蘇 軼

(貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州 貴陽 550002)

碾壓混凝土重力壩的溫控防裂措施分析

蘇 軼

(貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州 貴陽 550002)

主要對(duì)碾壓混凝土重力壩的溫控防裂措施進(jìn)行分析，總結(jié)了混凝土重力壩裂縫產(chǎn)生的原因，詳細(xì)闡述溫控分析情況和防裂措施，具體內(nèi)容有:優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)、嚴(yán)格控制混凝土溫度、混凝土的養(yǎng)護(hù)和表面保護(hù)、加強(qiáng)施工管理，從而降低混凝土重力壩出現(xiàn)裂縫的幾率，提高重力壩的施工質(zhì)量，防止其出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)損失。

碾壓混凝土;重力壩;溫控防裂措施;原因

碾壓混凝土與常態(tài)混凝土壩有一定相似之處，會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫。當(dāng)前人們并沒有對(duì)此引起重視，認(rèn)為碾壓混凝土不存在溫控問題，沒有采取相關(guān)防范措施，導(dǎo)致近年來裂縫問題的不斷出現(xiàn)。本文針對(duì)綏陽重化工基地的碾壓混凝土重力壩進(jìn)行分析，總結(jié)溫控防裂措施并總結(jié)如下。

1 混凝土重力壩的裂縫產(chǎn)生的原因

大壩壩型采用一級(jí)配C10砼重力壩，壩頂高程952.40 m，建基面高程889 m，最大壩高 63.4 m，壩頂寬 6～8 m，壩頂長(zhǎng)272 m。左岸下游壩坡1:0.6，河床下游壩坡1:0.8，右岸下游壩坡1:0.75。大壩左右兩岸為非溢流壩，河床段為溢流壩。上游壩面為厚500的C15砼防滲面板，下游壩面采用厚300的C10砼砌塊石并用M10水泥砂漿勾縫。碾壓混凝土重力壩的材料性質(zhì)和施工方式，會(huì)受到溫度和應(yīng)力的影響，混凝土重力壩中摻有大量的粉煤灰，所以水化速度較慢［1］。相關(guān)人員結(jié)合實(shí)際工程的施工特點(diǎn)，采取有效措施，確?；炷恋乃療嵘l(fā)不會(huì)受到影響。重力壩捏的最高溫度比常態(tài)混凝土壩低很多，所以碾壓混凝土與常規(guī)混凝土相比，極限拉伸力較小，所以抗裂性能較差。

2 碾壓混凝土重力壩的溫控分析

在溫度的標(biāo)準(zhǔn)控制方面，相關(guān)人員應(yīng)保證重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范，嚴(yán)格控制溫度差。施工人員應(yīng)根據(jù)重力壩的實(shí)際情況，進(jìn)行并縫灌漿，然后進(jìn)行冷卻，在這個(gè)過程中，應(yīng)注意早期出現(xiàn)基礎(chǔ)溫差，然后將此作為重要的控制措施［2］。碾壓混凝土一般選用通倉(cāng)碾壓，很少出現(xiàn)并縫灌漿的情況，其最大基礎(chǔ)溫差一般出現(xiàn)在建壩多年后，此時(shí)混凝土強(qiáng)度會(huì)有一定增長(zhǎng)，并在水壓和自身重量的影響下，充分發(fā)揮作用，所以很少因?yàn)榛A(chǔ)溫差過大出現(xiàn)裂縫?，F(xiàn)對(duì)碾壓混凝土重力壩的溫度和應(yīng)力情況進(jìn)行分析，總結(jié)裂縫產(chǎn)生的原因。

2.1 溫度監(jiān)測(cè)布置

在壩 0+91.598 剖面，分別在 892.50 m、913.00 m、940.00 m高程上布置溫度計(jì)3支、3支、2支，共8支。

在壩 0+134.098 剖面，分別在 892.50 m、913.00 m、940.00 m高程上布置溫度計(jì)3支、3支、2支，共8支。

在壩 0+171.755 剖面，分別在 892.50 m、913.00 m、940.00 m高程上布置溫度計(jì)3支、3支、2支，共8支。

溫度計(jì)共計(jì)24支，其中892.50 m高程溫度計(jì)用于監(jiān)測(cè)新壩體壩基混凝土溫度，913.00 m高程的溫度計(jì)用于監(jiān)測(cè)壩體溫度;940.00 m高程溫度計(jì)用以監(jiān)測(cè)壩體溫度及庫(kù)水溫度，以便了解壩體內(nèi)溫度場(chǎng)的變化情況，繪制等溫過程線。

