中亞管道哈國段CS4壓縮機(jī)基礎(chǔ)混凝土澆注

侯可軍，王世華，王 浩，宗興林

（中國石油工程建設(shè)公司，北京 100011）

中亞管道哈國段CS4壓縮機(jī)基礎(chǔ)混凝土澆注

侯可軍，王世華，王 浩，宗興林

（中國石油工程建設(shè)公司，北京 100011）

中亞管道哈國段CS4壓氣站壓縮機(jī)基礎(chǔ)B25混凝土在冬季雨雪天氣的不利條件下澆注，大體積混凝土釋放的水化熱會(huì)產(chǎn)生較大的混凝土內(nèi)外溫差，尤其在外界溫度較低的情況下極易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。文章從混凝土材料選擇、配合比設(shè)計(jì)、施工工藝措施以及養(yǎng)護(hù)制度等方面論述了混凝土內(nèi)外溫差的控制，避免了裂縫的產(chǎn)生。

輸氣管道壓氣站；混凝土基礎(chǔ)；水化熱；溫差；裂縫控制

0 引言

中亞管道哈國段 （哈薩克斯坦簡稱：哈國）CS4壓氣站項(xiàng)目屬于國家能源項(xiàng)目，是中哈天然氣管道的首個(gè)壓氣站，也是CPECC在哈國獨(dú)立承攬的EPC項(xiàng)目。中方業(yè)主與天然氣來源國土庫曼斯坦簽署的是照付不議合同。為實(shí)現(xiàn)按期投產(chǎn)，項(xiàng)目部決定在2010年1月冬季多雨雪天氣的不利條件下施工。

CS4壓氣站有4臺(tái)壓縮機(jī)，其基礎(chǔ)均由組合型B25混凝土現(xiàn)場澆注而成，標(biāo)高為-3.9～+0.35 m，包括壓縮機(jī)基礎(chǔ) （長9.1 m×寬4.59 m×高3.06 m+長9.9 m×寬8.2 m×高1.0 m）、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)（長12.35 m×寬5.2 m×高3.25 m+長13.15 m×寬8.2 m×高1.0 m）、2臺(tái)閥門基礎(chǔ) （長2.7 m×寬1.65 m×高1.0 m+長0.95 m×寬0.8 m×高5.02 m+長2.7m×寬2.7 m×高1.0 m+長1.5 m×寬0.8 m×高4.6 m），每臺(tái)壓縮機(jī)基礎(chǔ)的混凝土現(xiàn)澆量為547 m3，鋼筋28 t，施工要求為無施工沉降縫整體澆注。

施工期間為冬季多雨雪天氣，室外最低氣溫 -32℃，日平均氣溫-18℃。

1 技術(shù)措施

根據(jù)哈國現(xiàn)狀，擬采取以下幾種措施：

（1）水灰比不得大于0.55。

（2）設(shè)保溫暖棚、室內(nèi)加熱的熱風(fēng)幕等減緩混凝土基礎(chǔ)表面散熱，混凝土終凝后，蓄水養(yǎng)護(hù)。

（3）混凝土基礎(chǔ)內(nèi)采用DN80 mm的循環(huán)盤管進(jìn)行降溫，適時(shí)在循環(huán)水箱中加入冰塊和積雪。

（4）攪拌站室內(nèi)增設(shè)小型鍋爐一臺(tái)，用以提供熱水和站內(nèi)升溫，砂石料攪拌前先將其放入室內(nèi)，以保證投入料倉前溫度達(dá)到5℃以上。

（5）混凝土終凝后，營造蓄水養(yǎng)護(hù)環(huán)境。

（6）說服業(yè)主和監(jiān)理，將一次澆注改為兩次澆注，底部承臺(tái)作為一個(gè)澆注單元，上部作為一個(gè)澆注單元，增加施工縫一道，這樣減小了產(chǎn)生裂縫的危險(xiǎn)，同時(shí)，施工縫處增加相應(yīng)的抗裂加強(qiáng)筋，以避免和控制裂縫。

采取以上措施后，切實(shí)有效地控制了混凝土內(nèi)外溫差，使其不大于25℃，避免了裂紋的出現(xiàn)。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 材料

抗硫酸鹽水泥：強(qiáng)度為35.8 MPa；中粗砂：含泥量＜3%；碎石：粒徑為0.5～3.2 cm,含泥量＜1%；水為現(xiàn)場倒班村1#深水井中抽取的地下水；泵送混凝土配合比為：水泥∶石子∶砂子∶水=430 ∶1 130 ∶630 ∶175。

