白鹤滩水电站泄洪洞进口大体积混凝土温控措施浅谈

(中国水利水电第五工程局有限公司，成都，610066)

1 工程概况

白鹤滩水电站共3条泄洪洞均布置在左岸，泄洪洞工程主要由泄洪洞进口、上平段、龙落尾段组成。其中进水口由进水渠、进水塔和联系平台组成，位于左岸发电进水口与大坝之间，3个岸塔式进水口近似“一”字齐平布置，3个进水塔之间相对独立，塔顶高程834.0m，塔体尺寸40m×28m×69m(长×宽×高)，轴线距离约51m，每个进水塔之间通过混凝土联系平台连接交通和门机轨道，塔后回填混凝土与左岸坝顶平台衔接。进水口混凝土标号为C9040W10F150(流道)和C9030W10F150(其它部位)，最大单仓浇筑方量为2900m3。

2 温度控制标准

2.1 基础容许温差

混凝土基础容许温差按表1控制。

表1混凝土基础容许温差

2.2 上下层温差

上下层温差系指上层高度小于1/4块长范围内的新浇混凝土最高平均温度，与开始浇筑新混凝土时下层老混凝土(龄期超过28d)的平均温度之差。上下层容许温差按17℃控制。

2.3 内外温差

内外温差系指混凝土内部最高温度与混凝土表面温度之差。混凝土内外温差控制在15℃。

2.4 混凝土浇筑温度和最高温度

(1)夏季(4月-9月)施工时，混凝土浇筑温度不超过18℃，最高温度不大于40℃；

(2)冬季(10月-次年3月)施工时，在混凝土浇筑温度低于15℃的情况下，可以采用自然入仓的混凝土浇筑，最高温度不大于38℃。

3 温控防裂技术措施

3.1 合理分层分块

根据泄洪洞进水口结构物设计特点，结合悬臂模板的技术参数、施工技术要求等因素，混凝土仓位分仓顺水流方向按设计体型长度40m，垂直水流方向不设垂直向施工缝，宽度为28m。基础约束区混凝土浇筑层厚度1.5m，脱离约束区的混凝土浇筑层厚2.0m～3.0m。

3.2 混凝土配合比设计

3.2.1 采用长龄期设计

泄洪洞进水口过流面、塔体、联系平台混凝土全部采用90d设计龄期的混凝土强度，可减少水泥用量增加掺和料的用量，降低水化热导致的温差。通过提高粉煤灰的掺量、切实减少水泥用量，从而起到有效抑制混凝土内部水化热温升的作用，减少混凝土产生裂缝的可能性。

3.2.2 采用低热水泥、高掺粉煤灰

泄洪洞进水口各部位混凝土全部采用低热水泥，低热水泥具有良好的工作性、低水化热、高后期强度、高耐久性等特点。大体积混凝土利用低热水泥低水化热的特点，能够大大降低水泥自身水化热。有关研究表明，低热水泥的绝热温升比中热硅酸盐水泥混凝土低35℃，同时低热水泥干缩小，体积变形为微膨胀，对大体积抗裂性，减少混凝土裂缝起到重要作用。

3.2.3 采用低坍落度

进水口混凝土全部采用常态混凝土，局部部位钢筋密集区采用泵送混凝土。通过混凝土配合比对比，常态混凝土相比泵送混凝土水泥用量减少48kg/m3，内部温控数据对比，混凝土最高温度可降低4℃。

3.2.4 高掺粉煤灰

进水口混凝土粉煤灰掺量为35%，在保证混凝土性能的前提下，减少水泥用量，降低水泥水化热温升，降低了温控难度，减少了施工成本。

3.2.5 采用三级配混凝土

粗骨料粒径越大，单位体积中粗骨料表面积就越小。在相同坍落度条件下，选用的粗骨料的粒径越大，拌和所用的用水量越小，因而在同一水泥用量情况下，随水灰比的降低而强度越高。泄洪洞进水口除过流面侧、第一坯层及钢筋密集区外，其它部位均采用三级配混凝土，同标号同坍落度三级配混凝土比二级配混凝土水泥用量减少20kg/m3，对温控有利，同时减少了水泥用量。

3.3 施工过程采取的温控措施

3.3.1 采用预冷混凝土

每年12月-次年3月，在浇筑温度低于15℃情况采用自然入仓外，其它月份在混凝土拌和系统使用风冷骨料和加冰拌和的方式生产预冷混凝土，出机口温度严格控制在14℃，浇筑温度控制在18℃。

