杨传祥 黎学皓
中国葛洲坝集团第一工程有限公司 湖北省宜昌 443002
摘要：工程中使用很多的是混凝土做建筑材料，混凝土的温度控制很重要，涉及温度、湿度和养护环境、养护条件，它们是混凝土质量保障之一。在寒冷地区冬季混凝土施工温度控制尤为突出，针对吉林台二级水电站冬季施工混凝土温度控制进行施工方案优化，为了使水泥的凝结和硬化顺利进行，需要有利的温度、湿度和相应的养护时间、养护条件，个别情况下还需要专门的硬化养护措施方案，使混凝土达到设计所需要的强度。
关键词：水电站 冬季施工 温度控制
1.工程概况
艾比湖流域生态环境保护工程施工准备工程吉林台二级水电站引水发电系统在新疆维吾尔自治区尼勒克县境内，壅水坝坝址位于伊犁喀什河吉林台峡谷内山间盆地出口处，距上游吉林台一级电站约4km，发电厂房距上游壅水坝坝址约2.5km。电站所在地理位置为东经82°46′44″～82°47′30″，北纬43°50′50″～43°51′40″。已建的吉林台一级水电站1＃永久跨河大桥从吉林台二级水电站引水发电系统厂房下游约150m处穿过，坝址经省道S315线到尼勒克县距离为28km，距伊宁市为146km，交通便利。吉林台二级水电站壅水坝（Ⅰ标）坝址位于伊犁喀什河吉林台峡谷内山间盆地出口处。吉林台二级水电站（Ⅱ标）厂房位于喀什河左岸，Ⅲ级及Ⅳ级阶地上，为岸边式厂房，副厂房布置在主厂房上游侧，安装间布置在主厂房左侧。
2.水文和气象条件
2.1水文
吉林台二级水电站引水发电系统坝址位于已建的吉林台一级水电站坝址下游约4km处，即位于吉林台一级水文站下游约1km处，吉林台一级与吉林台二级水电站间左岸有恰奇沟汇入。坝址下游约500m处的右岸有引水渠首一处，引水量不大。吉林台二级坝址以上流域面积约为6288km2，其中冰川及永久性积雪面积为433km2，占流域面积的6.89％，属较典型的冰川积雪补给为主的河流。本次设计利用乌拉斯台站与吉林台专用站两站间，1988～2001年同期月平均流量相关；以组合得1958～2003年吉林台专用站46年连续系列为依据，采用适线法按PⅢ型曲线进行适线，多年平均流量为116.6m3/s，多年平均径流量为36.8×108m3。吉林台二级水电站天然河道冰情，最早开始结冰日期为10月11日，开始封冻日期11月9日。最晚解冰日期3月26日，全部融冰日期4月13日。多年平均封冻天数34.4天，最长封冻天数99天，无封冻年数2年。据有关调查，吉林台二级水电站引水发电系统坝址河段内无冰坝、冰塞形成。吉林台一级专用站1990～2000年多年平均水温5.18℃。吉林台峡谷段河道，河水水质良好，据乌拉斯台水文站水化学观测资料分析，水的矿化度较低为3.9mg/l，总硬度为5 .0德国度，属软水。PH值为7.7，水的类型属重碳酸钙水。
2.2气象
喀什河位于伊犁河谷东北部，处于欧亚大陆腹地，属大陆性北温带气候。由于伊犁河谷东高西低，向西敞开，来自大西洋、里海和巴尔喀什湖的湿润气流可直抵伊犁河，并在喀什河流域形成较多降水。因此，本流域与新疆其它流域相比，夏季气候较湿润，温和，降雨丰沛，冬季寒冷积雪较深。吉林台二级水电站引水发电系统工程坝址区的多年平均气温8.5℃，极端最高气温36.1℃（2000年8月7日），极端最低气温-22.3℃（1996年1月11日），多年平均降水量531.4mm，多年平均蒸发量1615.82mm。多年平均水汽压8.8mb，多年平均相对湿度71%；多年平均风速2.0m/s，最大风速26.0m/s，相应风向WNW，多年平均大风日数19天；多年平均雷暴日数45天；最大积雪厚度85cm，最大冻土深度95cm。
吉林台专用水文站历年月年气象要素统计见表1
表1
3.冬季施工方案
应业主要求确保2009年7月发电目标，2008年10月吉林台二级水电站（Ⅱ标）施工进入冬季施工阶段。根据现场条件和环境情况，对冬季施工应充分做好准备工作，人员组织布置、原材料的采购、供暖设备的确定、拌和系统的运行等，必须在冬季来临前安排完毕。新疆煤资源丰富，供暖燃料采用燃煤加热供暖为主，电加热为辅。
