摘要：某水電站施工具有工程量大、工期緊、施工強(qiáng)度高、工序多、不回避高溫季節(jié)施工等特點(diǎn)。最為復(fù)雜龐大的廠房大體積混凝土澆筑，降低澆筑溫度最為有效的方法是安排在冬季氣溫較低的時(shí)段澆筑基礎(chǔ)約束區(qū)，但是由于各種原因該工程廠房需在初夏4月份開(kāi)始澆筑混凝土底板，并且為方便施工，節(jié)約工程投資，混凝土拌和樓未配備風(fēng)冷、加冰等骨料及混凝土預(yù)冷設(shè)備，從而使得澆筑溫度較高。采取怎樣的溫控措施，能夠在不過(guò)多的增加工程投資的情況下，既能滿足廠房混凝土澆筑的溫控要求，又方便施工，且滿足工期要求，是該廠房溫控設(shè)計(jì)需要突破的重點(diǎn)問(wèn)題。 

　　關(guān)鍵詞：廠房溫控設(shè)計(jì) 高溫季節(jié)施工 后澆帶 臺(tái)階縫 

　　1、工程概述 

　　該水電站樞紐主要建筑物由左、右岸接頭土壩、左、右岸接頭混凝土重力壩、船閘、河床式發(fā)電廠房及泄水閘等組成，以廠房結(jié)構(gòu)最為龐大復(fù)雜，安裝8臺(tái)燈泡貫流式機(jī)組，兩機(jī)一縫，其標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)段的長(zhǎng)寬高約為40m×84m×65m； 

　　本工程混凝土澆筑總量約109萬(wàn)m3。分兩期施工，一期工程采用全年圍堰，圍護(hù)船閘、發(fā)電廠房和4孔泄水閘進(jìn)行全年施工，二期采用枯水圍堰圍護(hù)右岸主河槽的7孔泄水閘和右岸重力壩等進(jìn)行施工。 

　　2、廠房溫控設(shè)計(jì) 

　　混凝土溫度控制主要包括澆筑溫度控制和降低絕熱溫升兩個(gè)方面。 

　　2.1 澆筑溫度控制 

　　按照初設(shè)階段施工總進(jìn)度安排，廠房1#-8#機(jī)組底板混凝土均計(jì)劃在冬季澆筑，無(wú)需風(fēng)冷、加冰等骨料及混凝土預(yù)冷，而實(shí)際澆筑時(shí)間推遲至4月份初夏，當(dāng)?shù)卦缕骄鶜鉁匾堰_(dá)21℃，重新設(shè)計(jì)拌合系統(tǒng)，增加骨料及混凝土預(yù)冷系統(tǒng)勢(shì)必影響工期，增加投資。因此，混凝土澆筑溫度控制，以不考慮骨料預(yù)冷為主，采用一般常規(guī)的澆筑溫度控制措施，主要有以下幾個(gè)方面： 

　　a.成品料場(chǎng)骨料防曬 

　　成品骨料料場(chǎng)搭建涼棚，料場(chǎng)保持6m以上堆高并采用地弄取料，骨料在運(yùn)輸過(guò)程中也要采取防曬措施； 

　　b.降低出機(jī)口溫度 

　　進(jìn)場(chǎng)水泥溫度不超過(guò)65℃，作好水泥和粉煤灰料灌的運(yùn)行程序，先使用低溫材料，料灌刷白漆減少日曬影響，采用4℃～6℃制冷水拌合混凝土； 

　　c.降低施工現(xiàn)場(chǎng)溫度 

　　高溫時(shí)要求噴霧降溫，混凝土平倉(cāng)振搗后，用泡沫塑料等隔熱材料及時(shí)覆蓋，表面漫水養(yǎng)護(hù)；廠房底板屬于基礎(chǔ)約束區(qū)，要求安排在晚上或上午低溫時(shí)段澆筑。 

　　由于澆筑溫度控制采取的僅是常規(guī)的手段，夏季氣溫又比較高，在無(wú)骨料預(yù)冷措施的情況下，澆筑溫度僅能控制在各月氣溫加3℃以內(nèi)（見(jiàn)表1） 

