南水北调中线湍河渡槽温控措施

□廖军磊（河南水利建筑工程有限公司）

1.概述

1.1 工程简介

南水北调中线一期总干渠湍河渡槽位于河南省邓州市小王营～冀寨之间的湍河上，西距邓州～内乡省道3km，北距内乡县20km，南距邓州市26km。渡槽槽身为相互独立的3槽预应力混凝土U型结构，单跨40m，共18跨，单槽内空尺寸（高×宽）7.23m×9.0m。

根据湍河渡槽工程总进度计划安排，主体混凝土浇筑全年将不间断进行，为此应做好混凝土温度控制，防止裂缝发生，确保高温时段混凝土浇筑质量满足设计和规范要求。

1.2 气象水文

据流域内内乡气象站实测气象资料统计，多年平均气温15.0℃，实测极端最高气温42.1℃，实测极端最低气温-14.4℃，多年年平均地温（距地面0cm）17.7℃，日照时数1933.7h。全年盛行的风向为NE，多年平均风速1.9m/s，实测最大风速19.0m/s。

2.编制依据

《南水北调中线一期工程总干渠陶岔渠首～沙河南段（中线建管局直管项目）湍河渡槽工程施工招标文件》（ZXJ/SG/THD-001）,《水工混凝土施工规范》DL5144-2001,《水工混凝土钢筋施工规范》DL/T5169-2002,《建筑施工计算手册》（第二版）。

3.温控要求

3.1 混凝土温度控制标准

根据《南水北调中线一期工程总干渠陶岔渠首～沙河南段（中线建管局直管项目）湍河渡槽工程施工招标文件》技术条款，混凝土浇筑温度宜控制在5～26℃，渡槽槽身混凝土内外温差控制标准为20℃。

3.2 混凝土温控重点

湍河渡槽采用的混凝土为高性能泵送混凝土，水泥水化热大、混凝土强度高且早强、脆、自生体积变形相对大、徐变小、坍落度大、墙体薄等，因此除需要特别控制早期混凝土内外温差外，还需尽可能控制混凝土内部温升幅度和基础温差。

湍河渡槽的防裂工作重点是早期表面防裂，其中上层薄壁结构和下部承台表面是温控防裂的重点部位，槽身薄壁墙体结构是湍河渡槽防裂难度最大的结构之一，该部位受到下层混凝土的强约束，无论是早期还是后期都容易出现裂缝；下部混凝土承台由于体积大，内外温差很容易导致早期结构表面开裂。此外，早期如果不能有效控制结构内部混凝土温升，后期温降收缩受到下层约束，结构很容易产生“由里及表”型裂缝。

控制高温时段混凝土施工的主要技术措施包括：原材料降温、配合比优化、混凝土出机口温度控制、入仓温度控制、浇筑温度控制、承台混凝土内外温差控制、混凝土养护质量控制等。

4.混凝土温控措施

4.1 原材料降温与配合比优化

湍河渡槽工程使用邓州中联水泥公司生产的“中联”牌PO42.5普通硅酸盐水泥，散装运输直接入罐，控制水泥入罐温度不超过65℃。粉煤灰使用河南鸭河口粉煤灰开发有限公司生产的Ⅰ级粉煤灰，需水量<95%，掺量按设计允许值不超过30%，通过配合比设计混凝土掺量为20%；采用第三代聚羧酸系高效减水剂—上海马贝聚羧酸高效减水剂SP-1聚羧酸减水剂和PT-C1引气剂、山西凯迪外加剂厂生产的KDSF引气剂共3种外加剂，其减水率>25%。

湍河渡槽混凝土基准配合比委托长江水利委员会长江科学院进行配比设计，在施工过程中将根据不同浇筑时段的气候条件和原材料情况对混凝土施工配合比进行适当调整，并报监理工程师审核批准后用于现场施工，确保混凝土初凝和终凝时间、混凝土坍落度、仓面坍落度控制满足设计要求。