3.1冬季混凝土施工部位
引水洞衬砌300米（洞内施工）、厂房岔管、1＃、2＃机蜗壳
3.2设备材料
现场有二套拌和楼（80m3/小时）能够满足冬季混凝土施工强度，需增加设备、材料见表2
3.3冬季施工措施
3.3.1原材料储备
根据冬季施工进度安排预计浇注混凝土10000立方，砂、石骨料提前储备充足，另备一个中转料场。水泥、粉煤灰、钢筋由供货方确保供应。
3.3.2 保暖措施
（1）架设钢管排架用保温被将现场二套拌和楼封闭，在内分布若干个燃煤炉加温使棚内温度达到10℃以上。
（2）在拌和楼料场底板均匀铺设镀锌钢管供暖，给骨料均匀加热使棚内温度达到0℃以上。
（3）锅炉设专人负责确保24小时供应热水、热汽，并分时段记录温度。
（4）拌合楼用热水搅拌，投料顺序为石子、砂、水、水泥，延长搅拌时间，拌合物出机口温度不低于10℃。
（5）混凝土采用搅拌罐车运输，罐体包裹以减少温度损失。
（6）混凝土施工宜安排在白天，尽可能缩短混凝土施工时间。
（7）加强混凝土振捣，确保混凝土密实度，一旦振捣密实不再扰动混凝土，使混凝土连续、缓慢硬化。
（8）浇筑部位封闭施工，混凝土通过输送泵输入仓内，根据仓位大小仓内分布移动式电加热器具若干，使仓内评均温度达到8℃以上，施工过程中预留多个观测孔（孔深大于15厘米孔径5厘米）浇筑完毕覆盖草垫保温。延长拆模时间，拆模时及时挂上保温被保温。
3.3.3温度观测
试验室增设专人每班对料场、拌和楼、浇筑部位各温度观测点定时测量温度变化，认真填写记录。
（1）外界气温2小时观测一次并做好记录。
（2）料场、拌和楼2小时观测一次，（多点测量记录平均温度）。
（3）水、外加剂、骨料 2小时观测一次，插入深度大于15厘米并多点测量记录平均温度。
（4）浇筑部位1小时观测一次，混凝土入仓温度1小时观测一次。浇筑完毕2小时观测一次，仓内观测孔1小时观测一次。
3.3.4试验室
试验室要加大监控力度，增加取样频率，全面系统跟进施工进度保障冬季混凝土施工方案顺利实施。
4.温度统计分析
温度统计按2008年11月20日至21日，1﹟拌和楼温度观测记录和施工部位为岔管混凝土施工温度监控进行统计。冬季施工泵送混凝土配合比见表3
根据表4表5两个温度观测记录统计表和表6抗压强度检测结果可以看出冬季施工措施及方案效果明显，施工温度控制满足混凝土施工技术规范要求，混凝土强度满足设计要求。
（1）砂石骨料底板均匀铺设镀锌钢管供暖使骨料保持最低4.6℃以上，没有结冰、结块现象。
（2）拌和楼封闭使内部温度总体控制在10℃以上，提高了拌合物出机口温度同时保证了入仓温度。
（3）仓内布设移动式点状形式加热器使仓内温度基本均匀，最低7.8℃，混凝土入仓温度最低7.6℃，混凝土不因温差而产生温度裂缝，混凝土强度平稳增长。
（4）混凝土取样10组7天、28天检测结果满足设计要求
（5）采用混凝土输送泵入仓，更适宜冬季混凝土浇筑部位封闭施工。
5.结论
应业主要求在冬季施工确保2009年7月发电目标，针对本工程冬季施工制定的冬季混凝土施工方案是可行的，在现有条件下既满足工程总体进度又保证混凝土冬季施工质量。但是冬季施工过程中还是有很多不利因素，在封闭的拌合楼内使用燃煤加温，内部烟尘很大不利于安全；仓内使用移动式点状分布加热器还是存在局部温度偏高，升温不很均匀，仓内混凝土强度增长不均衡；冬季混凝土运输设备故障率高和现场交通道路结冰导致混凝土施工不连续，影响施工进度；冬季施工增加了人员、设备太多，增加了项目成本。这些不利因素有待完善和提高。
参考文献
《混凝土冬季施工理论与方法》
《吉林台二级水电站引水发电系统工程招标文件》
《DL/T5144-2015》
论文作者:杨传祥,黎学皓
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/17
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