遲國軍

(中國葛洲壩集團(tuán)第六工程有限公司，云南昆明 650000)

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西藏高寒地區(qū)大壩混凝土冬期施工及質(zhì)量控制

遲國軍

(中國葛洲壩集團(tuán)第六工程有限公司，云南昆明 650000)

【摘要】文章通過西藏地區(qū)已經(jīng)建成的藏木水電站大壩混凝土冬期施工的技術(shù)方案進(jìn)行整合與分析，得出較為完善的在冬期進(jìn)行大壩混凝土施工的技術(shù)及質(zhì)量控制措施，為以后的大壩混凝土工程冬期施工及質(zhì)量控制提供經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】高寒地區(qū)；大壩混凝土；冬期施工；質(zhì)量控制

1工程概況

藏木水電站位于西藏自治區(qū)山南地區(qū)加查縣境內(nèi)，是雅魯藏布江干流中游桑日～加查峽谷段5級(jí)電站的第4級(jí)，上游銜接街需電站，下游為加查電站。壩址距山南～林芝的省道S306線約7 km，距加查縣城約17 km。加查縣城距山南地區(qū)行署澤當(dāng)鎮(zhèn)約140 km，距拉薩約325 km，對(duì)外交通較方便。工程為二等大(2)型工程，開發(fā)任務(wù)為發(fā)電，無航運(yùn)、漂木、防洪、灌溉等綜合利用要求。樞紐布置格局為重力壩+壩后式廠房，由左、右岸擋水壩段、溢流壩段、廠房壩段、沖砂底孔壩段、壩后式地面廠房、消力池和海漫等組成。

2西藏高寒地區(qū)氣候與及筑壩材料特點(diǎn)

2.1西藏地區(qū)氣候特點(diǎn)

西藏地區(qū)由于海拔較高，其氣候較之于內(nèi)地條件惡劣，而且西藏地區(qū)的日常溫度偏低、晝夜溫差較大。經(jīng)過調(diào)查，西藏地區(qū)的氣候特征為：(1)氣溫隨著海拔的升高而降低，一年內(nèi)溫度在零度以上的天數(shù)不到120 d。另外，大多數(shù)河流冬季的冰凍期為三個(gè)月。(2)西藏地區(qū)的氣溫較差，河道的水溫隨著海拔的升高而降低。(3)西藏地區(qū)的海拔較高，太陽輻射較大。隨海拔升高的同時(shí)，晝夜的溫差也在變高。(4)在我國一般地區(qū)建設(shè)的水電站中，水電站運(yùn)行期上游的水溫要比該地區(qū)的年平均氣溫低，但是在西藏這種高海拔的地區(qū)卻完全相反。(5)一般水電站大壩穩(wěn)定溫度場(chǎng)分布是從上游到下游由低到高分布，但是在高海拔地區(qū)，大壩的穩(wěn)定溫度場(chǎng)有可能是從上游到下游由高到低分布。

2.2筑壩材料特點(diǎn)

在高海拔的地區(qū)，要想長期保持混凝土的性能，那么在滿足強(qiáng)度等級(jí)的基礎(chǔ)上，就要提高混凝土的抗凍性能和抗?jié)B性能。所以，與一般地區(qū)的筑壩材料相比，西藏高寒地區(qū)的混凝土有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：(1)混凝土的抗凍與抗?jié)B的級(jí)別要大幅度的提高。(2)混凝土配合比用水量減少，水膠比較小，一般不超過0.5。(3)膠凝材料的用量相對(duì)來說比較高，水化熱絕熱溫升值較高。(4)混凝土早期強(qiáng)度的發(fā)展在相同條件下比一般地區(qū)慢。

3西藏高寒地區(qū)大壩混凝土冬期施工技術(shù)

3.1基礎(chǔ)施工技術(shù)