2.2 應(yīng)力監(jiān)測(cè)布置

在壩 0+75.657 剖面，分別在 898.00 m、906.00 m、921.50 m、929.00 m高程錨桿中布置鋼筋計(jì)1支、1支、1支、1支，共4支，對(duì)錨桿應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

在壩 0+113.091 剖面，分別在 898.00 m、906.00 m 高程錨桿中布置鋼筋計(jì)1支、1支，共2支，對(duì)錨桿應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

在壩 0+134.098 m 剖面，分別在 898.00 m、906.00 m、921.50 m、929.00 m高程錨桿中布置鋼筋計(jì)1支、1支、1支、1支，共4支，對(duì)錨桿應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

在壩 0+155.101 剖面，分別在 898.00 m、906.00 m 高程錨桿中布置鋼筋計(jì)1支、1支，共2支，對(duì)錨桿應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

在壩 0+182.746 m 剖面，分別在 898.00 m、906.00 m、921.50 m、929.00 m 高程錨桿中布置鋼筋計(jì)1支、1支、1支、1支，共4支，對(duì)錨桿應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

重力壩內(nèi)能夠持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間的高溫，當(dāng)處于低溫或寒潮時(shí)節(jié)時(shí)，內(nèi)外溫度差就會(huì)導(dǎo)致重力壩產(chǎn)生裂縫［3］。目前碾壓混凝土重力壩出現(xiàn)溫度裂縫的主要原因是內(nèi)外溫差效應(yīng)。從另一種角度來講，施工倉(cāng)面較大，上下層混凝土間的約束較強(qiáng)，所以當(dāng)施工有較長(zhǎng)時(shí)間間隔時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)重視上下溫差，這是重力壩防裂的重要因素。所以相關(guān)人員應(yīng)將碾壓混凝土重力壩施工過程中的內(nèi)外溫差和上下溫差當(dāng)作主要控制的重要因素。下表為重力壩的檢測(cè)項(xiàng)目匯總。

表1 重力壩監(jiān)測(cè)項(xiàng)目匯總表

3 溫控防裂措施分析

施工人員溫度和應(yīng)力的調(diào)控過程中發(fā)現(xiàn)，采用碾壓混凝土能夠大幅簡(jiǎn)化溫控措施，控制較好的情況下，可以不采用專門的溫控措施，只要保證施工不受到高溫季節(jié)影響，進(jìn)行自然澆筑。從實(shí)際工程的情況來看，碾壓混凝土在施工過程中，若缺乏有效的溫控措施，就會(huì)導(dǎo)致溫度裂縫。在一般情況狹隘，相關(guān)人員可以通過控制澆筑溫度、通水冷卻和表面保溫等方式，控制施工溫度。針對(duì)碾壓混凝土重力壩，可以適當(dāng)簡(jiǎn)化澆筑溫度的控制措施，強(qiáng)化內(nèi)外溫差的保溫等情況。

3.1 優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)

施工人員應(yīng)選用水化熱較低的水泥，并合理選取適量的摻和料和外加劑，在這個(gè)過程中，應(yīng)保證混凝土的配比，從而降低混凝土的絕熱溫升，達(dá)到提高混凝土抗裂能力的目的。在原料配制中，要嚴(yán)格控制混凝土的骨料含水量，并為成品料設(shè)置涼棚，盡量提高成品料倉(cāng)堆料的高度，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化，保證混凝土質(zhì)量。

3.2 嚴(yán)格控制混凝土溫度

相關(guān)人員應(yīng)嚴(yán)格控制控制混凝土的機(jī)口溫度，并保證根據(jù)季節(jié)不同，適當(dāng)調(diào)整機(jī)口溫度，從而滿足澆筑溫度的相關(guān)要求。施工人員應(yīng)采取有效措施減少混凝土在澆筑過程中的溫度回升，快速進(jìn)行入倉(cāng)、平倉(cāng)和碾壓。在高溫季節(jié)的陽光直射下，相關(guān)人員應(yīng)在汽車頂部或負(fù)壓溜槽上設(shè)置防曬裝置，避免其對(duì)混凝土造成不利影響。混凝土的溫度控制還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土的隔熱保溫，尤其是高溫季節(jié)碾壓后，混凝土面和已鋪攤的路面，應(yīng)在1h內(nèi)完成碾壓工作，并采取有效的保溫措施，降低溫度回升的可能性。

