，，

(中國(guó)水利水電第五工程局五分局，四川 成都，610066)

1 概述

亭子口壩后式電站廠房布置在左岸，安裝間布置于廠房左端，主廠房上下游均布置有副廠房。電站廠房順流向長(zhǎng)度49.48m，1#～3#機(jī)組段寬28.0m，4#機(jī)組段寬30.80m，安Ⅰ段寬21m，安Ⅱ段寬26m，混凝土澆筑總量約為30.4萬(wàn)m3。

壩址多年平均氣溫16.6℃，其中以7、8月平均氣溫26.3℃為最高，1月平均氣溫5.8℃為最低。極端最高氣溫39.1℃，極端最低氣溫-4.6℃。

廠房混凝土施工須加強(qiáng)溫度控制管理。根據(jù)廠房設(shè)計(jì)容許最高溫度相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及指標(biāo)，結(jié)合廠房及安裝間混凝土施工分層情況，確定廠房主機(jī)段尾水管流道底板高程345.88m(348.0m)以下為強(qiáng)約束區(qū)，高程345.88m(348.0m)至355.4m間為弱約束區(qū)；安裝場(chǎng)(安Ⅱ)集水井部位高程337.3m以下為強(qiáng)約束區(qū)，高程337.3m至341.3m間為弱約束區(qū)；安裝場(chǎng)左側(cè)346.0m平臺(tái)處，高程349.4m以下為強(qiáng)約束區(qū)，高程349.4m至353.8m間為弱約束區(qū)；尾水渠底板為強(qiáng)約束區(qū)。

2 混凝土施工溫控方案

考慮到廠房混凝土澆筑倉(cāng)位面積較小，加之廠房大體積混凝土厚度不大，主廠房段混凝土溫控主要控制360m高程以下及安裝間大體積等部位的混凝土澆筑施工。

根據(jù)計(jì)算，在7～8月最高平均氣溫32℃時(shí)，混凝土運(yùn)輸(汽車運(yùn)輸和臥罐運(yùn)輸)溫度回升約為2℃，混凝土澆筑溫度回升值約為8.6℃，混凝土水化熱溫度回升約15℃。在混凝土澆筑同時(shí)通10℃冷卻水冷卻，冷卻10d后混凝土平均溫度為25℃。根據(jù)溫度控制要求和施工現(xiàn)狀，現(xiàn)擬廠房施工溫控方案如表1所示。

3 混凝土施工溫控措施

3.1 合理分縫分層分塊及間歇期控制

根據(jù)混凝土溫控對(duì)塊體尺寸的一般規(guī)律，大體積混凝土施工塊體長(zhǎng)邊一般不宜大于40m～45m，長(zhǎng)邊不宜大于短邊的4倍，分層厚度一般不超過(guò)2m。亭子口廠房設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循上述要求，1#、2#、3#機(jī)組沿壩軸線長(zhǎng)均為28.0m分為兩塊，分縫間距為13.60m和14.40m；4#機(jī)組沿壩軸線長(zhǎng)30.8m分兩塊，分縫間距17.20m和13.60m；廠房順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度為49.48m分成三塊，長(zhǎng)度分別為16.65m、17.25m和15.58m。安Ⅱ段沿壩軸線長(zhǎng)度為26m分為兩塊，長(zhǎng)度分別為12.60m和13.40m；順流向最大長(zhǎng)度為48.20m，長(zhǎng)度分別為11.7m、17.05m和19.45m。最大長(zhǎng)邊小于20m，長(zhǎng)寬比均小于1.5，并錯(cuò)縫布置。在滿足混凝土澆筑計(jì)劃的同時(shí)，盡可能采用薄層、短間歇、均勻上升的澆筑方法。基礎(chǔ)強(qiáng)約束區(qū)混凝土升層高度按照1.5m～2m控制，脫離強(qiáng)約束區(qū)后，在滿足溫度控制要求的前提下，每個(gè)升層高度按2m控制。為充分利用澆筑層頂面散熱，混凝土間歇期夏季一般按7～9d控制，冬季按5～7d控制。

表1 電站廠房混凝土施工溫控設(shè)計(jì)方案 單位：℃

3.2 優(yōu)化混凝土配合比，提高抗裂能力，降低水化熱溫升

3.2.1 在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)和混凝土施工時(shí)，在滿足混凝土強(qiáng)度等級(jí)、抗凍、抗?jié)B等主要指標(biāo)的前提下，加強(qiáng)施工管理，提高施工工藝水平，改善混凝土性能，增強(qiáng)混凝土密實(shí)性，從而提高混凝土抗裂能力，同時(shí)盡量減少混凝土單位水泥用量。

