 0 1 3年第 8 4号) 中华人民共和国水利部批准 水利水电工程初步设计质量评定标准( S L 5 2 1 2 0 1 3 )为水利行业标准，现 予以公布。 序号 标准名称 标准编号 替代标准号 发布日期 实施日期 水利水电工程初步设计 1 S L 5 2 1 2 0 1 3 2 0 1 3 1 2 2 3 2 0 1 4 3 2 3 质量评定标准 水利部关于批准发布水利行业标准的公告 ( 水利水电工程管理技术术语) 中华人民共和国水利部公告 ( 2 0 1 3年第 8 5号) 中华人民共和国水利部批准 水利水 电工程管理技术术语( S L 5 7 0 2 0 1 3 ) 为水利行业标准， 现予以公布。 序号 标准名称 标准编号 替代标准号 发布 日期 实施 日期 1 水利水电工程管理技术术语 S L 5 7 0 2 0 1 3 2 0 1 3 1 2 2 3 2 0 1 4 3 2 3 4 结 语 碾压混凝土 的温度控制是水 电站大坝组 织设 计施工中的关键技术之一，混凝土的温度控制措施 种类多样，如果在实际的施工建设过程中运用不 当，将严重的偏离温控 目 标，造成工程成本浪费， 加剧大坝裂缝现象的产生，更无法保障大坝的稳定 性和安全性。因此 ，碾压混凝土的温度控制，是我 国当今水 电站 以及其他有关用到碾压混凝土工程 所必须关注和研究的问题，要通过不断的实践与总 结，不断的引进 国外的先进技术，理论结合实际， 62 尊重事实真相，才能使我国的碾压混凝土温控技术 得到提升，以保证我 国水电站工程建设事业的快速 稳定的发展。 参考文献 1 张少华 大坝库相互作用及抗震技术研究 J 武汉大学学 报 ， 2 0 0 2 ( 9 ) 2 刘晓鸣 我国水工抗震中的主要问题研究和发展动态 J 工程 管理， 2 0 1 0 ( 7 ) 3 邓健文， 何虹 拱坝行波输入的动力分析和抗震设计 J 华中 科技大学学报， 1 9 9 7 ( 6 )