浅谈长河坝水电站泄洪洞混凝土温控措施

江庭军

(四川大唐国际甘孜水电开发有限公司，四川康定，626001)

浅谈长河坝水电站泄洪洞混凝土温控措施

江庭军

(四川大唐国际甘孜水电开发有限公司，四川康定，626001)

在混凝土施工过程中，为预防混凝土出现温度裂缝，需采取必要措施加以控制。长河坝水电站泄洪洞工程在施工过程中，采取了通水冷却、控制洞内环境温度等一系列温控措施，达到了预期效果。

长河坝水电站 泄洪洞 混凝土 温控措施

1 工程概况

长河坝水电站处于大渡河干流上游高山峡谷河段，为大渡河干流水电梯级开发的第10级电站，上接猴子岩水电站，下接黄金坪水电站，电站总装机容量2600MW，最大坝高240m，水库正常蓄水位1690m，总库容为10.75亿m3。三条泄洪洞平行布置于右岸山体内，从左至右依次为1＃泄洪洞、2＃泄洪洞、3＃泄洪洞，洞长分别为1372m、1508m、1540m；断面形式均为圆拱直墙型，混凝土强度等级主要为C40、C50抗冲磨钢筋混凝土。

2 混凝土温度裂缝产生的原因分析

混凝土温度裂缝产生的原因有以下两个方面:

2.1 混凝土硬化过程中，水泥水化产生了大量水化热。由于混凝士的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差。较大的温差造成混凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同，使其表面产生一定的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝士表面就会产生裂缝。

2.2 在混凝土的施工中，当温差变化较大，或者混凝土受到寒潮的袭击等时，会导致混凝土表面温度急剧下降而产生收缩。表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝。

3 温度控制标准

长河坝水电站泄洪洞工程混凝土最高温度控制要求如表1所示。

表1 长河坝水电站泄洪洞工程混凝土允许最高温度表 单位:℃

4 混凝土温控措施

长河坝水电站泄洪洞工程在混凝土施工过程中，为预防混凝土出现温度裂缝，采取了以下措施加以控制。

4.1 浇筑分层、分段及浇筑顺序

4.1.1 1＃泄洪洞进水塔及出口、2＃泄洪洞进口闸室堰及出口、3＃泄洪洞进口闸室堰及出口，大体积混凝土分层厚度基础约束区按1.5m，非基础约束区按3m。

4.1.2 洞身浇筑段长度按6m～9m。

4.1.3 洞身先浇筑边顶拱，再整体浇筑底板。

4.2 浇筑温度

4.2.1 3月～10月，混凝土浇筑温度≤20℃(主要降温措施:拌制时加冷却水和片冰、拌合楼加装液氨冷却装置)，11月～翌年2月，自然浇筑，当自然浇筑温度高于20℃时，对混凝土采取相应冷却降温措施(拌制时加冷却水和片冰)。

4.2.2 运输混凝土工具装有隔热遮阳措施，并尽量缩短混凝土运输及仓面作业时间，控制从出机口到仓面浇筑温度回升不超过4℃。

4.3 通水冷却

4.3.1 衬砌混凝土中布置一层冷却水管，边墙部位垂直间距1.0m，底板部位水平间距1.0m。进出口大体积混凝土部位，冷却水管按照1.5m× 1.5m(水平×垂直)间距布置。通水温度及通水时间如表2所示，同时要求降温阶段最大日降温速率≤0.5℃/d。

表2 通水冷却温度无时间要求 单位:℃

4.3.2 冷却水管采用HDPE塑料管，内径为28.00mm，壁厚2.00mm，外径32.00mm。水管长度300m以内，冷却水流量25L/min～30L/min。HDPE塑料冷却水管主要技术指标如表3所示。

表3 HDPE塑料冷却水管主要指标

4.3.3 在高温季节，底板采用表面流水的方法进行散热养护。

4.3.4 水管连接与封堵

(1)各种水管连接件材质均满足相应的国家标准要求，其连接方法按产品使用说明书进行。混凝土内埋设的冷却水管接头采用膨胀式防水接头，混凝土外供水管与各条冷却水管进出口间的三通接头连接，采用定型的可靠产品；

(2)为可靠地调控冷却水温，混凝土块体外供水管与各条冷却水管进出口间采用三通连接，并设置通过调整供水流量调整冷却水温功能的可靠设备；

(3)在混凝土块体内，同一冷却水管上不超过6个接头；

(4)混凝土块体外供水管与各条冷却水管进出口间的联结随时有效，能快速安装和拆除，能具备水流方向变换功能，同时能可靠控制水管的流量而不影响其他冷却水管的循环水。所有水管的进、出端均作好清晰的标记，以保证整个冷却过程中冷却水能按正确的方向流动。总管的布置便于调换冷却水管中水流方向，通水方向每24h调换一次；

