王生楠，周金鎖

(1.遼寧西北供水有限責任公司，沈陽 110003；2.國網(wǎng)東北分部綠源水力發(fā)電公司云峰發(fā)電廠，吉林 集安 1342000)

1 工程概況

云峰水電站位于中朝界河鴨綠江中上游，吉林省集安市青石鎮(zhèn)境內(nèi)，電站廠房為引水式地面廠房，電站設計工作水頭89.0m，主廠房地面高程222.00m，尾水管層高程197.45m，尾水管為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尾水管出口尺寸4.80m×5.25m，尾水渠最低水位207.45m。

2019年10月云峰水電站尾水閘門關(guān)閉不嚴，水下調(diào)查發(fā)現(xiàn)尾水渠大量卵石、塊石等堆渣，經(jīng)研究決定四臺機組退出運行5個月，填筑圍堰、排空尾水，組織冬季施工，全面搶修尾水渠。尾水渠寬度65.58m，最大開挖深度達10m，并以1:5的逆坡向河道下游延伸50m。

工程所在地屬溫帶大陸季風性氣候，年內(nèi)氣溫變化較大，冬季氣溫干燥寒冷，風勢較大。地區(qū)多年平均氣溫6.6℃，極端最低氣溫-32.6℃，冬季氣溫經(jīng)常保持在-10℃以下。

2 混凝土配合比設計

因?qū)嶋H施工中混凝土強度受客觀因素的影響會在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生波動。為保證成品混凝土的強度等級，在配制混凝土時，其配制強度需高于設計強度等級，依據(jù)《水工混凝土配合比設計規(guī)程》(DL/T5330-2015)混凝土配合比設計混凝土強度保證率采用95%。

表1 混凝土配制強度

根據(jù)混凝土配合比各項試驗結(jié)果，在滿足混凝土技術(shù)要求的前提下，采用的混凝土配合比試驗參數(shù)見表2。

表2 混凝土推薦配合比試驗參數(shù)

3 混凝土施工準備溫控計算

3.1 冬季供暖

拌合站和砂石料場分別采用燃煤鍋爐，經(jīng)管道及暖氣片供熱。拌和站和砂石料場布置鍋爐房各一座，燃煤鍋爐各一套；值班工作區(qū)分別布置在圍堰兩端靠擋墻處，供暖采用簡易炭火爐加熱。

3.2 施工供水保溫

冬季施工用水主要為混凝土拌和用水，拌和用水采用45℃-60℃熱水，采用鍋爐進行熱水加熱，鍋爐采用彩鋼板圍護。為保證熱水的循環(huán)使用，現(xiàn)場采用6mm鋼板焊制兩個10m3蓄水槽。蓄水槽四周鋼板采用耐熱橡塑海綿包裹。尾水渠底板基面為巖基面，為防止基面結(jié)冰，開倉前清洗用水采用熱水進行，采用熱水加熱，采用10m3/h水泵通過鍍鋅鋼管輸送至倉號內(nèi)。用水輸送管路使用電加熱式伴熱帶纏繞包裹后，再使用軟體海綿泡沫板包裹，最外層使用防水布全包裹，在拌制混凝土時，靠伴熱帶供給熱量預熱管路，靠軟體海綿泡沫板隔熱防止熱量散失，靠最外層防水布隔絕外部雪、水的侵入。

3.3 砂石骨料及拌合站保溫

1)砂石料進場前，首先在地面鋪設6mm厚鋼板，在鋼板上鋪設保溫棉，進料后，在保溫棚內(nèi)，利用鍋爐加熱經(jīng)管道暖氣片進行加熱保溫。拌和站暖棚內(nèi)四周布置了供熱管道，對砂石骨料進行升溫。確保砂石骨料入拌和機前溫度≥5℃。

2)拌和站保溫

混凝土拌和站采用封閉暖棚結(jié)構(gòu)，留有進料門，用燃煤鍋爐對水進行加熱經(jīng)管道暖氣片對拌和站供暖，保證室內(nèi)溫度。為保證搶修工期，實施冬季施工，要求冬季混凝土入模溫度，骨料倉和外加劑存儲地設置采暖保溫設施。保證粗細骨料棚內(nèi)溫度>5℃，外加劑棚內(nèi)溫度>10℃[1]。

3)拌合站及骨料熱工計算(考慮施工條件)

室外溫度零下15度，保溫棚內(nèi)溫度5-10℃；蓄水池10m3，水溫50℃；供尾水渠用混凝土，日最大混凝土需求量280m3；每小時供應混凝土11.67m3/h，用水量為0.75t/h，骨料為8.6t/h。計算基準以1t / h蒸汽鍋爐能產(chǎn)生熱能進行換算，分別為2500000kJ、694444w/h、600000kcal。

經(jīng)計算，蓄水池消耗熱能為0.06t/h；儲料棚消耗熱能為0.48t/h；骨料保溫及加熱折算選用鍋爐為1t/h的低壓鍋爐,可滿足保溫棚的冬季保溫要求。

4)混凝土拌和物的溫度計算

混凝土拌和物的溫度采用如下公式：

T0=0.9[(McTc+MsTs+MgTg+
4.2(Mw+WsMs-WgMg)+
C1(WsMsTs+WgMgTg)-C2(WsMs+WgMg) ]/
[4.2Mw+0.9(Mc+Ms+Mg)]