　　2.2 混凝土最高溫升控制 

　　由于混凝土澆筑溫度只能控制在月平均氣溫加3℃的范圍內(nèi)，從而在初夏時(shí)節(jié)，不考慮降低水化熱溫升措施澆筑的基礎(chǔ)大體積混凝土，其內(nèi)部將會(huì)產(chǎn)生超過(guò)50℃以上的最高溫升。計(jì)算獲得的準(zhǔn)穩(wěn)定溫度見(jiàn)圖1，由此溫差導(dǎo)致的基礎(chǔ)應(yīng)力將會(huì)增加混凝土開(kāi)裂的可能性，影響結(jié)構(gòu)的耐久性及安全性，因此，必須采取有效的措施降低混凝土最高溫升。 

　　圖1 廠房底板準(zhǔn)穩(wěn)定溫度場(chǎng)（單位：℃） 

　　2.2.1 混凝土原材料及配比改善 

　　廠房底板使用水化熱不高于中熱水泥標(biāo)準(zhǔn)的水泥，降低絕熱溫升；水泥氧化鎂含量提高至3.5%～5.0%，以補(bǔ)償混凝土收縮；混凝土摻20%-35%的粉煤灰，以減少水泥用量。 

　　2.2.2 分縫設(shè)計(jì) 

　　廠房的順?biāo)�流向長(zhǎng)度達(dá)84m，壩軸線方向?qū)?0m，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)范對(duì)一般縱、橫縫間距的要求。因此需合理的分層分塊進(jìn)行澆筑，有效降低溫度應(yīng)力。由于混凝土澆筑溫度較高，底板基礎(chǔ)約束區(qū)按照1m分層，同時(shí)設(shè)置施工縱、橫縫，縱縫的設(shè)置除了考慮減少溫度應(yīng)力外，還解決了混凝土入倉(cāng)、搶澆廠房上、下游擋水墻的難題。 

　　為了在初夏氣溫還不是最高的時(shí)候完成廠房底板的澆筑，并且方便布置施工門(mén)機(jī)，廠房縱向除設(shè)置一條下部錯(cuò)縫上部臺(tái)階縫外，還在中部設(shè)置了一個(gè)后澆帶，方便先期澆廠房底板及上、下游擋水墻，見(jiàn)圖2。 

　　圖2 廠房分層分塊示意圖 

　　2.2.3 預(yù)埋水管冷卻 

　　為簡(jiǎn)化施工，本工程只采用低溫河水冷卻。 

　　a. 一期通水冷卻在混凝土澆筑后4小時(shí)以內(nèi)開(kāi)始，使用高密聚乙烯管（HDPE管），供水管路進(jìn)行防曬、保溫，干管埋入地下，暴露地面的干支管路用隔熱防曬的材料妥加保護(hù)。由于夏季河水冷卻的效果較差，故延長(zhǎng)通水時(shí)間至30～40天，將底板溫度降至30℃以下，以減少二期冷卻壓力。 

　　b.后澆帶混凝土在冬季回填前，對(duì)先期澆筑的混凝土需進(jìn)行二期通水冷卻，將后澆帶鄰近混凝土冷卻到準(zhǔn)穩(wěn)定溫度。經(jīng)計(jì)算廠房底板的準(zhǔn)穩(wěn)定溫度場(chǎng)（見(jiàn)本文圖1）溫度依部位不同在19℃～21℃之間，在一月份河水的溫度約16℃左右，不需使用制冷水，延長(zhǎng)通水冷卻時(shí)間也可以將后澆帶鄰近塊體冷卻到準(zhǔn)穩(wěn)定溫度。通水時(shí)間滿45d后，悶管溫度達(dá)到該澆筑塊的準(zhǔn)穩(wěn)定溫度即可結(jié)束通水冷卻，作水管封堵，如尚未達(dá)到準(zhǔn)穩(wěn)定溫度則需繼續(xù)通水直到滿足設(shè)計(jì)要求。 

