水库大坝大体积混凝土施工温度控制措施

水库大坝大体积混凝土施工温度控制措施

水库大坝大体积混凝土施工温度控制措施

摘要:大体积混凝土在水库大坝的应用十分广泛，但混凝土的温度裂缝也是常见的问题。为有效对大坝大体积混凝土温度进行控制，本文结合工程实例，对大坝大体积混凝土施工温度控制进行详细的计算和分析，并提出相应的大体积混凝土温度控制与防裂措施。供同类工程的温控施工参考与借鉴。

关键词: 水库大坝；大体积混凝土施工；温控措施

中图分类号：TV544+.91文献标识码： A 文章编号：

随着我国水利设施建设的不断完善，混凝土结构成为了水库大坝建设当中的重要部分，但混凝土的应用过程也面临着巨大的挑战。一般来说，混凝土在浇筑后，由于水泥水化热导致混凝土内部温度上升，在一定约束条件下会产生较大的拉应力，致使混凝土浇筑体内外均产生大范围温度裂缝，严重影响了混凝土构筑物的强度和降低了混凝土结构耐久性，影响坝体工程质量。因此，必须从根本上分析大坝混凝土温度裂缝的产生原因 ,采取各种措施减少和控制温度裂缝的出现，确保大坝混凝土工程的质量。

1 工程概况

某水库大坝为现浇混凝土单曲拱坝，高26.5m，基础底宽40m，溢流坝坝体底宽20.24m，顶宽4m，顶长76.5m，背水坡比为1：0.7，属常态混凝土重力坝。坝底到坝顶高程为299.3～325.8m，大坝表面设计为C25混凝土，大坝内部设计为C15混凝土。坝体分为3个坝段，设有2条横缝，混凝土总量约2万m3。

一般来说，混凝土在浇筑后，由于水泥水化热，内部温度上升，在一定约束条件下会产生较大的拉应力，导致混凝土产生裂缝，影响坝体工程质量。因此，需对大坝混凝土温度进行研究并采取相应的控制措施。

2 混凝土温控标准

2.1 混凝土温度控制标准

(1)基础温差

根据坝体运用条件、结构要求和基岩特性, 参照国内外有关规范规定和工程经验, 经计算分析拟定本工程混凝土温度控制标准见表1。混凝土浇平相邻基岩面, 应停歇冷却至相邻基岩温度后, 再继续上升。

表1基础允许温差单位：℃

(2)混凝土内外温差标准

为降低混凝土温度梯度, 防止产生表面裂缝, 内外温差控制在18℃～20℃ , 常态混凝土取上限, 碾压混凝土取下限，该工程取用常态混凝土。

(3)坝体混凝土设计允许最高温度

根据各部位稳定温度、准稳定温度及温控标准和表面保护标准, 确定坝体设计允许最高温度见表2。

表2 坝体设计允许最高温

(4)新老混凝土上、下层温差标准

在龄期28d以上的老混凝土上连续浇筑新混凝土, 在新浇筑混凝土连续上升的条件下, 新老混凝土在各自0.2L 高度范围内的上下层温差为16℃ ～18℃ 。当新浇凝土不能连续上升时, 该标准应适当加严。

2.2 混凝土温度应力控制标准

根据混凝土施工规范, 施工期混凝土浇筑块水平向徐变温度应力采用有限元法计算, 其允许水平应力如表3所示。

表3 大坝混凝土施工期温度应力标准

3 混凝土温度及温度应力

3.1 稳定温度场

根据计算结果, 泄洪坝段基础约束区稳定温度为16.2℃～

16.6℃ , 非溢流坝段基础约束区稳定温度约为17.2℃ 左右。偏安全考虑, 泄洪坝段基础约束区平均稳定温度取为16℃ ,非溢流坝段基础约束区平均稳定温度取为17℃。

3.2 施工期温度

考虑到整个坝体的均匀上升和坝段之间的高程限制和约束, 最先从最低泄洪坝段开始施工。根据施工进度安排, 泄洪坝段在高温季节仍然浇筑基础强约束区, 因此选取泄洪坝段作为典型坝段进行温度计算分析。1.5m 浇筑层厚层间间歇时间为10d, 2.0m浇筑层厚层间间歇时间为13d。基础约束区浇筑层厚为1.5m, 水管间距为

210m×115m(水平间距×竖直间距), 脱离基础约束区浇筑层厚为2.0m,水管间距为1.5m × 2.1m (水平间距×竖直间距)。

4坝体混凝土温控措施

4.1 提高混凝土抗裂能力

混凝土配合比设计和混凝土施工, 应保证混凝土设计所必须的极限拉伸值(或抗拉强度)、施工匀质性指标和强度保证率。施工中应加强施工管理, 改进施工工艺,改善混凝土性能, 提高混凝土抗裂能力。