3.2.2 在保證混凝土質(zhì)量的前提下，盡量提高粉煤灰摻量，以節(jié)約膠凝材料用量，減少水泥水化熱溫升；優(yōu)選外加劑以降低混凝土的水化熱溫升，提高混凝土耐久性。

3.2.3 選擇水泥的品種。電站廠房工程混凝土施工選用水泥為中熱硅酸鹽水泥，水泥水化熱溫升較普通硅酸鹽水泥低。

3.2.4 根據(jù)機(jī)械設(shè)備布置情況，盡量減少泵送混凝土施工，鑒于主機(jī)段第Ⅰ塊及肘管二期混凝土入倉(cāng)難度大，采用泵送混凝土施工，該部位混凝土選擇在夜間溫度較低時(shí)段進(jìn)行。

3.3 控制混凝土出機(jī)口溫度

做好高溫季節(jié)混凝土拌和前骨料的風(fēng)冷，拌和用水及拌和加冰的生產(chǎn)工作，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合壩址處氣溫情況，嚴(yán)格控制混凝土出機(jī)口溫度，保證混凝土溫度在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。

3.4 降低混凝土澆筑溫度，控制澆筑塊最高溫升

在混凝土運(yùn)輸過(guò)程中，采取自卸汽車頂面搭設(shè)遮陽(yáng)棚和車體周邊保溫材料保溫等措施，以減少運(yùn)輸過(guò)程中混凝土的溫度回升。

加快混凝土的運(yùn)輸、吊運(yùn)和平倉(cāng)振搗速度，減小澆筑過(guò)程中的熱量倒灌。澆筑過(guò)程中在混凝土振搗密實(shí)后立即覆蓋保溫被進(jìn)行保溫，同一坯層混凝土覆蓋時(shí)間控制在2～4h之內(nèi)。并充分利用低溫季節(jié)和早晚及夜間氣溫低的時(shí)段澆筑。

3.5 通水冷卻

3.5.1 冷卻水管布置

冷卻水管一般按2m(澆筑層厚度)×1.5m(水管水平間距)布置，埋設(shè)時(shí)要求水管距結(jié)構(gòu)外表面2m，距接縫面、孔洞周邊1.0m～1.5m，通水單根水管長(zhǎng)度不宜大于250m。

冷卻水管采用Φ32HDP管，基礎(chǔ)第一層混凝土冷卻水管布置在距離建基面50cm的平面上，管道采用鉛絲綁扎與Φ25mm的鋼筋骨架固定在一起；在老混凝土倉(cāng)面上布設(shè)冷卻水管時(shí)采用U形卡將水管固定在倉(cāng)面上。排水廊道頂拱以下倉(cāng)位冷卻水管直接牽引至排水廊道，4#機(jī)組排水廊道頂拱以上倉(cāng)位冷卻水管布設(shè)時(shí)通過(guò)安全通道牽引至排水廊道，1#～3#機(jī)組排水廊道頂拱以上冷卻水管布設(shè)時(shí)在排水廊道頂拱上靠結(jié)構(gòu)縫附近埋設(shè)套管，將各層冷卻水管通過(guò)套管牽引至排水廊道；安裝間冷卻水管直接牽至集水井。為方便識(shí)別，各倉(cāng)位冷卻水管應(yīng)做標(biāo)記，標(biāo)記時(shí)各個(gè)倉(cāng)位冷卻水管根據(jù)倉(cāng)位編號(hào)進(jìn)行編號(hào)，并標(biāo)明進(jìn)出水口。冷卻水管固定形式見(jiàn)圖1。

圖1 冷卻水管固定形式示意

冷卻水由布置在高程391.8m平臺(tái)的冷水機(jī)組供應(yīng)，冷卻水主供水管采用Φ100mm的鋼管，根據(jù)廠房結(jié)構(gòu)體型和混凝土施工計(jì)劃，將1#～4#機(jī)組主供水管布置在排水廊道內(nèi)，安裝間部位主供水管布置在集水井內(nèi)。廠房主供水管、冷卻水管布置見(jiàn)圖2。

3.5.2 溫度計(jì)埋設(shè)

