趙光龍，李國(guó)林，李曉松，李云飛，李亞周，浦 銳

淵云南建投第一水利水電建設(shè)有限公司袁650217袁昆明冤

云南省迪慶州小中甸水利樞紐工程區(qū)位于海拔3237m以上，流域內(nèi)地勢(shì)高低懸殊，高山積雪終年不化。上游氣候嚴(yán)寒，據(jù)氣象站資料，年平均氣溫為5.4℃，最低氣溫為-25.4℃，最高氣溫為25.1℃，最低月平均氣溫為-2.4℃。下游河谷地區(qū)，春秋兩季氣候溫和，夏季炎熱，冬季不積雪，最高氣溫可達(dá)30℃以上，最低氣溫約-15℃左右。大壩混凝土要求滿(mǎn)足強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍、抗浸蝕、抗沖刷、抗熱、抗裂等性能的要求。由于本工程項(xiàng)目地處高海拔高寒地區(qū)，有效施工時(shí)段較短，在工期緊張的情況下采取了低溫季節(jié)施工措施，實(shí)施過(guò)程中通過(guò)不斷地分析總結(jié)，提出了一些技術(shù)改進(jìn)措施，取得了良好的效果。

一、低溫季節(jié)施工技術(shù)要求

本工程地處高海拔嚴(yán)寒地區(qū)，混凝土施工期為每年3月—11月，每年12月—次年2月停止混凝土澆筑施工。2013年氣溫較往年相對(duì)偏低，即11月份最低氣溫達(dá)-13℃，白天最高溫度達(dá)20℃，對(duì)混凝土施工造成了極大的影響。根據(jù)要求，需要開(kāi)展低溫季節(jié)施工，為保障混凝土澆筑質(zhì)量，分析提出了主要控制技術(shù)要點(diǎn)：嚴(yán)寒地區(qū)混凝土施工“蓄熱法不宜低于5℃”，考慮運(yùn)輸損失，本工程設(shè)計(jì)提出出機(jī)口混凝土溫度不低于15℃、澆筑溫度不低于5℃、老混凝土表面（倉(cāng)面）溫度不低于3℃、拆模養(yǎng)護(hù)溫度保證、養(yǎng)護(hù)持續(xù)時(shí)間等要點(diǎn)進(jìn)行控制。

二、高海拔地區(qū)低溫季節(jié)大體積混凝土施工措施

1.混凝土出機(jī)口溫度保證措施

（1）拌和用水溫度控制

結(jié)合工程本地白天氣溫較高、夜間氣溫較低的天氣情況，原則上計(jì)劃施工時(shí)段為白天時(shí)段。依據(jù)實(shí)測(cè)溫度較高的情況下混凝土澆筑過(guò)程中不必對(duì)拌和用水進(jìn)行加熱，拌和供水系統(tǒng)布置加熱鍋爐及水箱，水箱采用粘貼2層保溫泡沫板對(duì)整個(gè)水箱進(jìn)行保溫。水溫較低時(shí)采用鍋爐對(duì)拌和用水加熱的施工措施。具體為：當(dāng)混凝土出機(jī)口混凝土溫度低于15℃時(shí)啟用拌和用水加熱系統(tǒng)對(duì)拌和水進(jìn)行加熱，加熱后水溫控制在65～85℃。在拌和站嚴(yán)格控制出機(jī)口溫度并將混凝土出機(jī)口溫度控制在15℃以上，確?；炷翝仓囟却笥?℃。

拌和用水溫度根據(jù)以下公式結(jié)合實(shí)測(cè)砂石料溫度、外界溫度及入倉(cāng)溫度確定。

式中，T0為混凝土出機(jī)溫度，℃；Tp為混凝土出機(jī)溫度，℃；Ta為混凝土出機(jī)溫度，℃。茲為溫度損失系數(shù)其值取決于各種倒運(yùn)次數(shù)、運(yùn)輸距離和保溫條件。在一般情況下裝卸倒運(yùn)一次茲=0.032 t，t為澆筑時(shí)間。

式中，t混為混凝土混合材料混合溫度，℃；t口為混凝土出機(jī)口溫度，℃；t內(nèi)為拌和樓或攪拌站內(nèi)氣溫，℃；茲為溫度損失系數(shù)。

混凝土拌和材料實(shí)際混合溫度t混可用熱平衡原理計(jì)算。

根據(jù)實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)氣溫并確定施工時(shí)段為上午10時(shí)至22時(shí)。據(jù)實(shí)測(cè)并統(tǒng)計(jì)：此時(shí)段拌和站室內(nèi)溫度為5～-5℃；砂的溫度范圍在3～5℃；碎石的溫度范圍在1～5℃；粉煤灰、水泥溫度為8℃；砂含水率為2%，碎石含水率為0%；通過(guò)經(jīng)濟(jì)對(duì)比設(shè)定混凝土拌和用水溫度范圍 65～85℃；以C9015W4F50混凝土為例進(jìn)行混合料溫度計(jì)算，配合比用量見(jiàn)表1；計(jì)算得到各種溫度參數(shù)見(jiàn)表2。

