摘要：随着经济社会的不断发展,为了满足经济社会不断发展的需要,我国经济社会中各类工程的数量不但增多,工程建设规模不断扩大,对工程施工质量的要求也不断提高。在水电站大坝的建设过程中,大体积混凝土的施工是非常重要的施工环节,由于该部分的施工难度大、任务量大、工期时间短,使得该部分的施工过程较为严格。在进行混凝土施工过程中,对温度的控制非常严格,稍有疏忽,就会出现裂缝的问题。因此,必须加强混凝土施工中温度的控制,同时有效运用防裂施工技术。
关键词：水电站；大坝混凝土；温控；防裂；施工技术
1工程概况
某水电站位于我国珠江流域某支流上,该水电站工程的主要功能是发电、防洪以及供游客参观等,该水电站大坝采用的设计理念为抛物线双曲拱坝。其水库中总库存容量为9.60×106m3,正常的蓄水位可达1168.00m,相应库容量为7.98×106m3,死水位为1154m,死库容为5.76×106m3,有效库容为2.38×106m3。同时,该水电站采用的装机容量为20MW。由于规定的水电站工期时间比较短,施工单位为了能够按时按成施工任务,采用台阶法分层次进行混凝土的浇筑,每次施工高度为3m,厚度约为48m,浇筑过程中采用混凝土水化热等方面进行降温。
2温控难点分析及温度控制分区
以该工程项目为例,由于其采用拱坝的形式,其施工难度较大、工期短,温度控制也比较困难。实际上,其温控难点主要有以下几个方面:(1)该大坝建设过程中选用的混凝土材料为C40,其具有较高的强度,水化热较大,给高温控制工作带来一定的阻碍,尤其是在天气炎热的夏季,温度更难控制;(2)在采用台阶法进行施工的过程中,会使混凝土表面暴露在空气中,出现表面温度难以有效控制的情况;(3)施工现场的温度变化较大,从而影响混凝土材料的表面温度,最终导致裂缝的出现。
在该工程混凝土施工的过程中,温度控制主要分为:基础约束区与非约束区,且基础约束区分为弱约束区和强约束区。经过严格的计算得出,在弱约束区内,混凝土施工部分应进行一整年的预冷处理;而强约束区则需要在1月及12月之外的月份,进行预冷处理。
3温控技术的应用
3.1温控防裂计算理论阐述
温控防裂计算涉及到非稳定温度场理论等多方面的内容,混凝土热传导过程,必须要满足热传导连续方程。方程式中,T代表了混凝土任意状态下的实际温度,用℃作单位。a代表了混凝土导温系数状态,用m2/h作单位。θ代表了混凝土整体绝热温升状态,用℃作单位。τ代表了混凝土部分绝热温升状态,用℃作单位。t则表时间,以d作单位。在混凝土工程项目初始条件状态下,T=T(x、y、z、t0)时,
3.2严格把控混凝土配合比例。
从施工层面来讲,混凝土的配合比例直接影响着施工用混凝土质量和构件强度,在实际的具体施工环节,要结合施工部位的不同性和对于构件的强度需求等,有针对性的选择科学合理的灰水比例,保证强度和坍落度的不同。所以在水利工程水库大坝工程中,在混凝土施工时要严格的把控灰水比例,不管是理论上实验室的混凝土混合比例,还是在设计过程中,建议所采纳的配合比,都务必在工程开始前展开现场复核,从根本上确保混凝土的配合比与工程内在需求相符合。
3.3混凝土的混合搅拌施工技术
在我国水利工程大坝施工的过程中,在混凝土搅拌施工的过程中,通常采用自动搅拌的方式进行混凝土搅拌,根据这一情况,我们在实际的混凝土搅拌施工进行前要先对自动搅拌设备进行全面的检查和性能检测,最大限度上保障混凝土搅拌设备的应用性能。在混凝土自动搅拌的过程中,我们要对混凝土的搅拌时间进行控制和管理,要有效的掌握并且设定混凝土的搅拌时间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在常规情况下,混凝土在进行自动搅拌施工的过程中主要有以下规定,首先是在混凝土搅拌施工前期要对混凝土搅拌设备进行检验和性能确认,其次是要对混凝土的检测仪器进行校准,保障混凝土的搅拌计量准确,最后是要对混凝土搅拌过程进行实时的检测,保障混凝土的搅拌质量达到施工的质量要求。通常情况下,在长时间进行搅拌的过程中,检查时间间隔最好控制在四个小时检查一次。
