梁朝猛

摘 要：為防止大壩碾壓混凝土澆筑出現(xiàn)有害性裂縫，采取優(yōu)化混凝土配合比、降低入倉(cāng)溫度、通水冷卻等溫控措施，可確保碾壓混凝土澆筑全過程具有良好的溫控條件，使碾壓混凝土施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，推動(dòng)工程高效優(yōu)質(zhì)地完成。

關(guān)鍵詞：水利水電工程;碾壓混凝土;溫度控制;溫差

中圖分類號(hào)：TV544 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）14-0089-03

Discussion on Casting Temperature Control Measures for

Roller Compacted Concrete of Dam

LIANG Chaomeng

（Anshun Agricultural Development Co.， Ltd.，Anshun Guizhou 551000）

Abstract： In order to prevent harmful cracks during pouring process of dam roller compacted concrete， the temperature control measures such as optimizing the concrete mix ratio， reducing the temperature of the warehousing， inputting cool water and other temperature construction supervision system has been introduced which can ensure the whole construction process has good temperature during roller compacted concrete pouring， and the construction quality of RCC can meet the design requirements. The efficient and high-quality construction of the project has been promoted.

Keywords： water conservancy and hydropower engineering;roller compacted concrete;temperature control;temperature difference

西南地區(qū)水電站或水庫(kù)工程大多地處云貴高原，項(xiàng)目區(qū)海拔高，不僅晝夜溫差較大，光照較強(qiáng)烈，且多風(fēng)、蒸發(fā)量較大，極端高溫氣溫與極端低溫氣溫相差50℃左右，尤其是春季易受寒潮影響，降溫較為頻繁，對(duì)混凝土溫控防裂影響非常大[1，2]。因此，在大壩碾壓混凝土澆筑過程中，根據(jù)項(xiàng)目區(qū)工程地質(zhì)、水文氣象等條件，結(jié)合碾壓混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)，精心組織安排和嚴(yán)格進(jìn)行科學(xué)施工管理，采取有針對(duì)性的溫控防裂措施，確保大壩碾壓混凝土澆筑具有較高的施工質(zhì)量水平，保證大壩建設(shè)期和后期運(yùn)營(yíng)安全，具有非常重要的工程實(shí)踐應(yīng)用意義。

1 大壩碾壓混凝土澆筑技術(shù)難題

西南地區(qū)修建的水電站或水庫(kù)工程，通常具有工程規(guī)模大、水文地質(zhì)條件復(fù)雜、施工技術(shù)難度高和交叉施工作業(yè)點(diǎn)面多、干擾突出等特點(diǎn)[3]。在具體施工中，大壩碾壓混凝土澆筑面臨以下難題。

第一，碾壓混凝土壩，通常具有壩高較高、澆筑混凝土方量大、施工工期緊張、高程上升速度快、持續(xù)周期長(zhǎng)和混凝土強(qiáng)度較大等特點(diǎn)。為確?；炷翝仓哂休^高的質(zhì)量水平，需要科學(xué)規(guī)劃混凝土施工工藝、混凝土層面結(jié)合處理措施和大體積混凝土溫控及防裂措施。另外，綠色建筑施工要求水利水電工程在施工中滿足環(huán)保、安全文明施工等指標(biāo)。

第二，西南地區(qū)修建的水利水電工程，流域內(nèi)河谷狹窄，山嶺地勢(shì)高差較大，項(xiàng)目區(qū)立體氣候變化較為明顯。加上汛期持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，一些工程需要趕在汛期前澆筑。在工期緊張、大體積混凝土澆筑和汛期洪水的冷擊作用下，澆筑好的混凝土容易產(chǎn)生裂縫。為了避免混凝土在澆筑過程中產(chǎn)生裂縫，必須結(jié)合工程實(shí)際采取有效的綜合溫控防裂措施。

第三，絕大多數(shù)水利水電工程的規(guī)模較大，水文地質(zhì)條件較差，加上汛期過洪水的需要，導(dǎo)致混凝土澆筑工期安排得十分緊湊，交叉施工干擾問題突出[4]。由此，要對(duì)工程施工進(jìn)行嚴(yán)格管理，同時(shí)制定科學(xué)的溫控防裂措施，確保工程高效優(yōu)質(zhì)地完成。