目前我國混凝土冬期澆筑施工根據(jù)原理不同，可以分為三類：(1)提高混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度，使混凝土可以在正常溫度下硬化。這類施工方法具體包括電加熱法、暖棚法和蒸汽法，適用于施工環(huán)境溫度在-25℃～0℃的情況。(2)冬期冷法施工，添加適量的防凍劑就可以使混凝土在0℃以下進(jìn)行硬化。這類施工方法中最常用的是負(fù)溫養(yǎng)護(hù)法，施工環(huán)境在-15℃以下的情況可以選擇該方法。(3)可以提高混凝土入模時(shí)的溫度。這類方法在高寒地區(qū)澆筑混凝土?xí)r比較常用，具體包括蓄熱法、綜合蓄熱法和廣義綜合蓄熱法，它們分別適用于-5℃、-15℃、-25 ℃的情況。藏木水電站工程結(jié)合上述施工技術(shù)，根據(jù)本工程所在地氣候特點(diǎn)采用蓄熱法施工，預(yù)熱骨料提高混凝土出機(jī)口溫度，倉內(nèi)備有加熱毯、保溫被減緩混凝土溫度降低速度，采用暖風(fēng)機(jī)提高倉內(nèi)澆筑溫度等措施。

3.2溫控措施

溫度是影響混凝土硬度的因素之一，因此，溫度是保證混凝土在高寒地區(qū)澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵影響因素。混凝土在冬期澆筑中，根據(jù)藏木工程具體的施工氣候條件、工程的規(guī)模、工期的要求來選擇合理的施工方法。經(jīng)過研究,控制好澆筑混凝土的質(zhì)量可以采取以下幾個(gè)措施:(1)控制混凝土運(yùn)輸過程中的溫度。在水利工程施工中，一般要求混凝土到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)的溫度不得低于10℃，進(jìn)倉溫度不低于5℃，對(duì)此，一般對(duì)混凝土運(yùn)輸車采取保溫處理。(2)保證混凝土在澆筑過程中的溫度控制?；炷猎诙谶M(jìn)行澆筑時(shí)，可以通過調(diào)控澆筑溫度與時(shí)間來調(diào)整澆筑時(shí)間，如當(dāng)日平均氣溫低于-10℃時(shí)，應(yīng)停止混凝土的澆筑；若瞬時(shí)氣溫低于-10℃時(shí)，可以錯(cuò)開該時(shí)段進(jìn)行澆筑。(3)嚴(yán)格控制混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)溫度。因?yàn)榛炷猎跐仓?，在一定的時(shí)間內(nèi)需要對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以此來提高混凝土的強(qiáng)度。在一般施工條件下，常常采取灑水的養(yǎng)護(hù)手段，但是這一方法在高寒地區(qū)無法實(shí)施。結(jié)合藏木工程的實(shí)際，采取在澆筑完成的混凝土表面鋪設(shè)一層塑料薄膜+保溫被的方法來保持溫度和濕度。

3.3質(zhì)量控制措施

在冬期進(jìn)行大體積混凝土澆筑時(shí)要特別注意其澆筑質(zhì)量，可以從冬期施工混凝土澆筑環(huán)節(jié)進(jìn)行預(yù)防。

3.3.1準(zhǔn)備階段質(zhì)量控制

在進(jìn)行倉位驗(yàn)收時(shí)除具備正常驗(yàn)收條件外應(yīng)確保倉內(nèi)處于無水狀態(tài)，冬期施工氣溫較低，倉內(nèi)積水會(huì)導(dǎo)致結(jié)冰，為此采用噴燈、碘鎢燈等器具進(jìn)行烘烤，以確保倉內(nèi)干燥。如遇雪天施工，應(yīng)在驗(yàn)收前派專人進(jìn)行清理積雪、冰碴，確保入倉混凝土無此雜物。澆筑前應(yīng)采用電熱毯對(duì)待澆區(qū)域預(yù)熱，驗(yàn)收通過后，倉內(nèi)暖風(fēng)機(jī)應(yīng)處于開啟狀態(tài)從而提高混凝土澆筑時(shí)周邊的環(huán)境溫度。倉內(nèi)鋼模板外側(cè)框格內(nèi)粘貼5 cm厚的聚苯乙烯泡沫板，澆筑時(shí)內(nèi)貼3 cm厚的聚苯乙烯泡沫板用以保溫。