(1)

式中：T0為混凝土拌和物溫度，℃；Mw、Mc、Ms、Mg為水、水泥、砂、石的用量，kg；Tw、Tc、Ts、Tg為水、水泥、砂、石的溫度，℃；Ws、Wg為砂、石的含水率，%；C1、C2為水的比熱容[KJ/(KG*K)]及熔解熱，kJ/kg；當骨料溫度>0℃時， C1=4.2， C2=0；當骨料溫度≤0℃時，C1=2.1，C2=335。

經(jīng)計算，T0=17.57℃，滿足混凝土入模溫度≥15℃要求。

5)混凝土拌和物的出機溫度

混凝土拌和物的出機溫度采用如下公式：

T1=T0-0.16(T0-T)

(2)

式中：T為骨料的溫度，℃；T0為攪拌機棚內(nèi)溫度，℃。

經(jīng)計算，混凝土出倉時的溫度T1=15.55℃。

4 冬季混凝土施工溫控措施

4.1 混凝土拌和

為保證混凝土施工強度，考慮拌合機的正常檢修停機需要，同時避免拌合機出現(xiàn)故障導致混凝土澆筑終止，自建拌合站內(nèi)計劃設置兩個強制型混凝土拌合機，容量分別為1m3和0.5m3。同時配置有砂石骨料存料斗3個。

4.2 混凝土入倉

尾水渠混凝土采用跳倉澆筑，每倉分為兩段，共8段，澆筑順序為4-1、3-1、2-1、1-1、4-2、3-2、2-2、1-2，采用跳倉澆筑方便搭設保溫棚，同時可以提高混凝土養(yǎng)護質(zhì)量，保證養(yǎng)護溫度。混凝土全部采用二級配混凝土，采用HTB60混凝土泵泵送入倉，底板混凝土平倉采用人工平倉。所有泵管全部采用電熱毯包裹加熱，外層包裹一層棉被進行保溫，減少混凝土熱量的散失，確?；炷寥雮}的溫度不低于15℃。

4.3 混凝土振搗

尾水渠底板混凝土采用振搗梁(上部安裝有2.2kw振搗電機)配合φ70振搗棒進行振搗?；炷寥雮}后先采用振搗棒進行混凝土第一次搗，振搗后的混凝土面高程略高于設計高度，然后采用振搗梁振搗提漿。

4.4 倉面收面

底板混凝土一次澆筑至永久外露面，混凝土澆筑后需進行收面處理。先采用電動抹面機進行表面平整、提漿，然后人工用鐵抹子進行兩次收面，第一次為精平，第二次為壓光。

4.5 混凝土養(yǎng)護及測溫

采用負溫養(yǎng)護，混凝土澆筑后的起始養(yǎng)護溫度不低于5℃，澆筑后5d內(nèi)的日最低氣溫來選用防凍劑。在最低溫度不低于零下5℃時，混凝土澆筑后，裸露表面應采用塑料薄膜覆蓋，并附加一層養(yǎng)生布(養(yǎng)生布厚1.5cm)保溫；溫度低于零下5℃時采用兩層養(yǎng)生布進行覆蓋。平時保持養(yǎng)生布的干燥性，晴天翻曬保溫層。在尾水渠混凝土底板及攔砂砍布置測溫點，測溫孔布置在有代表性的結(jié)構(gòu)部位和溫度變化易冷卻的位置，用Φ20鋼管按照一定長度制作而成，埋置基礎的長度為100mm。為保證孔內(nèi)溫度與混凝土溫度一致，空隙內(nèi)灌水并用軟木塞塞住孔口，軟木塞中間鉆一個洞，用于測溫時放置溫度劑使用。

對保溫棚內(nèi)、外溫度、混凝土攪拌用水、混凝土出機溫度測溫不得少于4次，混凝土攪拌用水溫度，不超過60℃并不低于45℃，混凝土出機溫度10℃-15℃。

4.6 拆模

冬季混凝土拆模時間根據(jù)同條件養(yǎng)護試件強度來決定，承重混凝土拆模強≥8MPa。由于冬季施工，環(huán)境平均溫度<5℃，混凝土不得灑水養(yǎng)護，混凝土拆模后，裸露部分混凝土全部進行覆蓋養(yǎng)生布保溫處理[2]。

5 結(jié) 論

尾水渠澆筑混凝土按標準齡期進行養(yǎng)護，養(yǎng)護期間及齡期后分別進行回彈值測量，檢測混凝土強度是否滿足當前齡期設計標準值，分別對尾水渠底板8倉混凝土及尾水渠攔砂砍、左右岸邊坡進行回彈測量?；貜棞y量結(jié)果表明，尾水渠澆筑混凝土在5-10d內(nèi)能夠達到設計強度標準值的80%，在標準養(yǎng)護齡期28d后，能夠達到設計強度標準值100%。