第四，混凝土入倉(cāng)難度較大。高山峽谷，工程地勢(shì)險(xiǎn)要，給工程施工組織和施工布置提出了較高的要求，加上施工工期緊張，這就要求碾壓混凝土施工工藝進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)，確保采取科學(xué)合理的碾壓混凝土入倉(cāng)工藝，快速有效地推進(jìn)碾壓混凝土高效優(yōu)質(zhì)施工，避免溫控措施不當(dāng)導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生，影響工程施工質(zhì)量。

第五，受西南地區(qū)特殊地形地貌的限制，工程結(jié)構(gòu)通常較復(fù)雜，單薄高拱壩已成為主要壩型。大壩結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工工序多、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)高等，對(duì)碾壓混凝土澆筑的外觀和內(nèi)部質(zhì)量要求高，要求施工過程中對(duì)混凝土澆筑質(zhì)量進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)管理。

因此，結(jié)合工程特性和項(xiàng)目區(qū)工程地質(zhì)、水文氣象等條件，科學(xué)規(guī)劃施工工藝和采取合理溫度控制，防止?jié)仓翱⒐ず笪：π粤芽p發(fā)生，確保工程具有較高質(zhì)量水平，是大壩碾壓混凝土澆筑質(zhì)量監(jiān)管研究的重要內(nèi)容。

2 碾壓混凝土澆筑溫控措施

2.1 優(yōu)化混凝土配合比

碾壓混凝土配合比設(shè)計(jì)與工程實(shí)際是否匹配，直接決定混凝土力學(xué)和結(jié)構(gòu)性能能否滿足工程實(shí)際需要，同時(shí)也是混凝土澆筑溫控和防裂的重要基礎(chǔ)[5]。為了降低澆筑混凝土的最高溫度，減少大壩結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)，在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在保證混凝土力學(xué)性能的基礎(chǔ)上盡量減少水泥用量，降低混凝土水化熱效應(yīng)。尤其應(yīng)重視減水劑、中低熱水泥和高摻粉煤灰技術(shù)的合理運(yùn)用，確?；炷辆哂休^好的抗裂能力和良好的黏聚性。最終，根據(jù)配合比生產(chǎn)出來的混凝土具有較好的VC值和良好的可碾性及泛漿效果，以滿足工程現(xiàn)場(chǎng)施工的特殊條件。

2.2 優(yōu)選施工原材料

水利水電工程規(guī)模通常較大，混凝土澆筑方量也較大，需要的施工原材料較多[6]。其中，砂石料、水泥、粉煤灰和輔助外加劑等的選用一定要與工程實(shí)際相匹配。在選擇砂石料的過程中，應(yīng)根據(jù)料場(chǎng)分布情況，優(yōu)選線膨脹系數(shù)低的材料，以利于碾壓混凝土溫控和防裂;水泥應(yīng)優(yōu)選低水化熱或中水化熱水泥，以保證混凝土溫度的控制;粉煤灰應(yīng)優(yōu)選國(guó)I級(jí)粉煤灰或需水量小于98%的準(zhǔn)I級(jí)粉煤灰;對(duì)于輔助外加劑，應(yīng)根據(jù)配合比試驗(yàn)結(jié)果，合理選用減水劑、緩凝劑、保塑劑等。合理選擇混凝土施工原材料，可預(yù)防碾壓混凝土裂縫破壞。

2.3 混凝土生產(chǎn)運(yùn)輸過程中的溫度控制

為降低碾壓混凝土澆筑溫升效應(yīng)，骨料在運(yùn)輸、堆存等過程中均應(yīng)設(shè)相應(yīng)的溫控設(shè)施，如要求骨料堆存高度大于6m，采用遮陽棚遮擋成品骨料堆放區(qū)等。