3.3.2澆筑過程中質(zhì)量控制

(1)混凝土水平運(yùn)輸主要采用自卸汽車進(jìn)行運(yùn)輸，自卸車車廂采用導(dǎo)熱系數(shù)≤0.03 W/(m·K)、5 cm厚的聚苯乙烯泡沫板粘貼，車廂蓋板采用粘貼有5 cm厚聚苯乙烯泡沫板的全自動(dòng)液壓系統(tǒng)蓋板封蓋，保溫材料外再用0.4 mm厚的彩鋼板保護(hù)。混凝土運(yùn)輸過程中減少倒運(yùn)次數(shù)，避免混凝土受凍和減少熱量損失?；炷链怪边\(yùn)輸主要分為纜機(jī)和皮帶機(jī)運(yùn)輸。吊罐的外保溫采用2層2.5 cm厚的橡塑海綿保溫材料包裹，膠水粘貼固定，以盡量減少熱量損失。從混凝土運(yùn)輸途徑及方式上控制混凝土出機(jī)口溫度損失，從而保證混凝土入模時(shí)的最低溫度。

(2)最低氣溫在-5℃以上時(shí)采用平鋪法澆筑，每坯層厚50 cm，從上游往下游或從下游往上游推進(jìn)，機(jī)械平倉振搗。平倉振搗過后，及時(shí)覆蓋保溫卷材。最低氣溫在-8℃以上時(shí)采用大臺(tái)階法澆筑，臺(tái)階寬度4～5 m，高50 cm，從上游往下游推進(jìn)，澆筑順序?yàn)閺挠覀?cè)往左側(cè)澆筑，至左側(cè)后，再從左側(cè)往右側(cè)澆筑，如此“蛇形”前進(jìn)，減少保溫材料覆蓋與揭開的頻率。大臺(tái)階法采用人工平倉，振搗機(jī)振搗。平倉振搗過后，及時(shí)覆蓋保溫卷材。

(3)澆筑過程中要時(shí)常檢查入倉混凝土澆筑質(zhì)量。如遇發(fā)生凍脹現(xiàn)象的混凝土必須及時(shí)鑿除且清出倉外，該區(qū)域混凝土應(yīng)重新澆筑以保證混凝土強(qiáng)度。

3.3.3澆筑完成后質(zhì)量控制

(1)混凝土收倉后，馬上在收倉面上覆蓋3 cm厚的保溫被，保溫被搭接10 cm。選取正溫時(shí)段，對(duì)收倉面進(jìn)行沖毛處理。沖毛結(jié)束后，覆蓋0.1 mm厚的塑料薄膜和3 cm厚的保溫被，保溫被搭接10 cm，減少水分散失，防止冷風(fēng)倒灌，避免降低混凝土澆筑溫度。保溫被上部采用鋼筋條壓住，防止刮風(fēng)吹起。同時(shí)，要求在下一倉混凝土澆筑前，不得隨意挪動(dòng)保溫被。

(2)模板外部掛保溫卷材，待模板提升后，將保溫卷材用木條壓緊；拆模后，內(nèi)貼閉孔泡沫板留在混凝土面上。大壩縱縫面保溫用3 cm保溫卷材覆蓋保溫，并利用木條壓緊。

4結(jié)束語

在冬期進(jìn)行大體積混凝土的澆筑，是施工單位面臨的一個(gè)比較復(fù)雜的問題。它實(shí)施起來工序較多，而且操作難度比較大，過程中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)都會(huì)造成混凝土澆筑質(zhì)量的損壞。通過對(duì)近幾年的高寒地區(qū)，特別是藏木電站的大體積混凝土澆筑工程建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，為以后在高寒地區(qū)進(jìn)行大體積混凝土澆筑提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]周建平. 水工設(shè)計(jì)手冊(cè)：第5卷 混凝土壩[M]. 北京：中國水利水電出版社，2011.

[2]胡平，楊萍，吳志朋，等. 環(huán)境溫度條件對(duì)混凝土壩長期運(yùn)行的影響[J]. 水利水電技術(shù)，2012，43(9)：26-29 .

[3]閻興華.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京:科學(xué)出版社,2005.

[作者簡介]遲國軍(1987～)，男，學(xué)士，助理工程師，主要從事水利水電施工技術(shù)管理。

【中圖分類號(hào)】TU755.8

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

[定稿日期]2015-11-17