　　3、后澆帶方案溫度及應(yīng)力計(jì)算 

　　溫度應(yīng)力計(jì)算離不開(kāi)施工仿真模擬，為及時(shí)的進(jìn)行工程施工過(guò)程溫控模擬計(jì)算，并提供設(shè)計(jì)依據(jù)起到了重要作用。 

　　廠房底板準(zhǔn)穩(wěn)定溫度見(jiàn)圖1，最高溫度包絡(luò)圖見(jiàn)圖4： 

　　圖4 底板最高溫度包絡(luò)圖（單位：℃） 

　　運(yùn)行期冬季（3月初）拉應(yīng)力最大時(shí)，底板應(yīng)力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖5，圖中應(yīng)力受拉為正，受壓為負(fù)。 

　　圖5 運(yùn)行期廠房底板主應(yīng)力（單位：Mpa） 

　　廠房通過(guò)3條縱向施工縫分4塊澆筑。安排4月開(kāi)始澆筑底板混凝土，通過(guò)預(yù)埋水管通潔凈河水冷卻等合理溫控措施，擋墻最高溫度42.7℃，底板最高溫度40℃，底板最大拉應(yīng)力2Mpa，大部分區(qū)域拉應(yīng)力在1～1.5Mpa范圍內(nèi)，小于混凝土極限拉應(yīng)力，滿足規(guī)范要求。 

　　4、總結(jié) 

　　南方氣候炎熱，廠房又在夏季進(jìn)行基礎(chǔ)大體積混凝土施工，在沒(méi)有骨料預(yù)冷等設(shè)備的情況下，溫控設(shè)計(jì)還是比較成功的。該電站廠房目前已通過(guò)驗(yàn)收，投入正常運(yùn)行，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂漏水現(xiàn)象，運(yùn)行情況良好。它在廠房結(jié)構(gòu)越做越大的今天，對(duì)廠房施工有一些值得總結(jié)和借鑒的經(jīng)驗(yàn)： 

　　1、采用廠房中部設(shè)置預(yù)留槽、后澆帶等澆筑方式，在低溫季節(jié)回填的少量混凝土中，使用微膨脹水泥，有利于抵消混凝土收縮的不利影響。對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)都使用高摻氧化鎂的方式，由于摻和氧化鎂的均勻性等問(wèn)題，其作用和弊端還有待進(jìn)一步的論證。 

　　2、在廠房中部設(shè)置后澆帶及臺(tái)階縫后，方便廠房上、下游擋水墻的施工，在搶澆至施工期擋水高程后即可下閘，進(jìn)行廠房?jī)?nèi)部混凝土、機(jī)組安裝等施工，避免錯(cuò)縫需跳倉(cāng)澆筑同步上升，工期較長(zhǎng)的弊端。同時(shí)廠房的底板部分依然使用錯(cuò)縫澆筑，避免新老混凝土結(jié)合問(wèn)題對(duì)溫度應(yīng)力最敏感的底板產(chǎn)生不利影響。 

　　3、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度及施工條件的改變，及時(shí)進(jìn)行溫度應(yīng)力計(jì)算，不斷修改溫控設(shè)計(jì)，采取相應(yīng)的溫控措施，是該廠房溫控設(shè)計(jì)能夠比較簡(jiǎn)單有效的重要原因。 

　　4、廠房整個(gè)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，但是，產(chǎn)生較大基礎(chǔ)溫度應(yīng)力的主要是底板，因此需重點(diǎn)控制廠房底板的澆筑層厚，合理分塊；同時(shí)改善底板混凝土的原材料性能，高摻粉煤灰減少水泥用量，并在底板布設(shè)水管對(duì)混凝土進(jìn)行冷卻降溫。 

　　參考文獻(xiàn) 

　　[1] 朱伯芳 論微膨脹混凝土筑壩技術(shù).水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2000（3） 

　　[2] DL/T 5144 -2001水工混凝土施工規(guī)范