碾压混凝土坝施工温度控制的技术措施

曲兴伟

摘 要：结合碾压混凝土施工材料、施工特点及温度变化情况，根据工程状况，通过采取降低浇筑温度、水管冷却等方式，实现对碾压混凝土坝温度的把控，保证工程质量。本文就结合工程案例，重点阐述和分析碾压混凝土坝施工温度控制的技术措施。

关键词：碾压混凝土坝 施工 温度控制 技术措施

1.引言

防裂作为混凝土坝施工、设计、运行等环节中重点关注的内容。混凝土坝裂缝一般是因为温度变化导致，所以防裂核心方式就是通过对温度把控和结构措施减少温度应力。和常态混凝土进行比较，碾压混凝土在材料参数及施工方式上有着明显差异，其温度应力与温度措施具备特有特点，在对碾压混凝土坝温度及应力分析及控制过程中，需要对这些特点综合思考。结合碾压混凝土坝实际情况和温度控制要求，采取合理的施工技术，减少温度应力带来的影响，保证碾压混凝土坝整体安全。

2.工程概况

庄里水库位于山东省南四湖湖东地区十字河流域，是国务院确定的172项节水供水重大水利工程之一，水库总库容1.33亿m3；水库大坝为壤土均质坝和碾压混凝土坝的混合坝型，坝轴线长3124m，坝顶高程119.90m；溢洪道长249m，布置在河床中间，分为溢流坝段、左右岸半插入段和左右岸全插入段，共五部分14段。

3.碾压混凝土坝施工温度控制标准

3.1坝体混凝土最高温度控制设计

首先根据设计图纸提供的相关温度标准（一般包括碾压混凝土浇筑温度、基础允许温差、混凝土的内外温差等），结合相关工程规范标准，参考类似工程参数，经碾压混凝土坝稳定温度场仿真分析，确定庄里水库工程坝体碾压混凝土允许最高温度：0～0.4L（约束区），最高温度33.0℃；大于0.4L（非约束区），最高温度36.0℃。在此过程中需要注意，如果上下游采取保温对策时，允许最大温度可以上调2℃左右。

3.2坝体混凝土内外温差设计

内外温差是指混凝土内部与表面（一般距混凝土外露面5～10cm位置）。由于碾压混凝土胶凝材料中掺和百分之五十以上的粉煤灰，减少了水泥用量，导致水化热放热过程缓慢，混凝土内部达到最高温度时间较长，降温过程时间长，使坝体内部混凝土长期处于高温状态，当遇到气温骤降时，容易形成较大的内外温差，以致造成温控裂缝；所以应加强混凝土表面保温，做好气温骤降期间和冬季施工期间的保温防裂措施。内外温差控制不允许超过设计标准，一般控制在14～230C，庄里水库工程的内外温差设计值为200C。

3.3坝体混凝土新老结合面温差设计

间歇阶段大于28天的混凝土称之为老混凝土。由于上下层新老混凝土的温差所引起的温度应力往往比较大，所以混凝土表面L/4范畴内的新浇筑混凝土根据新老混凝土温度差进行控制。坝体碾压混凝土新老混凝土温差控制标准应符合设计要求，一般控制温差为13～17℃。

4.碾压混凝土坝施工温度控制的技术措施

4.1合理分仓分缝并科学安排施工进度

碾压混凝土施工一般采取通仓薄层连续浇筑，仓面划分需遵循这一原则，同时还要考虑施工机械生产率的影响。碾压混凝土大坝一般不设纵缝，横缝分缝距离一般为20m左右，施工中采用切缝机切缝。

根据工程特点和现场实际情况，科学安排混凝土施工程序和施工进度，充分利用低温季节进行施工。基础约束区、孔口等重要结构部位，要在设计规定的间歇期内连续浇筑，杜绝出现薄层长间歇；基础约束区、孔口等，温控要求严格的部位尽量安排在低温季节施工，无法避开高温季节施工时，尽可能利用晚间低温时段浇筑。

4.2优化配合比

在满足工程设计强度要求的情况下，优化混凝土配比，采用放热量较低的水泥，减少水泥用量，采取掺加超过50%的优质粉煤灰，优选复合外加剂（减水剂和引气剂），改善骨料级配，尽量选用抗裂性能好骨料，已减少混凝土水化热温升和延缓水化热发散速率，将混凝土最高温度控制在规定范畴内，改善混凝土的抗裂性能，提高混凝土的抗裂能力。