(5)在混凝土开仓浇筑前，对已铺设好的冷却水管进行通水检查，如发现漏水或堵塞现象，立即处理，未处理好不开仓浇筑。为检查水管漏水及阻塞情况，冷却水管中通循环水，并用压力表及流量计同时指示阻力情况，循环水通水压力不低于正常通水压力的1.1倍；

(6)在混凝土浇筑过程中，避免水管受损和堵塞，如果冷却水管受到破坏，应立即停止浇筑混凝土，直到冷却水管修复并通过试验后方能继续进行；

(7)通水前检查每盘水管回路，了解其通畅情况，发现问题立即采取措施处理；

(8)水管使用结束后，先用不低于混凝土等级的水泥浆对混凝土内冷却蛇形管回填灌浆，再切除水管的外露部分，并处理至满足混凝土面外观要求时为止。

4.3.5 水管防护

(1)无论水管铺在何部位，保证水管在施工中不被平仓、振捣设备压坏；

(2)对冷却水管进出口管口妥善保护，防止堵塞；

(3)对混凝土冷却供水的外部干管和支管包裹保温材料，以满足冷却水管进口水温要求。

4.3.6 通水记录

对混凝土块体内冷却水管的分组、管长、材质、间距等作详细记录，对主管出口应作编号，并进行明显标识。

通水冷却的各个阶段对通水情况进行记录，作为混凝土温度测量报告的一部份。记录内容包括:①水管编号和洞段编号；②蛇形管间距、单根水管长度；③干管及支管的流量和压力；④各个阶段通水开始时间和结束时间；⑤水管进口水温及出口水温(每4h测一次)。

4.3.7 混凝土养护和表面保护

(1)专人负责混凝土养护，并作好养护记录，连续养护不少于28d，有特殊要求的部位，延长养护时间；

(2)对于进、出口大体积混凝土，采取保温保湿措施养护。采用一层土工布覆盖并淋水养护，在土工布表面覆盖一层聚乙烯薄膜，其上覆盖3cm厚的聚苯乙烯泡沫卷材，连续养护时间不少于28d；

(3)对于泄洪洞进出口部位混凝土和距洞口100m范围内的洞内衬砌混凝土，当混凝土龄期低于28d遇气温骤降时，采用3cm厚的聚苯乙烯泡沫卷材全面保护，并对棱角部位采取加强措施；

(4)低温季节及风季在洞口设置挡风帘，减少冷空气流动，保持洞内温度。

4.3.8 温度监测

(1)采用埋设在混凝土中的电阻式温度计测量混凝土温度，每个浇筑段不同等级混凝土至少埋设1支温度计，温度计布置在浇筑块中心位置；

(2)在混凝土浇筑过程中，至少每4h测量一次混凝土的原材料温度、出机口温度、浇筑温度、冷却水进出口温度、压力、流量、外界气温和仓内气温，并做好记录；

(3)混凝土浇筑时即开始内部温度测量，内部温度测量间隔时间≤12h。新浇混凝土前3d温度测量间隔时间≤8h，之后测量间隔时间≤12h，测温时间不少于28d；

(4)对所有温度计测量结果做好记录，形成关于最低温度、最高温度、平均温度的历时记录，其成果用于评价施工是否满足温度控制相关要求；

(5)温度测量报告纳入温度控制施工周报，内容包括混凝土浇筑温度，混凝土内部温度，每条冷却水管的冷却水流量、流向、压力、入口温度和出口温度；

(6)施工过程中，承包人根据温度测量结果进行趋势预测，对可能超出温控标准的情况，及时制定预防措施并实施。

5 施工效果总结

长河坝水电站泄洪洞工程混凝土浇筑在施工过程中采取了一系列行之有效的温控措施，成功地控制了混凝土温度裂缝，既保证了混凝土施工质量，又推动了施工进度，并间接节省了施工成本，为类似工程施工积累了可以借鉴的经验。

〔1〕杨弘，奚智勇.高拱坝裂缝成因及防治措施[J].大坝与安全，2010，(4).

〔2〕杨弘，涂向阳，奚智勇.二滩高拱坝裂缝监测与控制措施综合分析[J].人民珠江，2010，(6).

TV651.3∶TV544.91

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2095－1809(2016)05－0029－03

江庭军(1989－)，男，四川自贡人，学士，助理工程师，从事水利水电工程建设管理工作。