浅谈水闸大体积混凝土温度控制

周前防,张宗超,唐茂刚

(1.枣庄市胜利渠管理处,山东 枣庄 277300;2.枣庄市鸿禹水利工程监理中心,山东 枣庄 277318;3.枣庄市水利综合服务站,山东 枣庄 277318)

某市大泛口节制闸是南水北调东线工程，位于当地主要泄洪河道上。设置4孔闸，每孔净宽10.0m，总净宽40.0m。采用卷扬式启闭机、直升式平盘闸门，闸门尺寸为10.0m×7.0m；最高拦蓄水位28.20m。闸室地板两孔一联整式底板，长 24.79m，宽 16.0m，闸底板中部厚1.8m，上下游侧均设 0.6（1.2）m×0.6m齿坎。底板混凝土设计强度为C25，混凝土总方量为714m3。底板厚度较大，根据设计及相应规范要求应作为大体积混凝土对待。由于该工程施工期为5月份，环境温度较高，因此混凝土温度控制应作为施工的重点控制指标。

1 优选混凝土配合比降低水化热

水泥选用当地峄城榴圆水泥厂生产的P.O42.5水泥，粉煤灰为枣庄十里泉电厂二级粉煤灰，砂产自临沂沂河，减水引气剂为济南德利特产品。拌制水采用深井水，符合施工用水要求。采用大量掺加粉煤灰（掺量为水泥重量的22%）的方式以增加混凝土的和易性，减少水泥用量。在保证泵送的前提下尽量降低水灰比，坍落度不高于160mm，以降低水泥用量和减少水泥水化热。混凝土配合比见表1：

2 降低混凝土浇筑温度

2.1 降低原材料温度

原材料提前10d进场堆放，堆高不低于6m，上面架设遮阳网。施工前3d定时用地下水对骨料进行预冷降温。取料采用高堆深取法，随取随用；混凝土材料均一次备足整仓用量。

2.2 降低拌合温度，减少运输距离

采用地下水作为拌合用水，水温控制在20～22℃，利用混凝土输送泵进行运输，尽量减少运输距离；在混凝土输送泵泵管外包围一层毡布，定时采用人工喷洒地下水进行降温，确保混凝土温度不升高。

2.3 控制浇筑温升

1）在仓面搭设人工遮阳蓬。经观测对比，晴天阳光直射下利用遮阳蓬可降温2℃左右，因此在浇筑面上方2m处架设黑色遮阳网，避免太阳直接照射浇筑面。

2）控制浇筑速度。浇筑强度对大体积混凝土温度的变化影响非常明显。因此采用两套混凝土拌合机械即JS-500型强制式搅拌机2台，PL-800B型自动计量配料机2台，20t粉煤灰罐1只，1.5m3轮胎式装载机1台，既保证了浇筑的连续性，也保证了浇注的速度，从而避免混凝土温度上升。浇筑采用分段分层浇筑的方法，共分三层浇筑，每层厚度控制在60cm左右，铺筑宽度控制在2m左右。分次、分层浇筑的间歇时间要通过计算严格确定，若间歇时间过长，则会延长施工工期，另一方面也会使老混凝土对新浇混凝土产生较大的约束，从而在上下层混凝土结合面产生难以发现的垂直裂缝。若间歇时间过短，振捣后则正处于下层混凝土升温阶段，表面温度较高，这时覆盖上层混凝土就会不利于下层混凝土的散热，同时也容易导致上层混凝土升温，就有可能超过混凝土要求的最高温升，从而加大混凝土产生裂缝的可能性。

表1 C25W4F150混凝土施工配合比 kg/m3

3 温度观测点的布设

每块底板共布设5处观测点，分别在四角内1m处布设4处，在中央主闸门槽下游侧布设1处。每处观测点分别在底板表面以下 20cm、90cm、160cm处设一个管，管材选用Φ50薄壁钢管，内装5cm深的水，便于测量温度，同时也防止测量温度受空气循环的影响。观测完成后测温管采用高标号混凝土封堵。

4 浇筑完成后的温度控制

由于混凝土厚度较大，如果内外温差过大，混凝土表面早期出现的最大拉应力将超出混凝土允许抗拉强度，可能导致“由表及里”型裂缝，因此要进行适当的保温，防止内外温差过大，根据规范及工程经验确定温差以控制在25℃以内比较适宜。

浇筑到收仓线后及时进行表面抹、压收面，然后立即用一层湿润的毡布、一层塑料膜、一层厚毡布依次对外露表面覆盖，以保温保湿，快速提高表面温度，减小内外温差，防止出现早期表面干缩裂缝。一般浇筑1～3d（20～64h）后混凝土内部温度达到最高，也是内外温差最大，此时由于混凝土龄期短，抗裂能力较差，最易产生表面裂缝。因此,务必落实责任,做好混凝土表面保温保湿工作。混凝土表面保温材料要在混凝土浇筑后立即进行覆盖,遵循“边浇混凝土、边覆盖”的原则。保温历时10d,掀除表面保温材料时应注意拆除时间的选择,本工程选择在下午16:00～17:00时进行,以降低拆除保温覆盖物给混凝土表面所带来的人为冷击程度。

5 做好中后期表面保温保湿

拆模时间要掌握在不早于3～5d，遇天气异常或气温变化大时应延长至7～10d以上，时间应选在下午。拆模后混凝土顶面继续覆盖保温，并适时补水保湿，混凝土侧面则在顶缘处固定塑料水管，每隔20cm扎一个出水眼，不间断流水养护以连续保湿，避免干缩。由于混凝土散热完成时间至少需要15d以上，因此表面保温保湿时间应当不少于21d。

6 温控效果

温度每4h测量一次，随时观察温差，通过以上各阶段的控制，效果比较明显。浇筑后第三天混凝土内部温度达到最高53℃，内外温差达到20℃，随后逐步降低，10d后降低到 35℃，于外界温度相差不超过9℃，整个过程没有超过规范要求。经山东省水科院检测部门检测，未出现任何裂缝，质量达到设计及规范要求。