表1 配合比材料用量 單位：kg

表2 各種溫度參數(shù) 單位：℃

通過(guò)分析計(jì)算，按照施工區(qū)溫度條件統(tǒng)計(jì)及經(jīng)濟(jì)比選，在介于溫度條件1和溫度條件2的施工條件下，控制拌和用水水溫在65～85℃能滿(mǎn)足保證混凝土出機(jī)口溫度達(dá)到15℃以上，考慮運(yùn)輸過(guò)程損失，混凝土澆筑溫度實(shí)測(cè)大于8℃，符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)供熱措施方案經(jīng)濟(jì)合理。

（2）砂石料

在堆存砂石料過(guò)程中采用集中分倉(cāng)堆存，堆存厚度不低于5m，通過(guò)增加料堆厚度達(dá)到砂石料保溫的效果。在開(kāi)盤(pán)澆筑前將表面結(jié)冰結(jié)塊的砂石料清除并實(shí)測(cè)砂石骨料溫度確定拌和用水溫度后方能開(kāi)盤(pán)澆筑。

（3）抽水管路防止結(jié)冰措施

夜間溫度較低，抽水管路早晚處于冰凍狀態(tài)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件采取增加一套抽水管路設(shè)施，為避免管路內(nèi)水產(chǎn)生冰凍，每天晚上降溫前對(duì)增加的水泵與管路接頭進(jìn)行拆除，讓其管路內(nèi)水流干，次日進(jìn)行管路安裝抽水供拌和站使用，確保在澆筑時(shí)能正常供水。

2.混凝土運(yùn)輸保溫措施

根據(jù)本工程兩套拌和系統(tǒng)45 m3/h的生產(chǎn)能力計(jì)算，混凝土運(yùn)輸車(chē)輛7.5 m3/車(chē)，為避免混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中溫度損失，配備足夠的混凝土運(yùn)輸車(chē)輛，保證及時(shí)運(yùn)輸至倉(cāng)面進(jìn)行澆筑。本工程混凝土運(yùn)輸距離較近，混凝土能及時(shí)運(yùn)輸至倉(cāng)面澆筑，運(yùn)輸過(guò)程中混凝土溫度損失不大，到倉(cāng)面實(shí)測(cè)溫度大于8℃，符合澆筑要求。

3.混凝土澆筑倉(cāng)面保溫措施

（1）倉(cāng)面清掃準(zhǔn)備

根據(jù)實(shí)際情況用水沖洗倉(cāng)面作好準(zhǔn)備工作，倉(cāng)面積水不可避免地在倉(cāng)面結(jié)冰無(wú)法澆筑。為此，倉(cāng)面沖洗采取高壓水沖洗后及時(shí)用空壓機(jī)將倉(cāng)面積水吹干，具備高壓風(fēng)清理的倉(cāng)面直接采用高壓風(fēng)進(jìn)行清理備倉(cāng)，并在澆筑前對(duì)有冰塊部位提前2小時(shí)采取火爐局部生火提高混凝土表面溫度使老混凝土溫度升至正常溫度，滿(mǎn)足澆筑條件。

（2）暖棚搭設(shè)措施

混凝土澆筑完成應(yīng)及時(shí)采取保溫措施，本工程采用簡(jiǎn)易暖棚對(duì)新澆混凝土進(jìn)行保溫。根據(jù)工程實(shí)際在澆筑完成后快速進(jìn)入混凝土保溫程序，以方便安裝拆卸、經(jīng)濟(jì)合理為原則，暖棚主要采用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備材料拼裝搭設(shè)，主要材料為Φ40鋼管、1.2 m高的油桶以及厚塑料布。以1.2 m高油桶作為立柱，間排距為5 m，采用Φ40鋼管作為橫梁固定于油桶上，在頂面及四周用厚塑料布封閉。

4.混凝土保溫

（1）混凝土澆筑過(guò)程中保溫

在澆筑過(guò)程中，澆筑好一段后及時(shí)采用泡沫保溫板覆蓋，覆蓋保溫板的同時(shí)搭設(shè)臨時(shí)暖棚架，在澆筑完成后用三防布對(duì)臨時(shí)暖棚架進(jìn)行封閉。