4.2 合理安排混凝土施工程序和施工进度

合理安排混凝土施工程序和施工进度是防止基础贯穿裂缝、减少表面裂缝的主要措施之一。施工程序和施工进度安排应满足: 基础约束区混凝土在设计规定间歇时间内连续均匀上升, 不得出现薄层长间歇；其余部位基本作到短间歇均匀上升；相邻坝段高差应符合设计允许高差要求；应尽量缩短固结灌浆时间, 并在规定的间歇期内浇筑上层混凝土；基础约束区混凝土宜安排在10月～次年4月气温较低季节浇筑, 尽量避开6月～ 8 月高温季节。高温季节浇筑混凝土, 应利用晚间浇筑, 以避开正午高温时段。

4.3 降低浇筑温度、减少水化热温升

采取必要温控措施, 使坝体实际出现的最高温度不超过坝体设计允许最高温度。控制坝体实际最高温度的有效措施是降低混凝土浇筑温度、减少胶凝材料、合理的层厚及间歇期、初期通水等。高温季

节或较高温季节浇筑混凝土时, 应采用预冷混凝土浇筑。必要时，可掺入适量石块，该方法目的为了减少混凝土用量，降下水化热，但为保证混凝土整体的强度，石块掺入量一般不宜超过20%。主体建筑物基础约束区混凝土浇筑温度冬季12月～ 2月自然入仓外, 3月和11月浇筑温度不超过14℃ , 4月和10月浇筑温度不超过16℃ ,5月和9月不超过17℃ , 6月～8月不超过18℃；脱离基础约束区混凝土11月～3月自然入仓, 其余季节混凝土浇筑温度不得超过16℃～18℃。应注意夏季浇筑能力要适应入仓强度要求, 尽量避天正午10～16时浇筑混凝土。

4.4水温控制措施

采用2℃制冷水，按75m3/h生产计算，冷水供应强度为9.75m3/h，选用10m3/h的制冷设备。砂温控制措施:湿法生产，设2个成品料仓，料仓设钢桁架屋顶遮阳措施。水泥降温措施:采用自来水喷淋及遮阳措施。石子降温措施:料仓设计成方形筒仓，用2℃冷水喷淋降温。将28℃石子降为14℃，需2℃水用量为21m3/h，配置1台25m3/h的冷却机组。

4.5混凝土表面保温

在低温季节和气温骤降季节,混凝土进行早期表面保温保护。保温时间至少为1个低温季节。对于基础约束区，2～3d的日均温度下降超过6℃时，视为气温骤降；对于非基础约束区，2～3d的日均温度超过8℃时，视为气温骤降。保温的目的是避免因表面温度梯度过大而产生表面裂缝。在实际施工中，为便于掌握保温时间，可以按施工规范，当坝体内外温差有可能大于20℃时，即对混凝土表面进行保温。

4.6混凝土养护

混凝土在浇筑后应进行保护,混凝土表面的水分在蒸发的作用下会急剧损失，会影响混凝土强度的发展，甚至会引起干缩裂缝。因此，在混凝土浇筑完毕后12～18h即开始养护，但在炎热、干燥的气候条件下应提前养护。

（1）永久暴露面养护

大坝永久暴露面为坝体的上、下游面，采用ª32mm聚乙烯

塑料管(P℃管)，每隔20～30cm钻ª1mm左右的小孔，挂在模板上或外露拉条筋上，通水量15L/min左右。混凝土拆模后即开始流水养护，水管随模板上升而上升，白天实行不间断流水养护，夜间可实行间断流水养护，即流水养护1h，保持湿润1h，当夜间气温超过25℃时实行不间断流水养护。

（2）左右侧面养护

左右侧使用的键槽模板不宜挂水管，而进行小流量水喷洒或人工洒水养护，特别是低块浇筑时，既要养护好侧面又不能将水流到仓内，养护时间不少于90d。

（3）水平面养护

当混凝土在初凝后，能抵抗自然流水破坏，表面即可进行洒水养护，洒水时在水龙头上加莲蓬头，仓面的养护时间直至上仓浇筑为止。

（4）雨天养护

下雨持续时间超过30min，停止各坝块表面及侧面养护工作；下雨持续超过1h，停止下、下游面及外露孔口侧面的流水养护；雨停后1h恢复正常的养护工作。

4.7温度测量

在混凝土浇筑过程中，每4h测量一次混凝土原材料的温度、机口温度、入仓温度以及气温，并作好记录。混凝土浇筑温度的测量，每100m2仓面面积应不少于1个测点，每一浇筑层应不少于3个测点，测点应均匀分布在浇筑层面上。在浇筑块内部按每150m2埋设1支温度计或热电偶进行温度观测。

5 结束语

综上所述，通过对大坝混凝土温度控制，水库大坝建成后的蓄水运行良好，坝体混凝土在安全监测中未出现变形和温度裂缝的现象。表面了大坝混凝土所采取的混凝土设计计算和温度控制措施可有效

地满足设计要求，保证水库大坝的浇筑质量。从而更好地发挥大坝的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 马传龙，朝阳水库大坝混凝土温度控制措施[J].东北水利水电.2006.12

[2] 黄超，混凝土双曲拱坝温度的控制[J].华电技术.2009.06 ------------最新【精品】范文