白鹤滩水电站拱坝施工期混凝土温控费用分析

朱 亮，苏锦鹏，徐旭敏

（1.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州，311122；2.中国三峡建设管理有限公司白鹤滩工程建设部，云南昭通，654602）

0 前言

白鹤滩水电站位于四川省宁南县和云南省巧家县交界的金沙江下游河段，拦河坝为混凝土双曲拱坝，坝顶高程834 m，最大坝高289 m。大坝不设纵缝，通仓浇筑。为保证白鹤滩水电站拱坝坝体混凝土浇筑质量，原材料、配合比、拌和、运输、浇筑、保温、养护等混凝土施工的整个过程都采取严格的温控措施，温控费用占大坝投资比例较大。根据白鹤滩拱坝施工现场温控方案，对温控措施费进行分解，并对关键性的混凝土预冷和通水冷却费用进行分析计算。

1 工程区气候条件

白鹤滩水电站坝址多年平均气温21.9℃，最低月平均气温13.3℃，极端最高气温42.7℃，极端最低气温0.8℃。坝址气温较为温和，不存在寒冷地区冬季施工的问题，但全年有8个月月平均气温超过20℃，高温季节时间长，且温度骤降幅度大、昼夜温差大，因此，为保证大坝混凝土浇筑质量，防止产生温度裂缝，在混凝土施工全过程都需严格采取温控措施。

2 温控措施

白鹤滩水电站大坝混凝土施工过程中采取的温控措施主要包括：（1）优化混凝土配合比，使用低热水泥；（2）合理安排施工，尽量将温控难度大的部位安排在低温季节施工，同时尽量避免夏季白天高温时段浇筑混凝土；（3）对成品料堆表面喷雾或洒水；（4）在冷却料罐内对骨料进行一次风冷，在拌和楼内进行二次风冷后加冷水、加冰拌和；（5）对混凝土运输设备配备防雨、防晒、隔热等措施，混凝土运输车进拌和楼前喷水降温，混凝土运输通道搭棚和喷雾降温；（6）合理确定混凝土浇筑层厚及浇筑间歇时间；（7）混凝土浇筑时保持仓面喷雾，振捣后保温隔热；（8）分阶段通冷水冷却；（9）混凝土表面保温；（10）新浇混凝土层面采用湿养护方法进行养护。

3 温控费用分解

温控措施中的优化配合比及使用低热水泥费用已包含在混凝土半成品单价中，施工管理、骨料洒水、混凝土运输温升控制、分层浇筑、养护等费用间接反映在管理效率、混凝土浇筑单价等费用中，混凝土表面保护、通水冷却管路等费用可根据水电定额分析计算，计算简单，此处不做具体分析。混凝土预冷措施中的骨料一次风冷、二次风冷和制冷水、制冰及通水冷却措施中制冷水等费用在温控费用中占比较大，但《水电工程设计概算编制规定（2013年版）》及其相配套定额未对此部分费用提出比较准确的计算方法。目前骨料预冷和制冷水等制冷费用的常用计算方法有三种：（1）根据《水利建筑工程概算定额》[1]中提供的温控定额结合施工现场的降温目标计算[2]；（2）采用与风、水、柴油发电机供电基础单价相同的编制方法计算[3]；（3）实物量法计算[4-5]。鉴于实物量法更能体现实际的温控措施方案，采用实物量法对制冷费用进行分析计算。

4 制冷费用计算

4.1 预冷单价

根据温控方案，高温季节（3～10月）大坝约束区混凝土出机口温度按7℃控制，低温季节（12月～次年2月）按9℃控制。自由区混凝土出机口温度根据实际施工情况适当调整。

大坝混凝土出机口温控措施主要包括一次风冷粗骨料、二次风冷粗骨料、加冷水、加冰拌和等。混凝土粗骨料在筛洗脱水后分级进入一次风冷骨料仓，经冷却后由两条带式输送机送入混凝土搅拌楼料仓内进行二次风冷；成品细骨料经堆存降温后，由地垄带式输送机直接送入混凝土搅拌楼；水泥、粉煤灰在厂家存放降温后再运至混凝土生产系统，采用气送进入搅拌楼，细骨料不需要预冷。

根据制冷系统人材机配置，采用实物量法补充定额计算预冷措施单价，定额以单位小时制冷风量、制冷水量、制冰量为单位。定额组成如表1所示。

由补充定额计算得混凝土预冷措施单价，如表2所示。

根据混凝土预冷措施及表2预冷措施单价，采用以下公式计算混凝土预冷单价：

表2 预冷措施单价表Table 2 Unit price of pre-cooling measures

式中：Hi为大坝月温控混凝土量（m3）；W1、W2、W3、W4分别为一次风冷措施单价、二次风冷措施单价、制冷水措施单价、制冰措施单价；Ai、Bi、Ci、Di分别为大坝月温控一次风冷风量、二次风冷风量、加冷水量、加冰量。

采用公式（1）～（4）计算得到的预冷单价如表3所示。

4.2 制冷水单价

根据混凝土拱坝温控防裂特点，大坝混凝土通水冷却降温过程分一期冷却、中期冷却和二期冷却三个时期进行，通水冷却措施如表4所示。

通水冷却冷水厂容量按一期、中期、二期所需的最大制冷容量配制，即同时制一期10℃冷水451.2 m3/h，制中期15℃冷水250.7 m3/h，二期制10℃冷水1 221.1 m3/h。制冷站设备配置及制冷容量如表5所示。

根据混凝土通水冷却系统人材机配置，采用与预冷措施单价相同的方法补充定额，计算得制冷水措施单价如表6所示。

根据表4通水冷却措施及表6制冷水措施单价，采用以下公式计算制冷水单价：

式中：Fi每期制冷水措施单价（元/m3）；qi为每期单位混凝土用水量。

采用公式（5）计算得制冷水单价如表7所示。

4.3 成果汇总

通过上述分析，可以得到混凝土预冷和制冷水单价，如表8所示。

4.4 对比分析

根据白鹤滩水电站施工分包合同费用组成，分析得大坝混凝土预冷和制冷水合同价合计为45元/m3，文中成果与合同价相比差距较小，采用以上方法计算拱坝温控费用基本可行。

表3 预冷单价表Table 3 Unit price of pre-cooling

表4 通水冷却措施表Table 4 Water cooling measures

表5 各期水管冷却最大制冷容量及制冷站配置表Table 5 Maximum refrigeration capacity of water pipe cooling in each period and configuration of refrigeration station

表6 制冷水措施单价表Table 6 Unit price of water refrigerating measure

表7 制冷水单价表Table 7 Unit price of water refrigerating

表8 温控措施费汇总表Table 8 Summary of cost of temperature control measures

5 结语

温控防裂是混凝土拱坝施工中的关键技术之一，温控费用的确定对混凝土施工质量及投资控制具有重要意义。基于白鹤滩水电站混凝土拱坝温控施工组织方案，根据混凝土温控流程对温控费用进行分解，采用实物量法计算出混凝土预冷和制冷水单价，全面反映了温控措施费用。同时，提出的计算方法可为其他类似工程混凝土温控措施费用计算提供一定的理论参考。