為了能夠真實(shí)的反應(yīng)大體積混凝土的內(nèi)部溫度，在混凝土澆筑時(shí)埋設(shè)一定數(shù)量的溫度計(jì)。在2#機(jī)組Ⅲ2-2倉(cāng)位中心和對(duì)角線距離頂點(diǎn)1/4的位置各埋設(shè)1支(DW-1型)溫度計(jì)(編號(hào)T01、T02)，3#機(jī)組(Ⅲ2-2)倉(cāng)位中心(編號(hào)T01CF03-)、1#機(jī)組(Ⅲ2-2)倉(cāng)位中心(編號(hào)T01CF01)、安Ⅱ(Ⅰ1)(編號(hào)T01JSJ)、4#機(jī)組(Ⅲ2-1)倉(cāng)位中心(編號(hào)T01CF4)各埋設(shè)1支(DW-1型)溫度計(jì)(溫度計(jì)距離建基面80cm),共計(jì)6支溫度計(jì)，合格率100%。其中，2#機(jī)組Ⅲ2-2內(nèi)溫度計(jì)布置見(jiàn)圖3，測(cè)溫成果見(jiàn)圖4。

圖2 廠房主供水管、冷卻水管布置示意

圖3 2#機(jī)組Ⅲ2-2內(nèi)溫度計(jì)布置示意

3.5.3 通水冷卻方法

(1)初期通水。高溫季節(jié)，對(duì)于采用預(yù)冷混凝土澆筑塊體混凝土，最高溫度超過(guò)設(shè)計(jì)允許最高溫度時(shí)，應(yīng)采取初期通水冷卻削減混凝土最高溫度。初期通水應(yīng)采用水溫10℃～12℃的制冷水，通水時(shí)間10～15d，通水流量不小于20L/min；

(2)中期通水。廠房機(jī)組和安裝間段，9月初開(kāi)始對(duì)當(dāng)年5～8月澆筑的大體積混凝土塊體、10月初開(kāi)始對(duì)當(dāng)年4月及9月澆筑的大體積混凝土塊體、11月初開(kāi)始對(duì)當(dāng)年10月澆筑的大體積混凝土塊體進(jìn)行中期通水冷卻，削減混凝土內(nèi)外溫差。中期通水一般采用江水進(jìn)行，每年10月底前當(dāng)江水溫度較高時(shí)，也可采用通制冷水，以混凝土塊體溫度達(dá)到20℃左右，水管通水流量應(yīng)達(dá)到20L/min～25L/min。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通水時(shí)混凝土溫度與冷卻水之間的溫差控制在20℃～25℃以內(nèi)，控制混凝土降溫幅度每天不大于1℃。

圖4 廠房混凝土內(nèi)部溫度測(cè)量成果

3.6 倉(cāng)面混凝土保溫

在施工過(guò)程中，及時(shí)做好混凝土表面保溫，以遮陽(yáng)保濕，防止表面產(chǎn)生裂縫，特別是對(duì)于基礎(chǔ)約束區(qū)、表面及孔洞等部位尤應(yīng)注意保護(hù)。

基礎(chǔ)部位混凝土基本上采用臺(tái)階法澆筑，臺(tái)階寬度2m～4m。在4～10月份澆筑混凝土?xí)r，為防止預(yù)冷混凝土溫度回升過(guò)快，澆筑過(guò)程中，隨時(shí)采用保溫被保溫。保溫材料采用聚乙烯卷材外包塑料編織彩條布制成的保溫被，一般可使混凝土澆筑溫度回升值降低0.5℃～2.0℃，正午高溫時(shí)段可減少溫升2℃～4℃，收倉(cāng)后用保溫被保溫，可使混凝土早期最高溫度降低0.4℃左右。但保溫時(shí)間以1～2d為宜，過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響混凝土表面散熱，而且夜間氣溫較低時(shí)揭開(kāi)散熱，效果更好。

3.7 養(yǎng)護(hù)

混凝土在澆筑完畢后12～18h內(nèi)及時(shí)采取灑水或者噴霧措施養(yǎng)護(hù)，使混凝土表面經(jīng)常保持濕潤(rùn)狀態(tài)。表面用濕養(yǎng)護(hù)方法時(shí)，養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)連續(xù)養(yǎng)護(hù)以保持表面濕潤(rùn)，養(yǎng)護(hù)到新混凝土澆筑時(shí)為止。

高溫季節(jié)澆筑混凝土?xí)r，由于外界氣溫較高，為防止混凝土初凝及溫度倒灌，采用噴霧機(jī)噴霧降低倉(cāng)面環(huán)境溫度，噴霧時(shí)保證成霧狀，避免形成水滴落在混凝土面上。噴霧機(jī)安放在周邊模板或倉(cāng)面固定支架上，架高2m～3m，使噴霧方向與風(fēng)向一致。同時(shí)根據(jù)倉(cāng)面大小選擇噴霧機(jī)數(shù)量，保證噴霧降溫效果。噴霧標(biāo)準(zhǔn)，倉(cāng)面平均濕度≥80%，施工過(guò)程中倉(cāng)面噴霧雨量強(qiáng)度每6min小于0.3mm，噴槍出口應(yīng)與水平面呈30°～45°仰角。