4.3材料温控措施

料仓骨料堆料高度不低于6m，优先使用已储备几天的温度较低的骨料；在高温季节，骨料堆顶部喷雾降温。

水泥和粉煤灰提前存储，温度分别不超过60℃和45℃；水泥和粉煤灰存储罐的表面涂刷白色油漆，减少吸热；高温季节可以在储存罐表面洒水降温。

4.4混凝土浇筑过程温度控制

（1）在混凝土搅拌过程中，如果浇筑温度高于设计要求的温度控制标准，则需要采取加冰搅拌方式。

（2）优化混凝土运输方案，为加快入仓速度，尽量采用汽车直接入仓，确保运输道路的畅通，应避免等车卸料现象；高温季节，运输车辆顶部搭设活动遮阳棚，车辆两侧设保温层等措施。

（3）在高温季节混凝土入仓后及时平仓、碾压或振捣，缩短混凝土暴露时间，碾压混凝土从出机到碾压完毕一般控制在2h以内，层间间隔夏季高温时段一般控制在4～6h之内，其它时间控制在4～12h。高温季节施工，采用喷雾剂喷雾、高压水枪喷雾等方式降低仓面环境温度。

（4）斜层碾压施工工艺是加速混凝土施工的有效方法，自卸车直接入仓、快速连续铺筑碾压，缩短了仓面间隔时间，保证了施工质量；采用此工艺，各施工工序之间互不干扰，可以平行作业。一个仓面在进行碾压施工同时可以在已收仓的部位进行下一仓的准备工作，极大节省备仓时间，从而缩短了工期。

4.5混凝土表面保温

碾压混凝土施工宜在日平均气温 3～25℃之间进行，当日平均气温高于25℃，需要采取有效的降温措施，当日平均气温低于3℃，需要對坝面和仓面采取适当的保温措施。当日平均气温在2～4d内连续下降6℃以上时，对龄期在60天之内暴露面，需要进行早期表面保护。当拆模的混凝土遇到寒潮，需在模板外覆盖保温被，并延长拆模时间，选择适当的时间拆模。在完成浇筑工作以后，如果不连续施工，应该对混凝土表面温度进行控制，防止寒潮等导致混凝土外部和内部温差较大，引发混凝土裂缝。

4.6坝体通水冷却

在水管材质及管径选择上，主要以PE管为主，内径为2.8cm，外径为3.2cm。在水管布置上，在位置为0-0.4L约束区，采取1.0m×0.9m（排距×层距）；约束区以外其他部位，采用1.0m×（1.2 ～1.5 m）（排距×层距），结合工程实际情况适当修改。在回形管中，应该结合上下游情况，让水管呈现出水蛇分布方式，单根水管长度不得大于250m；在温度控制过程中，PE管深入坝体及外漏长度为50cm。在水管铺设过程中，需要科学设定高程，并在层面铺设工作完成以后进行施工，由专业人员负责，保证管道之间距离，冷却水管长度不得大于250m。

通水冷却分为初期通水冷却和后期通水冷却，9月初至次年8月底以前浇筑的坝体混凝土，在次年11月1日开始进行后期通水冷卻。

采取井水冷却，水温控制在16℃。如果井水水量不满足工程要求，则采取沉淀的河水，和井水一同应用，水温控制在18℃。在混凝土浇筑完成以后，尽可能早通水（不晚于12小时），如果日降温没有超过1℃，则通水时间设定为60天左右，可以结合实际温度变化进行设定。

4.7温度监测

对典型坝段位置进行温度监测，温度计测点需要设定在坝段左右两端位置，不同浇筑层、不同标号混凝土中心位置需要设定一个测点，并且在上游位置设定一个测点。本次采取温度传感器测量方式，测量范畴控制在-55℃～+125℃。温度传感器安装之前，需要做好调试工作，保证安装位置精准无误，引出线集中分布，并做好保护工作。在混凝土下料过程中，不可直接冲击测温元件。在进行混凝土施工时，每间隔4小时测量混凝土温度，并做好记录。

5.结束语

总而言之，碾压混凝土坝温度控制和常态混凝土进行比较，不但比较简化，并且温度控制效果较为显著。在温度控制时，需要结合实际情况，从各个环节入手，合理选择温度控制方式，科学设定温度控制节点，对混凝土温度变化情况进行监测，严格控制施工流程，减少温度变化给施工质量带来的影响，保证工程整体施工安全。

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