摘要：碾压混凝土坝以温控措施相对简单和快速连续施工为其显著特点，但国内外大量工程实践表明，碾压混凝土坝上也出现了相当多的温度裂缝。裂缝的产生和发展为大坝的安全运行埋下了隐患。因此，如何采取有效的温控措施，既能使碾压混凝土坝在施工过程能够采取厚浇筑层、短间歇期的快速施工方法，又能确保大坝在施工期和运行期不出现温度裂缝，是碾压混凝土坝全年连续施工的关键技术之一。
关键词：碾压混凝土；高温季节；常温入仓；河水冷却
一、施工准备
1.施工道路布置。砼施工道路结合大坝基坑开挖出渣道路进行布置，右岸设置下基坑、低线、中线、上坝路4条入仓道路；左岸设置中线、上坝路2条入仓道路。碾压砼全部采用自卸车直接入仓。
2.风、水、电布置。（1）施工用风。混凝土工程施工用风主要为仓面冲洗、施工缝凿毛处理用风，采用2台电动20 m3/min移动式空压机机动供风，左右岸各布置1台。（2）施工供水。混凝土施工用水主要为碾压砼预埋水管通水冷却用水，仓面混凝土施工缝面处理，仓面冲洗、养护用水等。在大坝右岸设置两个生产水池（EL337.00 m低位水池、EL401.00 m高位水池），从水池用主管引至坝后，再分别用支管引至各施工仓面。（3）施工用电。混凝土浇筑施工用电主要为冲毛机、空压机、振捣器、电焊机、仓面施工照明等，施工用电由布置在大坝左右岸的变压器就近接取。
3.砼拌合设备。工程共布置两座拌合楼，其中一座为2×4.0 m3的强制式拌和楼（1#拌和楼），铭牌生产能力为常态砼240 m3/h，碾压砼200 m3/h；另一座为DW200连续式拌和站（2#拌和楼），铭牌生产能力为常态200 m3/h，碾压砼150m3/h，合计月生产混凝土最大能力为9万m3，满足混凝土月最高浇筑强度6万m3/月和最大入仓强度的要求。
4.原材料和砼配合比。工程采用砂岩人工骨料，粗骨料共分3个粒级，即5-20 mm小骨料、20-40 mm中骨料、40-80 mm大骨料，采用半干法生产工艺即粗骨料为水洗法生产，人工砂石粉为干法生产。人工砂石粉含量控制在16%-22%，细骨料的细度模数在2.4-2.9之间波动。粗骨料粒径较好。水泥采用广西登高集团田东水泥厂生产的“右江”牌P•O42.5水泥；粉煤灰采用广西创源电力公司生产的Ⅱ级粉煤灰；碾压混凝土采用云南昆明山峰集团生产的SFG型缓凝高效减水剂（碾压型）；引气剂采用江苏博特有限公司生产的GYQ（Ⅰ）型引气剂。原材料质量均满足水工混凝土施工规范技术要求。
二、高温季节混凝土施工温控的重要性
1.大体积混凝土的特点。（1）混凝土是脆性材料，抗拉强度小，拉伸变形能力也小。（2）大体积混凝土在浇筑后，受水泥水化热作用，内部温度急剧上升，但随着龄期增长温度下降，混凝土表面下降更为明显。在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力。（3）由于混凝土长期裸露，表面与空气或水接触，易产生拉应力。
2.高温季节气温对混凝土施工的影响。在高温季节，日夜温差很大，中午在太阳照射下室外地面温度可达40--50℃，夜间温度在20--25℃。混凝土浇筑后水泥水化热促使混凝土内部温度急剧上升，大体积混凝土内部温度可达40℃以上，乃至更高。因此，在高温季节浇筑混凝土，由于温度过高易产生表面干缩裂缝。
三、高温季节采取的温控措施
碾压混凝土坝和常态混凝土坝一样，砼在凝结硬化过程中都产生大量水化热，为了防止坝体产生温度裂缝，施工时都需要采取相应的温控措施。工程设计要求在旬平均气温小于22℃的时段按照自然温度浇筑混凝土，其余旬平均气温大22℃的时间需在混凝土中埋置高密度塑料冷却水管并通河水强迫降温，控制混凝土最高温度不超过38℃。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆工程2013年4月底开始碾压砼施工，期间气温已超过22℃，按照温控要求，坝体碾压砼采用埋设冷却水管通水冷却的温控措施，施工中按照设计要求进行冷却水管埋设，实施情况如下：
