三峡地下电站进水口工程混凝土温控

成　涛

摘要：三峡右岸地下电站进水口预建段工程混凝土施工时采取了一系列温控措施的质量监督。有效地减少了？温度裂缝的产生，本文作以介绍。

关键词：三峡；地下电站；混凝土；拌和浇筑；温度控制

右岸地下电站进水口预建段混凝土工程主要包括：6个发电塔、3个排沙塔、2个连接塔；6条引水隧洞；1条排沙洞和护坦、自计水位计井等项目，混凝土浇筑总量为40.18万m3。

本工程于2001年8月开始浇筑，计划在2004年4月全部结束，历时近3年，需经历3个高温季节。

本工程混凝土浇筑的特点是：既有塔体过流面的大体积混凝土浇筑，又有引水隧洞、排沙洞钢板混凝土的薄衬砌浇筑，还有安装平台、拦污栅等小构件小仓面的混凝土浇筑。

据气象资料，三峡地区夏季气温高达35℃以上(表1)，按照设计要求，夏季需生产7℃和10℃混凝土，由监理和施工单位研究采取一系列有效的温控措施。从混凝土拌和、运输、浇筑及浇筑后养护等各道工序均进行了严格的温度控制。

2.1拌和系统混凝土温控

右岸地下电站进水口预建工程的低温混凝土由右岸84拌和系统生产就近供料。拌和系统温控主要从混凝土原材料开始，严格按照各个原材料的温度控制工艺进行实际操作。

2.1.1细骨料温度控制

为了保证高温季节混凝土的温控质量，拌和楼对水泥和粉煤灰两种原材料在入罐前进行温度控制。采用专用罐运输水泥、粉煤灰时，其入罐温度控制在65℃以下，否则储料罐中原材料的温度还会继续增升，实测温度曾高达75℃，将会直接影响拌和楼出机口混凝土的温度。通常，若将罐装汽车停 放在防晒棚内1～2天，温度可下降至30～45℃。

2.1.2粗骨料一、二次风冷温度控制

拌和楼为了生产7℃和10℃超低温混凝土，各种原材料均使用风冷温控措施。首先将各类骨料按特大、大、中、小石分别存人4个独立的骨料预冷仓进行充分脱水，避免骨料表面含水较多出现骨料冻仓现象。一般情况下，各料仓骨料不停地运动相互挤压是不会发生冻仓事故的；在不生产混凝土时，应及时调整制冷系统设备运行的风冷温度，使骨料温度维持在既不冻仓又能保证混凝土开仓拌和的状态下。对此，必须派专职测温员巡视检查料仓、测量骨料温度，避免发生骨料冻仓事故。

根据84拌和楼的运行经验，—次风冷和二次风冷在冲霜时可根据拌和楼生产情况，尽量安排在下午温度降低时段(5点钟左右，即早班与中班交接时)对制冷设备进行冲霜。并巳一次和二次风冷设备冲霜时间应错开半小时进行，确保拌和楼能连续生产：低温混凝土。

84拌和楼一、二次风冷后骨料最优技术参数如表2所示(均为骨料表面温度)。

2.1.3拌和楼使用冷水、加冰措施

制冷系统对骨料预冷后，拌和楼出机口混凝土仍达不到设计要求温度时，可采用加冷水、加冰等辅助措施控制出机口混凝土温度。

冷水温度为0～2℃，在加冷水对混凝土降温效果不明显时，可加冰以满足混凝土温控要求。

由片冰机生产长30mmX宽20mmX厚lmm的片冰，片冰表面温度为一5～一8℃，生产时应注意片冰结块影响混凝土密实度，可用筛网进行过滤剔除冰块。为了最大数量地使用加冰量，可加强砂子脱水。

一般情况下可加入25～45kg／m3的冰，但要将拌和时间从150s／罐改为180s／罐，即延长30s，使混凝土中各种原材料充分拌和。

2.2混凝土浇筑温度控制

2.2.1混凝土运输温度控制

本工程采用自卸汽车加门机入仓的主要方法。混凝上运输过程中采取了各种措施进行温度控制。如采取在自卸汽车上安装防晒棚，避免阳光直接照射混凝土表明，减缓热量对流速度；在100m高程等待卸料处设置防晒棚，由施工队试验室进行检测，监理随机抽查，超温混凝土作为不合格混凝土处理，禁止人仓。

根据现场统计，汽车运输时间20～30min时混凝土必须入仓，否则因为水分损失太大，导致坍落度损失较大，无法保证混凝土浇筑质量。

2.2.2混凝土现场浇筑温度控制

2002年6～9月，平均温度大于20℃，最高气温达到39.5℃，为了保证现场混凝土浇筑温度控制，施工单位严格按照现场的混凝土浇筑控制工艺要求进行施工。施工时首先按照监理工程师审批的仓面混凝土浇筑工艺，应对高温时段影响混凝土浇筑的不利因素布置好人员、设备、材料、混凝土入仓强度等温控准备工作。

浇筑时，根据仓号大小采取不同的温控措施。浇筑面积大于500m2的仓面，必须采用台阶法分层浇筑，并及时采用1～2m厚的聚丙乙烯保温被进行保温隔热，防止空气对流散发热量。台阶高度约50cm左右，尽量减少台阶之间的宽度(现场按2m宽控制)，以便于接头混凝土保温，又利于混凝土施工振捣的要求。