混凝土運(yùn)輸過程中，為避免碾壓混凝土出現(xiàn)溫度升高及VC值損失等問題，應(yīng)結(jié)合施工布置合理控制混凝土運(yùn)輸過程中的溫度。運(yùn)用皮帶機(jī)進(jìn)行澆筑混凝土運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)設(shè)置防曬、防雨篷布和保溫板等;同時(shí)，在拌和樓入口處設(shè)置噴霧冷卻系統(tǒng)，通過小環(huán)境氣溫調(diào)節(jié)降低混凝土溫度后再進(jìn)行運(yùn)輸。當(dāng)采用自卸汽車或罐車進(jìn)行混凝土運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)采用遮陽布、棉被等進(jìn)行合理包裹，避免混凝土直接暴曬引起溫度快速上升。同時(shí)，施工組織人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度合理安排澆筑倉(cāng)面及澆筑量，并根據(jù)施工強(qiáng)度合理調(diào)配運(yùn)輸路線及運(yùn)輸車輛，嚴(yán)格控制混凝土運(yùn)輸過程中的滯留時(shí)間。

2.4 混凝土澆筑施工溫度控制

根據(jù)工程特性和現(xiàn)場(chǎng)施工情況，合理選擇平鋪法、斜層平推法等施工方法。對(duì)于一些特殊時(shí)段和部位，應(yīng)考慮兩種及以上鋪料方式相結(jié)合，確?；炷翝仓哂休^高質(zhì)量水平。施工過程中的溫度控制措施主要有以下幾個(gè)。①合理優(yōu)化運(yùn)輸路徑和澆筑工藝。加快混凝土運(yùn)輸和碾壓速度，盡量做到及時(shí)攤鋪、及時(shí)碾壓及碾壓后的養(yǎng)護(hù)覆蓋，避免出現(xiàn)“溫度倒灌”等不利現(xiàn)象。②合理采取噴霧降溫保濕措施。加強(qiáng)氣象預(yù)測(cè)，準(zhǔn)確掌握施工現(xiàn)場(chǎng)氣溫等數(shù)據(jù)，在干燥或高溫環(huán)境中，應(yīng)合理選用“噴霧機(jī)+噴霧槍”等噴霧降溫保濕措施，一方面可以改善澆筑倉(cāng)面的小環(huán)境，起到降溫保濕、保證VC值的目的;另一方面，可以降低混凝土澆筑時(shí)的溫升效應(yīng)，確保大壩混凝土具有良好的力學(xué)性能。③合理安排澆筑時(shí)間。避免干燥或高溫時(shí)間段進(jìn)行混凝土澆筑。應(yīng)結(jié)合施工進(jìn)度計(jì)劃，充分利用低溫季節(jié)和早晚或夜間氣溫較低的時(shí)段進(jìn)行混凝土澆筑。同時(shí)，混凝土澆筑完成后，應(yīng)及時(shí)采取覆蓋、灑水等養(yǎng)護(hù)措施，保持混凝土倉(cāng)面的溫度和濕度，避免混凝土出現(xiàn)裂縫。

2.5 埋設(shè)PVC冷卻水管

為了有效控制澆筑混凝土水化熱溫升效應(yīng)，應(yīng)根據(jù)壩體整體結(jié)構(gòu)布置合理埋設(shè)PVC冷卻水管，分區(qū)控制壩體澆筑混凝土的整體溫升作用。尤其應(yīng)采取相關(guān)仿真軟件，對(duì)碾壓混凝土溫升作用進(jìn)行模擬仿真，根據(jù)計(jì)算結(jié)果的溫度云圖和溫度應(yīng)力云圖來合理布置冷卻管的位置和冷卻水量，以合理控制混凝土的內(nèi)部和外部溫差效應(yīng)。對(duì)于溫度應(yīng)力較為集中的部位，應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行通水冷卻試驗(yàn)，確保冷卻效果能達(dá)到工程實(shí)際需求。對(duì)于試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的漏水、阻水等問題，要及時(shí)排查出故障部位，并采取合理措施進(jìn)行修復(fù)，確保大壩碾壓混凝土澆筑過程中內(nèi)部溫差和內(nèi)外溫差在設(shè)計(jì)運(yùn)行范圍內(nèi)，提高混凝土澆筑施工質(zhì)量。

2.6 加強(qiáng)混凝土表面養(yǎng)護(hù)和保護(hù)

