水库大坝混凝土浇筑温度控制措施及其监测工作探讨

张玉霞

(甘肃省疏勒河管理局昌马灌区管理处 玉门镇 735211)

1 水库大坝项目概况

本文以广西乐滩水电站为例进行阐述，该水库大坝主体为混凝土重力坝，由混凝土重力坝、消力池、坝顶溢流表孔、发电机房等组成，发电机组总装机容量600MW。水库大坝具体参数:坝高130.2m;正常蓄水水位826m，总容量2.132亿m3;大坝总长172.3m，顶部宽度8m。大坝主体运用的是二级配碾压混凝土自身防渗，对大坝基础进行改进抬高后，使得大坝的坝高最大处为114.2m;大坝主体有6条诱导缝、1条横缝，为了方便混凝土的施工，泄洪排砂孔没有进行专门设置。位于河床处，大坝采用了5个开敞式溢流表孔，规格为高程712.3m、单孔直径12m，对于溢流水流的消能主要采用了“消力池+台阶坝面+‘X’形宽尾墩”的模式。该大坝位于河谷内，河流两岸是笔峭的山崖，所以，施工场所显得相对狭窄。同时，数据显示该地区年平均气温是26.3℃，年平均湿度为72%左右，温度变化大，在夏季平均气温为30.2℃，冬季平均气温为3.6℃，而年温度最高时可达到40.1℃。

2 水库大坝混凝土浇筑温度控制主要措施

2.1 混凝土搅拌时的温度控制

混凝土温度控制是防止混凝土在施工期和运用期产生裂缝的主要措施之一，是混凝土浇筑质量的重要保障。大坝施工单位结合当地实际情况，施工前做好调研，掌握近期气象情况，为不同的气温条件制定不同的温度控制要求［1］。

在夏季高温期间，骨料堆放处搭设防晒棚，同时可以对粗骨料进行受冷处理，一般采用深井冷水降温搅拌;在冬季低温期间施工时，一般混凝土结构不低于6℃，所以应当确保混凝土进行浇注时的温度。采用拌和楼设备，所用的粗骨料在拌和楼进行预热，原理是利用拌和楼的热蒸气加热锅炉房内水箱，使得小石、砂子在拌和楼料仓和调节料仓进行预热。同时，选择在白天温度较高时进行搅拌浇筑的工作［2］。

对施工过程中混凝土温度的监测结果显示:在半小时内温度提高1.5℃左右，每小时温度要提高2.5℃左右。混凝土运输过程中预冷混凝土温度回升与运输机具类型、运输时间和混凝土转运次数及外界气温有关。为了避免这一现象，可以选择采取以下方法来进行控制:ⓐ在使用自卸汽车对混凝土进行运输的过程中，汽车顶部设置活动遮阳棚，外侧面贴隔热板，避免新搅拌的混凝土受到阳光、风、雨等作用而影响其使用性能;汽车入口设喷雾装置，以降低环境气温，同时在车厢四周使用聚乙烯塑料进行保温处理;ⓑ在使用吊罐对混凝土进行垂直运输时，在吊罐上方设遮阳防雨盖板和保温隔热设施，比如:选择使用聚乙烯塑料进行保温;ⓒ在进行施工安排时，应当确保混凝土能够及时入仓，使用仓面喷雾技术，以减少太阳辐射;ⓓ安排混凝土运输车辆要科学合理，尽量减少混凝土转运次数，提高运输车辆调度水平与利用效率，进而确保混凝土进行搅拌时的温度符合要求［3］。

2.2 混凝土浇筑时的温度控制

浇筑是把混凝土材料加到模子里制成预定形体。在进行大坝混凝土浇筑时，依照不同月份，不同气候条件，控制混凝土浇筑温度:ⓐ该地区气温较低季节进行施工作业时，应尽量在一天中温度较高时段进行浇筑作业;在混凝土浇筑到坝体后，大约在4h以后，需要对坝体进行豹纹覆盖，可以先铺一层塑料薄膜，再覆盖一两层草袋，避免太阳对混凝土的暴晒;同时，加快浇筑速度，缩短浇筑时间，以减少热量损失;ⓑ该地区气温较高月份，应尽量避开一天中温度较高时段，安排在夜间和早晚温度相对较低时进行混凝土浇筑作业;如果必须在气温较高的条件下浇筑，应对浇筑的坝体进行喷雾处理，以便大坝坝体始终处于湿润状态，进而降低坝体的温度［4］。

该水电站水库大坝浇筑混凝土采用短间歇薄层连续浇筑方法，是大体积混凝土常用的施工方法之一。该方法优点是施工工艺简单，实用性强，温控费用低。但是当基岩刚度较大时，基础混凝土薄块的自由变形往往受到很大约束，在降温期易发生贯穿裂缝。该工程具体施工操作时根据结构、浇筑、立模、温控等条件确定了每次浇筑的厚度;旧混凝土和基础之间的约束部位浇筑间歇期7天左右，厚度保持为1.5m左右。为了保证块间混凝土结合良好，所有施工缝均用人工凿成毛面，凿入深度为粗骨料露出1/3左右。