施工人員應(yīng)盡量不在高溫時(shí)段入倉(cāng)混凝土，最好在低溫季節(jié)或早晚時(shí)段，此時(shí)溫度較低，澆筑混凝土具有較好的效果。如果在高溫季節(jié)澆筑混凝土，應(yīng)在混凝土澆筑面進(jìn)行噴霧或流水，然后從上層開始澆筑［4］。在施工過程中，應(yīng)鋪設(shè)冷卻水管，采取通水冷卻的方式，降低混凝土的溫度。施工人員應(yīng)嚴(yán)格限制混凝土的澆筑層厚和間歇期。

常態(tài)混凝土為強(qiáng)約束去，澆筑層厚一般為1.5 m，間歇6 d左右;脫離強(qiáng)約束去，澆筑層厚為1.5～3 m，間歇時(shí)間為8、9天左右。碾壓混凝土:強(qiáng)約束區(qū)，應(yīng)在每鋪層碾壓壓實(shí)厚度0.4 m，并連續(xù)碾壓5層到10層左右，共為2～4 m厚，然后間歇6 d左右;脫離強(qiáng)約束區(qū)，每鋪層碾壓壓實(shí)厚度0.4 m，并連續(xù)碾壓10層到20層左右，共為4～8 m厚，然后間歇6 d左右。

3.3 混凝土的養(yǎng)護(hù)和表面保護(hù)

相關(guān)人員應(yīng)做好混凝土的表面養(yǎng)護(hù)，其養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能少于28 d，應(yīng)注意上部覆蓋的混凝土，避免其能夠進(jìn)行干濕交替養(yǎng)護(hù)。如果施工過程中，氣溫驟降或在低溫季節(jié)，應(yīng)加大對(duì)混凝土表面的保護(hù)，并在新澆筑混凝土拆模后立即覆蓋一定體積的泡沫塑料保溫被，從而防止混凝土溫度的大幅變化。相關(guān)人員應(yīng)確保材料緊貼地面，在氣溫變化較大的季節(jié)，適當(dāng)推遲拆模時(shí)間，然后立即覆蓋相應(yīng)的保溫材料。在這個(gè)過程中，要循環(huán)使用保護(hù)材料，保證材料清潔干燥，從而避免保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)降低。

3.4 加強(qiáng)施工管理

相關(guān)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土的拌和運(yùn)輸?shù)目刂乒芾?，?yán)格保證混凝土的強(qiáng)度合格率，保證其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到相關(guān)要求。施工人員還要遵守雨天和大風(fēng)天的停工規(guī)定。

4 結(jié)語

通過上文對(duì)碾壓混凝土重力壩的溫控防裂措施分析，可以得知，防止混凝土重力壩出現(xiàn)裂縫是人們重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，相關(guān)人員應(yīng)明確混凝土出現(xiàn)裂縫的原因，采取有效的防范措施，提高混凝土重力壩的質(zhì)量。

［1］徐恒，何蘊(yùn)龍.嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土壩溫控防裂中期通水影響因素分析［J］.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版).2014(6):125－126.

［2］李松輝，張湘濤，張國(guó)新，等.高混凝土重力壩關(guān)鍵部位溫控防裂研究［J］.水力發(fā)電學(xué)報(bào).2013(3):154－155.

［3］錢波，宋銘明.某碾壓混凝土重力壩溫控方案優(yōu)化研究［J］.長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào).2013(10):164－165.

［4］周史宏，李秀英.樂昌峽碾壓混凝土重力壩的溫控實(shí)踐與應(yīng)用［J］.廣東水利水電.2012(1):187－188.

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2015－04－01

蘇軼(1966－)，女，遼寧康平人，高級(jí)工程師，主要從事項(xiàng)目技術(shù)質(zhì)量管理、生產(chǎn)協(xié)調(diào)等工作。