3.4混凝土的浇筑
开展混凝土浇筑的时候,要对入仓的温度、混凝土碾压的次数进行控制。同时要对混凝土的压实度、泛浆的效果、入仓口、浇筑仓面的污染情况等进行管理。在混凝土浇筑的时候,还要做好两个方面的工作,一是要控制混凝土的摊铺厚度,并且减少碾压层面的扰动破坏和污染。二是要控制好混凝土浇筑的间隔时间,确保混凝土浇筑的质量。
3.5建筑过程中的间歇控制
由于水电站大坝的混凝土层比较厚,在进行浇筑作业时,应选择台阶法进行分层浇筑。并且,在浇筑过程中,应根据温度、结构以及立模等因素,决定每层混凝土浇筑的实际厚度。需要注意的是,若施工时节处于3~9月份,混凝土层的厚度应控制在1m之内;若处于10月份到来年的2、3月份,混凝土层的厚度应控制在1.5m之内。而对于有钢筋或其他预埋件的施工部位,混凝土浇筑层的厚度应控制在3m之内。通常来说,在进行厚度为1m的混凝土层施工时,施工的间隔时间应控制为约5d;当混凝土施工层的厚度为1.5m时,施工间隔应控制为约7d;而当混凝土施工层厚度为3m时,间隔时间应控制为约9d。
3.6高温季节及冬季混凝土施工温控措施
3.6.1高温季节施工温控措施
高温季节施工温控措施包括:(1)提高堆料高度,在料仓上搭设凉棚,防止骨料遭太阳曝晒;(2)高温季节,采用在早晚期间进行混凝土浇筑,避开高温时段;(3)严格控制仓面混凝土的浇筑工艺,在混凝土浇筑时,用彩条编织布搭设临时遮阳凉棚,遮住阳光直射面,严格控制混凝土浇筑时温度回升,同时减少每次的浇筑层厚及方量;(4)加快混凝土施工速度,减少混凝土运输及浇筑过程中的温度回升,仓面喷雾降温;(5)必要时,在坝体内预埋冷却水管,进行通水冷却。
3.6.2冬季施工温控措施
冬季施工温度控制措施包括:(1)在0℃以下时,应停止浇捣;(2)冬季施工的混凝土,应注意浇捣成型后的混凝土保温工作,日平均气温在2~3d内连续下降6~8℃,对龄期3~5d以上的混凝土内表面覆盖1层塑料薄膜,再加盖1~2层草袋,进行保护,草袋周边搭接小于10cm;(3)为了提高温控的主动性和预见性,配合设计单位进行温度应力计算,提出温差控制标准,在混凝土浇筑时预埋若干测量仪,按SL677—2014《水工混凝土施工规范》检测浇筑温度;(4)在混凝土中掺入一定比例的外加剂,以减少水泥用量,并控制混凝土坍落度为2~4cm;(5)混凝土浇筑尽量做到薄层、短间歇均匀上升,基础部位混凝土间歇时间不超过7h,最长不超过14h。
结论
综上所述,在水电站大坝的施工过程中,混凝土施工中温度的控制是影响工程质量的重要因素。因此,必须采取优化配合比的设计方案、有效控制混凝土的浇筑温度以及采取间歇控制的方式,使混凝土浇筑温度符合施工标准。同时,为了避免混凝土施工中出现裂缝问题,必须从降低浇筑入模温度、严格控制水泥水化热等途径,提高防裂施工技术的应用水平。总之,希望在今后的水电站大坝建设中,能够通过多种方式,提高混凝土施工的质量及效率,保证水电站建设的整体质量。
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论文作者:王功文
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/29
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