岸堤水库溢洪闸混凝土温控及防裂技术

（山东省临沂市水利勘测设计院 临沂 276001）

1 工程概况

岸堤水库始建于 1960年，位于山东省临沂市蒙阴县界牌镇圈里村西，东汶河与梓河的交汇处。水库控制流域面积1690km2，总库容 7.80 亿 m³，兴利库容 4.59 亿 m³。岸堤水库工程等别为Ⅱ等，工程规模为大（2）型，主要建筑物溢洪道（闸）为 2 级。

溢洪闸改建工程共10 孔，闸室净宽13.0m，采用弧形钢闸门，闸门高12.5m。原溢洪闸闸墩（中墩、边墩）164m 高程以上结构全部拆除，保留原溢洪闸闸底板。在原闸底板上新浇筑C30 钢筋混凝土底板，厚0.5m。在原闸墩位置重新浇筑C30钢筋混凝土中墩、边墩；中墩宽3.0m，顺水流向长度28.5m；边墩为衡重式结构，底部宽度5.0m，顺水流向长度29.0m。

2 大体积混凝土的温控措施

2.1 优化混凝土配合比

工程施工准备阶段即对水泥、粉煤灰、粗细骨料、外加剂等进行考察，通过筛选择优确定符合要求的厂家。选用低水化热水泥，选用粒径较大、级配良好的粗细骨料，控制砂石含泥量，通过掺加粉煤灰、高效减水剂等措施，改善和易性、降低水灰比，以达到减少水泥用量、降低水化热的目的。多次进行配合比论证，最终确定出满足设计各项指标要求，各类原材料相互适应性良好的施工配合比，见表1。

表1 C30W4F150 混凝土配合比表（每方混凝土材料用量单位：kg/m3）

2.2 严格把控混凝土拌合质量

施工准备阶段提前对拌合系统的计量装置进行标定，确保计量准确，针对不同的拌合设备，明确拌合时间。水泥进场后，除提供出厂合格证、质量证明文件、检验报告，及时取样抽检外，同时要求水泥入机温度不大于60℃。对砂、石子的含泥量、含水量每班检测一次，如遇雨天适当增加含水量检测次数，根据实测含水量及时调整用水量，保证混凝土坍落度保持稳定。采用两种外加剂时应单独掺入，不得混合掺入。

2.3 设置后浇带

为防止现浇钢筋混凝土结构由于自身收缩不均或沉降不均可能产生的有害裂缝，距闸墩工作闸门底轨中心线2.2m 下游设置C35 混凝土后浇带（宽2.0m），混凝土强度等级高于中墩。闸墩内钢筋、冷却水管、对接螺栓等分布其中，后浇带内部模板安装应重点控制，振捣时及时检查，防止漏浆或模板变形发生。

2.4 预埋冷却水管

在新浇混凝土中预埋冷却水管，通过冷水对混凝土进行冷却，是削减水化热温升的有效措施。闸墩内冷却布置在高程165.1～180.8m 之间，位置见图1。上下管距0.6m，共26 层；平面管距0.6～0.7m,最外侧距混凝土外表面0.5m。冷却管采用镀锌钢管，端头攻丝，直径32mm，壁厚2.5mm。在冷却管进出口各设置一道阀门以控制进水方向和流量，水流方向每24h 调换一次。冷却水管安装完成后，应先进行试通水，确保通畅无漏水部位。通水时间自浇筑开始至混凝土内外温差不大于15℃，每个闸墩都进行观测并做好记录。

2.5 采用大型钢木组合模板

混凝土浇筑完成后，保温养生对混凝土后期的强度和质量都起着决定性作用。传统的钢模板导热快、保温和保湿效果差；竹胶板在保温、保湿方面优于钢模板。在闸墩的施工中，结合大型钢模板施工工艺，改进选取3.0m×1.8m 模块高强度胶合板与钢龙骨结合的大模板，并与圆弧钢模板组合运用，继承了大型钢模板施工机械化、节约加固材料、保证混凝土外观质量的优点，同时在钢模板背面肋板之间粘贴塑料保温板，大大加强了混凝土表面的保温效果。以上保温措施，降低了混凝土内外温差，缓解了混凝土因温度应力产生的负面影响。大型钢木组合模板属定制模板，尤其是圆弧钢模板，加工要求技术高、时间长，要根据工期要求提前安排，保证施工供应。

