林 曉 旭， 趙 亞, 謝 廷

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

瓦托水電站位于西藏自治區(qū)昌都市卡若鎮(zhèn)列巴村，工程為三等中型工程。正常蓄水位高程3 315 m，死水位高程3 313 m，裝機(jī)2臺，單機(jī)容量為27 MW。瓦托水電站處于高海拔地區(qū)，所在地屬高原溫帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，冬季氣候寒冷干燥，夏季溫和濕潤，旱季雨季分明，高原紫外線強(qiáng)烈，日照較為充足，日溫差大，年溫差小，無霜期短；空氣較為稀薄，氣壓低，氧氣少；氣溫偏低，多年平均氣溫僅7.6 ℃，極端低溫達(dá)-20.7 ℃，晝夜溫差大，冬季氣溫較低；壩址區(qū)最大凍土深度為0.8～1 m，最大風(fēng)速為18 m/s。

2 冬季混凝土施工的難點(diǎn)

根據(jù)電站總進(jìn)度計劃安排，該工程的混凝土施工需要在冬季進(jìn)行。而在高原地區(qū)冬季混凝土施工存在以下難點(diǎn)：

(1)工程施工人員需要克服高原寒冷的天氣和缺氧環(huán)境，人員、設(shè)備降效嚴(yán)重。

(2)混凝土澆筑過程溫差大，質(zhì)量難以控制。

針對以上遇到的難點(diǎn)，筆者對混凝土的凍融破壞原理進(jìn)行了分析。

王國臣編寫的《談混凝土耐久性能》[1]中明確表示：冬季施工，水型態(tài)的變化是控制混凝土強(qiáng)度增長的關(guān)鍵因素。由于水泥的水化作用，混凝土澆筑后逐漸凝結(jié)、硬化，直至達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度。水化作用的速度與混凝土原材料和配合比有關(guān)，主要隨著溫度的高低變化而變化。溫度升高、水化作用加快，強(qiáng)度增長亦快；溫度降低到0 ℃時，混凝土中的部分水開始結(jié)冰，水化作用基本停止，混凝土強(qiáng)度增長相應(yīng)較慢；溫度繼續(xù)下降，混凝土中的水完全結(jié)冰，水化作用基本停止，混凝土強(qiáng)度不再增長。水變成冰后，體積增大9%，當(dāng)混凝土中的毛細(xì)孔含水率超過91.7%，結(jié)冰會產(chǎn)生2 500 kg/cm2的冰脹應(yīng)力，其大于水泥內(nèi)部形成的初期強(qiáng)度值，使混凝土受到不同程度的破壞，導(dǎo)致其強(qiáng)度變低。冰棱熔化后，會在混凝土內(nèi)部形成空隙，從而降低混凝土的耐久性[2]。

通過觀察可知，新澆筑混凝土凍結(jié)前有一段預(yù)養(yǎng)期，對加速水泥的水化作用極為重要。混凝土受凍前預(yù)養(yǎng)期越長，強(qiáng)度損失越小。對于預(yù)養(yǎng)期長、獲得初期強(qiáng)度較高的混凝土受凍后，其后期強(qiáng)度幾乎沒有損失；反之則不然。因此，必須對冬季混凝土施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

3 冬季混凝土施工技術(shù)優(yōu)化

瓦托水電站冬季混凝土澆筑施工通過對施工準(zhǔn)備、混凝土生產(chǎn)、水平及垂直運(yùn)輸、混凝土澆筑及振搗、保溫養(yǎng)護(hù)等各個施工工序進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化，使施工質(zhì)量得到了有效的控制。

3.1 施工前各項準(zhǔn)備工作的優(yōu)化

(1)施工用風(fēng)。通過在左岸壩肩的空曠階地上布置1臺40 m3的電動空壓機(jī)，以滿足倉面吹干積水的用風(fēng)要求以及負(fù)溫時段采用高壓風(fēng)沖洗倉面的要求。

(2)施工用水。主要是通過對供水管線采取保溫處理措施來防止冬季施工中管道被凍而不能保證施工用水供給的現(xiàn)象發(fā)生。施工前，對供水線路進(jìn)行了全面檢查，若有漏水現(xiàn)象則立即修補(bǔ)，然后對倉外供水主線及各支線采取外包2層2 cm厚的橡塑海綿進(jìn)行保溫，橡塑海綿采用14#鉛絲綁扎，無縫搭接且搭接長度不小于2 cm(圖1)。

圖1 供水管保溫

(3)施工道路。每班安排3人進(jìn)行場內(nèi)道路的清潔值班。下雪時，及時對積雪進(jìn)行清掃并采用細(xì)石或砂對施工道路進(jìn)行覆蓋，以免積雪融化后路面產(chǎn)生的積水在氣溫驟降的環(huán)境下結(jié)冰。必要時運(yùn)輸車輛必須加防滑鏈。在如此環(huán)境惡劣的條件下，除采取以上措施外，還可對施工道路采用工業(yè)鹽鋪灑的方法防滑。