2.3 浇筑后的混凝土温度控制

对于浇筑后的混凝土温度控制主要有两方面:ⓐ混凝土浇筑后的养护;ⓑ混凝土浇筑后的通水冷却。混凝土浇筑后一项重要养护工作即是防止开裂。由于刚浇筑完的混凝土还没有完全硬化，可能导致混凝土出现裂缝，一般混凝土裂缝出现在早期，所以需要重点养护的是混凝土浇筑后形成的早期发展最宽的裂缝。混凝土表面养护也是一项非常重要的工作。通过对其表面进行养护，才能提高混凝土的抗裂性能。在每年5～10月，气温较高的季节进行混凝土浇筑作业时，在完成浇筑12h以后，应对混凝土表面进行洒水养护。在气温较高时还应该提前进行养护，这样可使混凝土表层能够长时间保持润湿的状态;反之，在气温较低时，应当在施工期间对混凝土采取必要的保温措施。最后，如果浇筑混凝土的方式是短间歇薄层连续浇筑，那么正确的处理方法是对混凝土浇筑的间歇面采取洒水养护，注意保持时间在1个月左右［5］。

在施工时，坝体内预先埋设冷却水管，依据对混凝土降温的目的和阶段不同，其应用过程可分成两个阶段。第一阶段冷却的目的有三方面:ⓐ控制新旧两层之间的温差和混凝土内外之间的温差;ⓑ降低混凝土坝体的最高温度;ⓒ减少基础温差。在第一阶段冷却时，要注意24h后需更换一次冷却水，同时坝体浇筑结束后的混凝土与所用冷却水之间温差不要大于25℃。第二阶段冷却的目的是为了满足纵横缝浇筑混凝土的要求，在对坝体的接缝处浇筑混凝土之前，浇筑混凝土和接缝处及其附近的坝体之间的温差控制在允许范围内。同样，在第二阶段冷却时，同时冷却同一浇筑层的上下两段和同一接缝处的左右坝段，注意坝体浇筑结束后的混凝土与冷却水之间温差不能大于25℃，从而避免坝体两端之间出现较大温差。最后，还有几方面值得注意的事项:在开始通水24h后应当更换一次水流的方向，确保混凝土均匀冷却;为了减少坝体混凝土裂缝的数目，不能使混凝土温度降低得过快，在对预埋的冷却管冲水后，水流量不能超过25L/min，混凝土温度降低量不能大于1℃;当混凝土温度控制在稳定之后，可以每班更换一次水流方向。

3 加强施工期混凝土温度监测

在混凝土浇筑过程中应当加强混凝土温度的测量工作，同时应注意气候温度的变化，防止气温变化太快而对混凝土造成影响，进而保证在施工作业期间混凝土不受到气候变化的影响。除此之外，还应测量混凝土温度，从而判断保温效果，根据其结果提高或调整混凝土保温方法。关于监测混凝土温度主要有以下几方面［6］:

a.在浇筑的混凝土中预先安置电阻式温度计或者热电偶等温度传感器，目的是随时监测混凝土的温度变化。

b.在对混凝土进行通冷却水冷却时，应当每4h测量一次冷却管进出口处的冷却水温度，并且要及时做好相关记录。

c.及时记录测量结果并以测量报告的形式每周提交一次，需要测量混凝土的平均温度时，应将其中一条冷却水管停止供水72h后再进行测量，在坝体混凝土浇筑结束后的3天内应当对加密温度测量，当出现寒潮或者室外温度骤降时，应当加密混凝土测量的次数。

4 结语

该大坝水库位于我国南方地区，气候温度差别较大，大坝混凝土浇筑期间包括搅拌、浇筑前、浇筑后采取了一系列措施来控制浇筑温度，达到了有效的控制温度裂缝的目的，到目前为止该大坝未出现危害性裂缝。实践证明，关键是要把温控理论、已有经验和实际情况相结合，才能制定出有效的施工和温控方案;在工程试验方面，还需保证混凝土强度、弹性等方面满足要求，以增强防裂能力;最后，有效监测混凝土温度变化情况，从而避免因为混凝土温度过高而出现温度裂缝的现象，最终保证大坝的施工质量。◆

1 方言.水利水电工程施工十大技术标准规范及工程建设标准强制性条文:卷二［M］.北京:中国水利水电出版社，2007.1.

2 马传龙.朝阳水库大坝混凝土温度控制措施［J］.东北水利水电，2006(12):18-19.

3 杨凡，刘建林.龙口水利枢纽工程混凝土浇筑温度控制［J］.水利发电，2009(10):7-19.

4 胡波.浅析大体积混凝土浇筑的温度控制［J］.采矿技术，2008(2):74-75.

5 梁志林，简宜端.三峡三期工程大坝混凝土内部温度监测浅析［J］.葛洲坝集团科技，2005(4):38-40.

6 郭德强.水库大坝混凝土浇筑温度的控制［J］.技术与市场，2011(6):95-97.