3.3.2 混凝土运输温控

混凝土运输过程中，为了减少预冷混凝土温度回升、坍落度损失，混凝土运输车辆均在车厢两侧安装3cm厚保温被、车辆顶部安装遮阳棚。另外，根据现场施工道路布置，选择运输距离最短的运输路线。

3.3.3 通水冷却

(1)冷却水管的布置

进水口混凝土全部埋设冷却水管通水，水管均采用外径为φ32mm的高密度聚乙烯水管，壁厚2mm。冷却水管水平间距为1.5m，竖向间距为浇筑层厚1.5m～2.0m，距边1.0m，单根冷却水管的长度不大于100m。仓内按1.5m×2.0m的间距布置φ14的插筋做为支架筋并挂设黑铁丝，将冷却水管按1.0m一个绑扎点绑扎在黑铁丝上，防止浇筑过程冷却水管变形影响通水效果。

(2)通水要求

泄洪洞进水口根据浇筑高程不同在765m平台和834m平台布置40m3的冷却机组，主管路布设在仓边，采用海绵和金箔条包裹保温。冷却水管进水口水温控制在12℃～18℃，混凝土最高温度与冷却水进口水温之间温差不超过25℃，冷却时混凝土日降温幅度不应超过1℃；冷却水管通水流量控制在1.5m3/h～2m3/h，水流方向每24h改变一次，通水时间一般在20d～25d，冷却通水结束目标温度25℃(误差-2℃～+0.5℃)。

(3)喷雾机、保温材料使用

进水塔夏季混凝土浇筑期间采取喷雾机对浇筑仓位环境周围降温，防止混凝土表面失水，同时对温控起到一定的效果，可改善仓内作业人员作业条件，有利于施工质量控制。混凝土各坯层面、接头均采用3cm厚保温被覆盖，形成隔热层减少环境温度对浇筑温度的影响，也可减少表面失水过快防止形成表面干缩龟裂。

3.3.4 混凝土养护

混凝土养护开始时间根据不同的时段一般在浇筑完成后8h～10h开始。所有立面和永久外露面全部挂设花管养护，水平施工缝面采用土工布覆盖加旋转喷头喷水保湿养护。养护龄期为90d。

4 温控防裂管理措施

4.1 成立温控管理小组

项目部成立以项目部经理为组长的温控管理小组，管理小组负责制定温控措施、计划，采集温控数据并分析，编制温控周报、月报。定期组织召开温控阶段性总结会，提出合理化建议。

温控小组联合监理、业主定期对已浇筑仓位开展裂缝普查，并形成台账。

4.2 明确责任人，明确检测频次

泄洪洞进水口共6个作业面，每个作业面安排2个专人(白、夜班)负责现场冷却水管通水温度、通水流量的监测，并按照要求24h对进出水口方向进行调整。另外对各部位养护情况进行检查，确保养护效果和通水效果。

浇筑过程的检测：仓面开仓浇筑到结束，对仓内环境、入仓、浇筑温度(浇筑18℃控制)混凝土每4h检测一次，每坯层检测点数不少于3个。根据施工进度计划每周选择一个不同结构部位仓位埋设温度计，进行内部的温度观测：温度计埋设后24h以内，每隔4h测1次，之后每天观测3次，最高温度出现前调整为每2h测一次，直至混凝土达到最高温度为止；以后每天观测1次，持续一旬；再往后每两天观测1次，持续1月；其余时段每月观测一次。

按照《混凝土施工质量奖惩办法》对温控做了专项要求，奖惩直接到现场责任人，温控小组连带责任。

5 混凝土防裂效果与评价

目前泄洪洞进水口混凝土已浇筑完成，所有仓位混凝土内部最高温度夏季为39.8℃，冬季为36.9℃，最高温度均满足设计要求。通过历次的裂缝普查，泄洪洞进水口各部位混凝土未发现裂缝。

6 结语

混凝土温控工作，是一项系统工程。白鹤滩水电站泄洪洞进水口各部位各季节均制定了有效的温控措施，详细的温控计划，通过采取合理的配合比设计、预冷混凝土、通水冷却等综合措施，成功地解决了大体积混凝土温控难题，达到零超温零裂缝的效果。对类似的大体积混凝土工程有一定的借鉴意义。