3.2 混凝土拌制的優(yōu)化

(1)進(jìn)入冬季施工后，對混凝土攪拌站增設(shè)了保溫棚。

(2)采取加熱水、預(yù)熱骨料等方式進(jìn)行混凝土拌和，使混凝土的出機(jī)口溫度達(dá)到10 ℃～15 ℃，入模溫度不低于8 ℃～10 ℃[3]。

(3)對混凝土原材料摻用適當(dāng)?shù)耐饧觿?，使混凝土緩慢冷卻，在受凍前達(dá)到規(guī)范所要求的混凝土強(qiáng)度[4]。

3.3 混凝土運(yùn)輸保溫的優(yōu)化

混凝土從攪拌站的出機(jī)口到入模，對攪拌車車廂采用帆布及保溫被封閉保溫，減少倒運(yùn)次數(shù)，避免混凝土受凍并減少其熱量的損失。在運(yùn)輸過程中盡量縮短運(yùn)輸時間，做到不隨意停車，施工現(xiàn)場不壓車，以減少混凝土在運(yùn)輸過程中的熱量損失(圖2)。

圖2 攪拌車車廂保溫

3.4 混凝土入模保溫的優(yōu)化

瓦托水電站重力式大壩混凝土采用吊罐澆筑混凝土。為了減少混凝土的溫度損失，預(yù)先在吊罐口安裝滑動式保溫蓋布，保溫蓋布在混凝土卸料完成后，用加工好的鋼筋拉鉤將其拉蓋，吊罐四周用帆布保溫以確?；炷寥肽囟炔坏陀? ℃。

瓦托水電站廠房混凝土采用泵送入倉。為了減少混凝土的溫度損失，預(yù)先將泵管用2層、2 cm厚的橡塑海綿包裹保溫，橡塑海綿采用14#鉛絲綁扎。

3.5 倉面蓄熱法的優(yōu)化

瓦托水電站重力式大壩混凝土的澆筑倉為大體積混凝土澆筑倉[5]，采用吊罐入倉，故在備倉時，預(yù)先在倉面四周的模板頂口按1.5 m的間距設(shè)置烤燈升溫，同時將澆筑倉的模板四周用聚氨酯保溫被包裹保溫；備倉完畢、混凝土入倉前采用在倉面用工業(yè)電熱毯預(yù)熱倉面的方式組織施工；瓦托水電站廠房混凝土澆筑倉采取在建筑物周圍用塑料薄膜和保溫被扎設(shè)暖棚、在澆筑倉的底部采用設(shè)置火爐的方式對倉內(nèi)進(jìn)行預(yù)先升溫。

3.6 澆筑倉頂部覆蓋保溫方式的優(yōu)化

每層混凝土澆筑結(jié)束、收倉后，在其上表面采用一層塑料薄膜+兩層2 cm厚的聚氨酯保溫被+一層三防帆布壓緊覆蓋[3](保溫被搭接長度不小于10 cm，采用14#鉛絲綁扎牢固，面部采用φ25鋼筋原材、間距1.5 m全面壓緊布置)，將保溫材料覆蓋在混凝土表面至進(jìn)行下一倉混凝土施工前。

3.7 拆模時間的優(yōu)化

根據(jù)氣溫，適當(dāng)推遲拆模時間(氣溫驟降期間不允許拆模)。模板拆除后，立即覆蓋兩層、2 cm厚的保溫被，同時對棱角部位采取加厚5 cm以及向四周加寬20 cm的加強(qiáng)措施進(jìn)行混凝土表面保溫，防止產(chǎn)生裂縫。

3.8 成立混凝土質(zhì)量管理QC小組

成立混凝土質(zhì)量管理QC小組(簡稱QC小組)，QC小組人員定時檢查混凝土保溫覆蓋情況，及時了解、掌握測溫結(jié)果。若發(fā)現(xiàn)混凝土溫度出現(xiàn)異常，應(yīng)立即查明原因并采取相應(yīng)的措施予以處理。

4 結(jié) 語

瓦托水電站大壩和廠房部位冬季澆筑的混凝土通過一個冬季的觀察，所形成的觀察記錄及同養(yǎng)試塊的實(shí)驗(yàn)報告均顯示混凝土強(qiáng)度完全符合要求，工程質(zhì)量能夠得到保證，所取得的經(jīng)驗(yàn)為高海拔地區(qū)冬季水工混凝土的澆筑施工打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)，可為后續(xù)類似工程的施工提供借鑒。