2.6 混凝土浇筑分块

合理进行分缝、分块是混凝土防裂的主要措施之一。参照以往同类型结构施工经验，将底板和闸墩共分二层浇筑，第一次在浇筑闸墩底板混凝土时，同时浇筑1.8m（一块模板的高度）高的闸墩，以减少底板对闸墩的约束，第二次浇筑至墩顶高程，分层位置见图1。

图1 中墩施工分层分缝、冷却管与测温点布设图（单位：m）

2.7 优化混凝土浇筑方案

主要从分层厚度、浇筑速度和振捣质量三个方面控制。混凝土采用平铺法浇筑，混凝土铺料厚度不大于0.5m，混凝土每小时浇筑高度不超过1m。在浇筑过程中，混凝土振捣是关键环节，主要采用φ70 软轴插入式振捣器振捣。浇入仓内的混凝土随浇随平仓，不堆积，仓内若有粗骨料分离堆叠时，采用人工均匀地分布于砂浆较多处，禁止用水泥砂浆覆盖或用振捣器作为移动混凝土的工具，以免造成内部蜂窝和骨料集中现象。在靠近模板和钢筋较密处、门槽等空间狭小的二期混凝土浇筑部位及各种预埋件仪器周围，采用人工平仓，使骨料分布均匀，人工平仓用铁锹，平仓距离不超过3m，采用φ30插入式振捣器振捣，确保混凝土振捣密实，并防止设备位移和损坏。

2.8 拆模时间和拆模后的保温与保湿措施

拆模的时机应根据布设的温度记录表来确定，基本原则是混凝土内外温度差不大于15℃。同时拆模时间或掀除保温材料时间都应该选在中午气温较高的时候，以免造成表面温降过大。钢木模板连同塑料保温板一起拆除，拆模时间宜为10～12d，遇到寒潮降温时要相应延长拆模时间，并在拆模后立即采取保温、保湿措施。

2.9 夏季高温时段混凝土浇筑温度控制

2.9.1 降低混凝土出机口温度

控制原材料温度可有效控制出机口温度。水泥进罐温度必须控制在60℃以下；在骨料料仓上方用钢管拱架搭设遮阳棚，同时提高骨料堆料高度，降低骨料温度；在骨料仓棚顶架设喷淋水管，采用深井水，既能降低骨料温度，又能冲洗骨料，降低含泥量；采用加冰水拌制混凝土。

2.9.2 减少运输、浇筑过程中温度回升

混凝土搅拌运输车的罐体用毛毡包裹并洒水，防止混凝土在运输途中温度回升。合理调配混凝土搅拌运输车，加强调度指挥和施工道路的维护，协调各环节关系，缩短混凝土运输时间。混凝土入仓后，快速平仓，快速振捣。避开中午最热时段，在早、晚低温时段浇筑混凝土。在混凝土仓内配备鼓风机，高温时段保持连续鼓风，加速空气流通，既能降低仓面温度，又能对仓内人员起到一定的保护作用，防止人员中暑。

3 测温点布设及数据分析

通过合理布置测温点，及时掌握混凝土内部温度变化情况，并根据实测温度适时调整通水流量。以该工程5#中墩为例，分析温控过程中温度变化的过程。在5#中墩169m 高闸墩中心、侧表面（混凝土表面以内10cm）各布置一测点（见图1），混凝土浇筑与通水同时进行，通水2h 后开始测温，以后每4h 测一次，具体数值见图2。

图2 5#中墩温度曲线图

混凝土水化热主要集中在浇筑后的早期，对硅酸盐水泥主要集中在浇筑后的1～3d，在此期间由于水化热的累积，使混凝土的温度急剧上升形成所谓的升温阶段，出现了温度峰值(一般出现于浇筑后24～48h)。通过以上温度曲线图可以看出，混凝土内部在浇筑完成30h 达到峰值，之后在一周时间内逐步下降，在第八天时间趋于平稳，在27℃左右，此时大气平均温度在13℃～15℃之间，混凝土水化热基本消除。

根据5#中墩掌握的数据及分析成果，在其他中墩或边墩布设测温点时，其中心点高度各有不同，后期整理统计发现，温度发展趋势基本相同。

4 结语

大体积混凝土施工中产生裂缝的因素很多，主要受其内在的属性和外部环境条件影响。岸堤水库溢洪闸的施工，从狠抓原材质量，优化配合比开始，采用后浇带、合理分块、“内降温、外保温”、延长拆模等措施，严格把控混凝土的拌合、运输、入仓、浇筑等细节，通过对混凝土外观质量检查没有发现任何表面裂缝，工程质量得到了有效控制，为以后类似大体积混凝土施工提供了一定的经验■