4.2 混凝土出机口温度控制

湍河渡槽工程混凝土由布置在湍河右岸的1#、2#拌和楼做为主拌和系统进行集中供料，左岸的3#拌和楼做为备用拌和楼，在主拌和楼不能正常供料时启动，进行混凝土供料。在拌和楼骨料仓设置遮阳彩钢瓦顶棚，防止阳光直射骨料，并在开仓前5h左右，对骨料进行喷洒地下井水降温，采用加冷水拌和方式进行混凝土拌和，尽量降低混凝土出机口温度，若气温较高，出机口温度不满足要求时，可采用掺片冰进行拌和，生产预冷混凝土，进一步降低出机口温度，减少混凝土后期温升。通过热工计算，可得出各种原材料在不同时段需控制的温度和混凝土出机口温度。影响出机口温度的主要因素为水泥温度和骨料温度。在高温季节，水泥、粉煤灰等提前储存散热降温，确保入罐温度低于65℃，防止水泥温度过高，安定性差。

4.3 入仓温度控制

入仓温度的控制重点是加强仓位上遮阳防晒，并结合现场实际条件，尽可能快速入仓。使用混凝土泵送入仓浇筑，在高温时段可对泵管用麻袋包裹并洒水降温。其次，在开仓前10min，用冷水对搅拌运输车罐进行拌洗降温，罐体外面配帆布套防晒和减少热量交流；到达卸料点后搅拌车的等待时间一般不超过0.5h，需尽快入仓，当混凝土温度较高时，必须在仓内进行摊薄处理。

4.4 浇筑温度控制

混凝土浇筑温度控制的重点就是仓内浇筑时所采取的措施，主要有：

1）仓面防晒保温

混凝土浇筑前，在仓位上搭设遮阳棚，防止太阳暴晒以及风的影响，造成热量交换过多，混凝土温升过快。

2）仓面保湿

收仓面混凝土浇筑完成后，在仓面上采用农用塑料薄膜覆盖进行保湿。

3）避开高温时段浇筑

夏季上午10∶00-17∶00之间为高温时段，现场尽量控制在18∶00以后开仓，并集中入仓手段，加大混凝土入仓强度，在第二天上午10∶00之前大方量基本入仓；尽可能多利用雨后天气。

4）优化资源配置，缩短层间覆盖时间

开仓前将人员、设备落实到位，开仓后要做好现场混凝土浇筑组织工作，保证混凝土浇筑的正常进行，避免一些不必要的停歇时间，尽量缩短层间覆盖时间，减少热工损失。

5）承台混凝土内外温差控制

为减小内外温差，对混凝土表面进行隔热处理后，内部热量无法及时散发，将增大混凝土内部的最高温度，对混凝土的后期防裂不利。根据招标技术要求及规范等规定，在混凝土内部通冷却水以降低混凝土内部温度，减小内外温差，避免后期较大的温降收缩变形导致结构由内部拉裂，产生“由里及表”型裂缝。

承台为12.6m×8.4m×3.0m的长方体，承台冷却水管分为3层进行布置，每层采用一套独立的管路，每套管路长约86.91m，冷却水管总长度约261m（不含冷却水管进出口至外接供水管的长度）。冷却水管布置方式为1.2m×0.8m（间距×层距）

混凝土内部通水冷却采用HDPE塑料管进行通水冷却，冷却水管采用Φ32型HDPE管，管壁厚2mm,内径28mm。

5.技术要求

高温时段混凝土浇筑宜安排在早晚、夜间及利用阴天进行。如需在高温时段浇筑，应经过理论计算认证，并采取有效的温度控制措施后方可进行。

1）高温时段开仓前，先由试验室测量骨料、水泥等原材料温度，并报技术部进行拌和温度计算，试算合格后即可通知质安部领证开仓。

2）针对承台仓采用搭设遮阳网方式遮阳，防止阳光直射并有效控制仓内的环境温度。

3）对与混凝土接触到的地基、模板，施工前应洒水湿润，降低表面温度，但应防止模板内积水。

4）骨料仓喷淋水源从拌和楼水井接主水管引到各个料仓，用支管接入料仓内，支管出口安装喷淋器对骨料进行喷淋（灌溉喷淋装置）；喷淋后需有4-5h控水时间。必要时将派专人洒水降水。

5）加强养护温控工作。

6.结束语

湍河渡槽槽身属于薄壁U型结构，高性能泵送混凝土，利用造槽机一次浇筑成型，温控是混凝土浇筑和养护的重点和难点之一。首先，要严把原材料、外加剂关，对混凝土配合比进行科学论证和优化；其次，对混凝土浇筑方法、机械进行合理选择；第三，对混凝土进行温控设计和建立严格的养护制度。这样，才能确保混凝土的内在质量和外观质量达到设计要求。