混凝土表面養(yǎng)護(hù)和保護(hù)是碾壓混凝土溫控防裂的有效措施之一。在夏季，混凝土澆筑后，西南山區(qū)施工作業(yè)面溫度有時(shí)可能達(dá)到50℃及以上，在高溫時(shí)段進(jìn)行混凝土澆筑施工時(shí)，對(duì)已經(jīng)完成碾壓的倉(cāng)面應(yīng)立即采用保溫被等進(jìn)行覆蓋，避免太陽直射加快蒸發(fā)速度。在噴霧機(jī)噴霧和保溫被等保溫措施的聯(lián)合養(yǎng)護(hù)和保護(hù)作用下，可以有效抑制外部“高溫倒灌”，確?；炷羶?nèi)部水化熱作用具有良好的環(huán)境條件，確?；炷晾淠髲?qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3 碾壓混凝土澆筑溫控監(jiān)督管理

為確保碾壓混凝土澆筑具有較好的溫控防裂性能，應(yīng)在混凝土澆筑施工前構(gòu)筑“業(yè)主負(fù)責(zé)、設(shè)計(jì)保障、施工保證、專家把關(guān)和政府監(jiān)督”的溫控監(jiān)督管理機(jī)構(gòu)，并組建溫控管理工作小組。同時(shí)，每周、每月召開溫控工作例會(huì)，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，制定不同工程項(xiàng)目和不同施工時(shí)段的溫控防裂質(zhì)量監(jiān)控對(duì)策，確保碾壓混凝土溫控工作高效優(yōu)質(zhì)、節(jié)能經(jīng)濟(jì)地有序開展。充分結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)手段，通過在砂石系統(tǒng)、拌和系統(tǒng)、大壩等施工區(qū)域安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)和混凝土碾壓智能監(jiān)控系統(tǒng)等，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)情況和混凝土碾壓全過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控，并結(jié)合人工智能等技術(shù)手段進(jìn)行智能分析預(yù)測(cè)，找出溫控偏差原因，并有針對(duì)性采取合理措施進(jìn)行修正，確保施工骨料溫控、混凝土拌和和運(yùn)輸溫控、混凝土澆筑溫控等均能在設(shè)計(jì)允許誤差范圍內(nèi)，為碾壓混凝土澆筑溫升控制提供科學(xué)、有效的管理工具和手段。

4 結(jié)語

碾壓混凝土溫控防裂是一個(gè)系統(tǒng)工程，由于水利水電工程通常具有水文地質(zhì)條件復(fù)雜、大壩結(jié)構(gòu)復(fù)雜、混凝土澆筑方量大和施工工期緊張等特點(diǎn)，因此，對(duì)施工工藝和施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，確保碾壓混凝土澆筑各階段、各環(huán)節(jié)均滿足設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求，推動(dòng)工程高效優(yōu)質(zhì)施工建設(shè)尤為重要。施工中，通過采取合理選用施工原材料、優(yōu)化混凝土配合比、骨料冷卻、加冰拌和、保溫被覆蓋等一系列溫控措施，可以有效控制壩體內(nèi)部溫差和內(nèi)外溫差，保證混凝土質(zhì)量，確保大壩具有較高的安全可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉毅，張國(guó)新.混凝土壩溫控防裂要點(diǎn)的探討[J].水利水電技術(shù)，2014（1）：77-83，89.

[2]漆煥然，李守義，張曉飛，等.某碾壓混凝土重力壩施工溫控措施研究[J].水資源與水工程學(xué)報(bào)，2016（6）：146-152.

[3]王曉峰，羅敏，周先練，等.沙沱水電站大壩碾壓混凝土溫控措施[J].貴州水力發(fā)電，2012（1）：32-36.

[4]張昕，張曉飛，劉茜，等.碾壓混凝土重力壩通水冷卻溫控效果研究[J].水資源與水工程學(xué)報(bào)，2018（6）：163-169.

[5]左紅軍.某碾壓混凝土重力壩溫控措施研究[J].四川水力發(fā)電，2010（5）：4-11，200.

[6]凌春海.高溫干燥地區(qū)碾壓混凝土溫控防裂技術(shù)研究與應(yīng)用[J].人民珠江，2014（5）：83-86.