1.冷却水管采用导热高密聚乙烯塑料管（HDPE），管外径为ϕ32 mm，管壁厚度不大于2.1 mm，管材承受破坏内水静压力不小于2 MPa，拉伸屈服应力≥20 MPa，纵向回缩率不大于3％，在温度20℃，时间1h，环向应力11.8 MPa和在温度80℃，时间60 h，环向应力4.9 MPa作用下均不破裂、不渗漏，热传导系数不小于k=0.46 w/m⋅k，满足引用标准GB/T-13663“高密度聚乙烯管”有关要求。
2.冷却水管层距0.9 m（铅直方向）、管距1.5 m（水平方向），第一层距建基面0.6 m。平面上平行或垂直坝轴线埋设，外侧与坝体周边（上、下游面，左、
右侧永久缝）距离为0.8 m。遇到孔洞部位绕开布置。水管接头用胶粘法联结。单根冷却水管长度（通水进口到出口之间沿程）不超过250 m。
3.冷却水管埋置时，按摊铺条带分别埋设，一般一次埋设宽度与摊铺宽度相同；平仓机摊铺时，人工将混凝土沿水管覆盖，避免履带直接作用在水管上。
4.冷却水管用ϕ12 mm制作的“U”形钢筋固定牢靠，固定“U”形钢筋间距1 m。“U”形固定钢筋单根总长26 cm，弯头内半径2 cm，两头打尖（45°尖角）以利于压入混凝土中固定。
5.混凝土浇筑10 h后，开始对水管通河水，通水流速约为1.0 m/s。通水期间，每天定期测量冷却水的进出口温度，直到进出口冷却水的温差较小，稳定在1-2℃时，停止通水冷却。
6.为了确定碾压砼适宜的通水冷却时长，在冷却水管连续通水15 d、30 d、45 d时，分别闷管24 h后测量水温，测温数据显示在15 d内进出口的温差在2-6℃，30 d后，冷却水管的进出口水温温差在1-2℃，45 d后，冷却水管的进出口水温温差也在1-2℃。
水电站大坝碾压砼在高温季节碾压施工过程中，主要采用埋设水管通河水的冷却措施，目前大坝已蓄水发电，且经过两个冬季的温度变化考验，碾压砼大坝未发现温度裂缝，满足大坝设计的温控要求。根据本工程碾压砼温控实施的成果，分析总结以下几点经验，以供类似工程借鉴：（1）高温季节碾压砼施工采用自然温度入仓，温控只采用预埋水管通河水冷却措施，未采用骨料制冷系统和冷却水生产系统，大大减少了温控费用，简化了施工工艺。（2）本工程采用大坝临时挡水断面碾压砼施工方案，将大坝碾压砼断面分成上下游两部分，减少了大坝的断面面积，有利于碾压砼的散热，从而一定程度上减少了温升，应是大坝未发生温度裂缝的一个重要因素。（3）本工程设计要求控制混凝土最高温度不超过38℃。实测砼平均最大温度为39.5℃，超过设计值，但碾压砼大坝并未产生温度裂缝。分析认为主要原因是：砼温度裂缝的产生是砼温度应力超过了砼的抗拉强度所致，本工程的碾压砼最高温度虽然超过设计控制的温度，但是温度拉应力小于砼的抗拉强度，故未产生温度裂缝，本工程实测砼内外温差在20℃以内，分析认为控制砼温差在一定范围内，可有效避免温度裂缝的产生。温差控制的合适范围，有待于进一步的试验研究。（4）碾压混凝土施工时段大约3 d，斜层碾压可能更长。由于技术因素，目前天气预报尤其是中长期天气预报较为笼统，对大雨、暴雨预报准确率低。监理工程师掌握一些气象知识，在碾压混凝土施工期间，利用网络收集气象信息，对天气进行监测、及时分析，对施工进度控制、质量控制和现场安全监督非常有利。
参考文献：
[1] 张胜祥，吴发明.碾压混凝土坝高温季节连续施工的温控防裂究.2013.
[2] 周萍，杨芳.浅谈大体积混凝土浇筑施工温度控制技术，2014.
[3] 毛慧，水电站碾压混凝土施工质量监理控制，2013.
论文作者:朱泞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/22
标签：混凝土论文; 温度论文; 水管论文; 大坝论文; 骨料论文; 裂缝论文; 温差论文; 《基层建设》2018年第1期论文;