3.8 低溫季節(jié)(冬季)施工措施

3.8.1 低溫季節(jié)劃分

根據(jù)《水工混凝土施工規(guī)范(DL/T5144-2001)》規(guī)定，日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定在5℃以下或最低氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定在-3℃以下時(shí)，即按低溫季節(jié)施工。結(jié)合壩址氣候特性分析，11月～3月的月平均氣溫為5.8℃～12℃，最低平均氣溫為3.3℃～9.3℃。其中，11月～3月易出現(xiàn)局部時(shí)段日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定在5℃以下，或最低氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定在-3℃以下情況，由此將11月～3月作為低溫季節(jié)施工。本工區(qū)各月平均氣溫見(jiàn)表2。

表2 多年各月平均氣溫表 單位：℃

3.8.2 施工措施

(1)合理安排施工進(jìn)度，留出一定的混凝土澆筑緩沖時(shí)間，盡量不安排在極端氣溫條件下進(jìn)行混凝土澆筑；

(2)改進(jìn)混凝土施工環(huán)境，要求同一倉(cāng)號(hào)混凝土澆筑盡可能采取連續(xù)澆筑，分層澆筑的混凝土之間間歇時(shí)間不多于5d?；炷涟?m左右分層，以減少混凝土的散熱面，對(duì)已澆筑混凝土面覆蓋保溫材料，防止已澆筑混凝土表面受氣溫影響，出現(xiàn)內(nèi)外溫差造成裂縫。對(duì)混凝土運(yùn)輸車輛進(jìn)行保溫處理，加快運(yùn)、吊、平倉(cāng)及振搗混凝土的速度，減少混凝土暴露時(shí)間；

(3)加強(qiáng)天氣預(yù)報(bào)和澆筑溫度測(cè)量，會(huì)同當(dāng)?shù)貧庀蟛块T，做好寒潮及氣溫驟降的監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)。施工過(guò)程中，加強(qiáng)混凝土出機(jī)口溫度和入倉(cāng)溫度監(jiān)測(cè)，并做好記錄；

(4)混凝土澆筑完畢后，外露表面應(yīng)及時(shí)保溫，新老混凝土接合處和邊角處應(yīng)做好保溫。

保溫方法如下：

①邊墻保溫方法。邊墻豎直面緊帖混凝土表面懸掛保溫被，用φ48mm鋼管每隔2m做一道豎向圍柃，利用拉條螺栓桿及10#鉛絲固定，在接縫處適當(dāng)增加圍柃，保證保溫被接縫嚴(yán)密。邊墻保溫法見(jiàn)圖5；

圖5 邊墻豎直面懸掛保溫被示意

圖6 水平混凝土面覆蓋保溫被示意

②底板保溫方法。在水平混凝土澆筑面鋪設(shè)保溫被保溫，若出現(xiàn)降雪天氣，加蓋一層彩條布，防止積雪融化、冰水受冷后在混凝土表面形成冰殼。水平面鋪保溫被采用重物壓(鋼筋)在混凝土表面，以防風(fēng)吹掀走保溫被。水平混凝土面保溫法見(jiàn)圖6。在倉(cāng)面施工縫面處理時(shí)，分片先后掀取保溫被，在沖毛處理完成后及時(shí)覆蓋保溫被，并及時(shí)排出沖毛積水。表面保護(hù)，從寒流來(lái)臨至氣溫驟降結(jié)束或上層混凝土開(kāi)始澆筑前進(jìn)行；

③特殊部位。對(duì)所有洞口、孔口(如廠房的排水廊道、尾水管等特殊部位)加保溫被封掛，不讓冷空氣對(duì)流。

4 結(jié)語(yǔ)

亭子口水電站工程在混凝土施工中的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)優(yōu)化混凝土配合比、控制出機(jī)口溫度、薄層澆筑、改善環(huán)境溫度及加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)、保溫等一系列綜合控制措施，在大體積混凝土溫控方面取得了較顯著的效果。根據(jù)檢測(cè)資料顯示，所采取的措施對(duì)降低混凝土水化熱、削減混凝土最高溫升、提高混凝土防裂能力是有效的?；炷恋淖罡邷囟然究刂圃谠O(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，從而確保了亭子口水電站廠房創(chuàng)精品示范工程的施工質(zhì)量。