（2）澆筑好混凝土的保溫養(yǎng)護(hù)措施

混凝土澆筑后采用雙層泡沫保溫板覆蓋，并搭設(shè)臨時(shí)暖棚，白天由于氣溫較溫和，不單獨(dú)采取措施提供熱源，夜間對(duì)完成澆筑的混凝土在暖棚內(nèi)主要采用2 kW電爐進(jìn)行升溫，每200 m2的倉(cāng)面配備電爐15～20只。為防止停電等意外情況發(fā)生，配備碳火爐及焦炭作為備用升溫措施，炭火爐上覆蓋鋼板。在暖棚內(nèi)設(shè)置3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)監(jiān)測(cè)棚內(nèi)溫度，暖棚內(nèi)溫度控制在5～10℃，電爐或火爐開(kāi)啟數(shù)量根據(jù)棚內(nèi)溫度確定。在晚間模板四周用碘鎢燈進(jìn)行加熱保溫，按每3 m碘鎢燈數(shù)量控制在1盞的密度來(lái)確定。對(duì)暖棚內(nèi)加熱保溫持續(xù)時(shí)間不少于5天或根據(jù)規(guī)范要求大體積混凝土允許受凍強(qiáng)度不應(yīng)低于7.0 MPa控制。

5.拆模后混凝土保溫措施

①考慮到模板對(duì)混凝土表面有一定的保溫作用，同時(shí)混凝土自身水化熱與外界溫差較大，特別是高海拔低溫季節(jié)時(shí)段把握好拆模時(shí)機(jī)尤為關(guān)鍵?；炷敛鹉r(shí)，混凝土與外界的溫差應(yīng)不超過(guò)25℃，最好在一天溫度最高的13～15℃時(shí)，同時(shí)要加強(qiáng)保溫措施，并做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作（養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作）。 低溫季節(jié)養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜的溫度，以便控制混凝土內(nèi)表溫差，促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的正常發(fā)展及防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。根據(jù)工程的具體情況，應(yīng)盡可能多養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間，拆模后立即回土或覆蓋保溫板保護(hù)，同時(shí)預(yù)防近期驟冷氣候影響，以控制內(nèi)表溫差，防止混凝土早期和中期裂縫。大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)，不僅要滿(mǎn)足強(qiáng)度增長(zhǎng)的需要，還應(yīng)通過(guò)人工的溫度控制，防止因溫度變化引起混凝土開(kāi)裂。

②對(duì)于混凝土的永久外露面，拆模后應(yīng)立即設(shè)永久保溫，必要情況下過(guò)冬后繼續(xù)施工時(shí)拆模。廊道洞口及孔洞結(jié)構(gòu)的孔口在低溫季節(jié)予以封閉，防止空氣對(duì)流。本工程采用30 mm厚聚苯乙烯泡沫保溫板防護(hù)，外保溫材料選擇時(shí)應(yīng)注意不吸水、不透水、不透風(fēng)、阻燃性較好、方便裁剪、無(wú)毒無(wú)害、不易粉化等性能指標(biāo)。

③保溫層揭開(kāi)應(yīng)滿(mǎn)足:日平均氣溫不小于3℃、遇氣溫驟降或有降雪天氣揭開(kāi)時(shí)間應(yīng)適當(dāng)推遲。

④為了保證混凝土保溫養(yǎng)護(hù)措施有效實(shí)施應(yīng)成立專(zhuān)業(yè)保溫養(yǎng)護(hù)班組，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)保溫工作。項(xiàng)目部還成立領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)落實(shí)檢查保溫養(yǎng)護(hù)工作的落實(shí)，并要求施工期間做好溫度觀測(cè)和記錄。

混凝土施工質(zhì)量的好壞是影響工程優(yōu)劣的關(guān)健環(huán)節(jié)，因此在本工程高海拔低溫季節(jié)施工混凝土質(zhì)量控制成為該時(shí)段施工的重點(diǎn)，在施工過(guò)程中對(duì)混凝土澆筑關(guān)鍵工序（原材料溫度控制、混凝土拌制、運(yùn)輸、入倉(cāng)、平倉(cāng)、振搗、保溫養(yǎng)護(hù)）進(jìn)行跟蹤檢查，對(duì)施工過(guò)程中遇到的情況及時(shí)協(xié)調(diào)解決，確?；炷潦┕さ恼麄€(gè)過(guò)程處于可控狀態(tài)。

三、低溫季節(jié)施工質(zhì)量控制

在高海拔高寒地區(qū)，結(jié)構(gòu)物混凝土除了應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度、抗裂、抗?jié)B等要求外，對(duì)抗凍性能要求也很高。在滿(mǎn)足工期的情況下采取有效的低溫季節(jié)施工措施是保證混凝土性能指標(biāo)及結(jié)構(gòu)物質(zhì)量達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。實(shí)施過(guò)程中通過(guò)試驗(yàn)、分析、總結(jié)等方法控制措施的有效實(shí)施，并對(duì)單元結(jié)構(gòu)物增加現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行同等條件下養(yǎng)護(hù)試驗(yàn)，對(duì)混凝土試件7天、28天、90天性能進(jìn)行試驗(yàn)，表明7天強(qiáng)度指標(biāo)稍微偏低，最終28天、90天指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。 ■