据试验，现场采用喷雾器(西安理工大学研制)效果较好，能在大型仓号形成喷雾状“小气候”，防止太阳光直射升温，可使仓面保持在25℃～28℃。

2.2.3冷却水管的布设及初、中期通水温度控制

根据三峡施工规范要求，采用埋设冷却水管的施工工艺控制混凝土内、外的温差效果较好。塔体140m高程以下按照1.5mX2m(间距X层厚)或2mXl.5m(间距X层厚)布设冷却水管，用于初期、中期、后期通水，以降低浇筑体内温度。冷却水管采用钢管(外径25mm，壁厚1.5mm)或高密聚乙烯塑料管(内径28mm，壁厚2mm)。

塔体采用10℃的温控混凝土浇筑后，根据埋设的(临时)测温度计可知，3天后混凝土内部温度将从18℃升至35℃左右，为了避免浇筑层之间因混凝土温升而产生裂缝，及时采用冷却水管进行通水降温以消弱温升的峰值；减少混凝土单位时间内温升的速度从而达到温度控制作用。冷却水管初期采用10℃～12℃的水进行通水冷却。通水时间按10d～15d(洞室按7d)控制，并规定混凝土与水之间的温差不超过25℃，管中水的流速为4.5～5.0m／s。每隔24h将水流方向改变—次；要保证混凝土温度降低不能过快，尽量将混凝土内部温度降低控制在每天1℃的范围内。

对塔体过流面埋设的冷却水管进行通水冷却时，将塔体温度降至22～23~C为宜，使混凝土内外温差不大于20℃，通水流量为7～10m／s。并规定塔体日降温不超过1℃。经用电阻温度仪测量，运用冷却水管均能将塔体的温度控制在设计要求内。

2.3混凝土浇筑后温度控制

2.3.1加强养护降低塔体混凝土表面温度

6～9月份高温时段，施工现场混凝土表面温度最高可达50℃左右，因此施工现场必须派专职人员进行流动水养护，对混凝土表面进行降温散热控制，使混凝土内外温度差满足不超过25℃的设计要求。其洒水降温养护时间按照混凝土龄期28d控制。

2.3.2做好各仓面的间歇时间控制

按照三峡工程有关规范的要求，应控制好各个浇筑段的间歇时间。

本工程事先对各个塔体浇筑块制定好最长间隔时间，并根据信息调整安排好各个仓号的施工进度。对于基础区的混凝土和老混凝土约束部分，浇筑层厚度1.5m上下层的间歇时间为8～10d，尽量做到老混凝土充分散热后再浇筑下一个单元块。

2.4优化配合比降低凝混凝土内部温度

在满足设计各项指标的前题下，优化设计配合比进行混凝土温度控制。通过提高粉煤灰的掺量尽量减少单位水泥的用量，达到减少水化热的目的，从而控制混凝土内部温升。2003年6月份在进水口1号～6号引水洞中进行了加20％、25％粉煤灰混凝土配比试验。在引水洞共埋设温度计113支，其测温结果：实测最高温度51.3℃，平均最高35.9℃，合格点85个，合格率75.2％。使用调整后的混凝土配合比情况见表4，其混凝土内部温升对比情况见表4所示。

通过调整混凝土配合比，参入25％的粉煤灰后，1号～6号引水洞混凝土内部平均温度可降低3℃左右，有效地减缓了3～7d混凝土内部温升的上升速度，使混凝土内部温度得到有效的控制。并延缓了混凝土温升峰值早期的来临，使混凝土内部强度增升后能有效地阻止混凝土温度裂缝产生。

3混凝土温控效果

2003年4月25日，对塔体分部工程和拦污栅、引水洞分项工程的裂缝分布情况进行了全面检查。

根据裂缝统计数据充分地反映了右岸进水口混凝土温控工序效果较好，其I类裂缝62条，Ⅱ类裂缝151条，Ⅲ类裂缝6条，Ⅳ类裂缝没有。满足《中国长江三峡工程标准质量汇编(一)》的要求，Ⅲ、Ⅳ类裂缝控制在0.5条／万m3的范围内。

本工程采取的各种温控工艺、措施及各种技术参数效果较好，满足了设计混凝土内部最高温上不超过35℃的要求，有效地减少了混凝土裂缝。

各类混凝土裂缝经过化学灌浆后，均满足设计要求。

4几点建议

混凝土裂缝是水利工程施工的一大难题，本工程采取的一些温控措施，取得了较好的效果。

①最大程度地实现机械化，减少混凝土的运输时间，避免混凝土在运输途中吸热升温。

②采用风冷法对骨料预冷时，应注意骨料进行二次筛分后必须充分脱水，防止风冷冻仓。

③进一步优化混凝土配合比，合理设计混凝土标号，尽量减少混凝土胶凝材料的使用量，从而达到混凝土少产生水化热，以减少温度裂缝。

④实践证明，混凝土浇筑3～7d时产生的水化热较大，此时混凝土强度仍很低，没有足够的强度阻止混凝土温度应力，此时应尽量延缓混凝土内部峰值温度并加以削弱。

⑤充分利用高效、经济散热的材料，减少混凝土内部热量。

2003年度本标段工程(三峡右岸地下电站预建工程TGP/CI—SXJ一498)被总公司授予三峡坝区样板工程。