2.2 主要設(shè)備機(jī)具

HLS60型攪拌站2座 （同時(shí)另一分包商的混凝土攪拌設(shè)備隨時(shí)備用）、混凝土泵車1臺(tái) （IPF60型混凝土輸送泵1臺(tái)備用）、混凝土運(yùn)輸車3臺(tái)、振動(dòng)棒8臺(tái)、攪拌站小型鍋爐1臺(tái)、攪拌站保溫棚1個(gè)、現(xiàn)場保溫棚4個(gè)、6 kW的熱風(fēng)幕8臺(tái)、自制煤爐24臺(tái)、紅外線測溫儀2臺(tái)、玻璃溫度計(jì)60根、軸流風(fēng)機(jī)8臺(tái)、值班車2臺(tái)等。

2.3 溫差裂紋計(jì)算與控制

2.3.1 溫度應(yīng)力的主要成因

大體積混凝土在硬化期間，膠凝材料 （水泥等）水化后釋放大量的熱量，使混凝土中心區(qū)域溫度升高，而混凝土表面和邊界由于受氣溫影響溫度較低，從而在斷面上形成較大的溫差，使混凝土的內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力 （稱為內(nèi)部約束應(yīng)力），見圖1。

2.3.2 混凝土的絕對(duì)溫升

抗硫酸鹽水泥的3 d水化熱最大，故按3 d齡期計(jì)算絕熱溫升。

計(jì)算表明，若室溫為15℃，則混凝土中心與室溫溫差為29.1℃，混凝土表面與室溫溫差為26.12℃，均超過了25℃的溫差要求，因此需采取溫差控制措施。

3 施工具體措施

（1）為降低混凝土內(nèi)外溫差，在基礎(chǔ)外圍制作了簡易的保溫棚 （50 mm厚夾芯彩鋼板），同時(shí)，內(nèi)部均布6臺(tái)6 kW的熱風(fēng)幕及6臺(tái)自制煤爐。房頂部及上墻處設(shè)置通風(fēng)和排煙口。

（2）室內(nèi)加溫時(shí)間從澆注完當(dāng)天算起，1～10d內(nèi)必須保持在20℃以上，11～20 d保持在15℃以上，20 d以后根據(jù)實(shí)際情況，確定是否需要繼續(xù)保溫。

（3）制訂值班制度，要求值班人員不停巡視，確保室內(nèi)溫度不低于20℃，這樣基本保證混凝土表面與保溫棚內(nèi)部空氣溫差不大于25℃。

（4）為降低混凝土的內(nèi)外溫差，內(nèi)部采用DN80 mm盤管進(jìn)行循環(huán)水降溫，循環(huán)水用泵與10 m3水箱相連，若混凝土內(nèi)部溫度過高，往水箱內(nèi)加入冰塊降溫。采用的盤管形式 （4排3層）如圖2所示。

（5）為降低水化熱，要求水灰比不得大于0.55。

3.1 混凝土澆注及監(jiān)測方法

單次混凝土澆注量：337 m3，計(jì)劃連續(xù)澆注時(shí)間不大于14.5 h。

澆注方向：采取推移式連續(xù)澆注的方式，自東南向西北重復(fù)進(jìn)行澆注，每層攤鋪厚度不大于500mm。

混凝土溫度測量：承臺(tái)處每3 m設(shè)一個(gè)測溫點(diǎn)，上層基礎(chǔ)在基礎(chǔ)平面布置4個(gè)溫度監(jiān)測點(diǎn)，沿混凝土澆注塊體深度方向每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)布置3個(gè)測點(diǎn) （深度分別為1、2、3 m，混凝土中埋入底部封死的DN40 mm鋼管，分別用繩子把玻璃溫度計(jì)吊掛在相應(yīng)深度），同時(shí)，室溫及混凝土表面溫度隨時(shí)采用紅外線測溫儀進(jìn)行檢測。具體監(jiān)測周期、頻數(shù)為：第1～7 d：每隔2 h一次；第8～16 d：每隔4～8 h一次；16 d以后根據(jù)實(shí)際情況確定。

3.2 施工中采取的其他措施

地腳螺栓的固定，采用 [20槽鋼，根據(jù)螺栓的具體尺寸組焊成框式結(jié)構(gòu)，用DN100 mm的鋼管焊接于墊層底部及綁扎好的鋼筋網(wǎng)上。

在承臺(tái)與上部二次澆注基礎(chǔ)之間留設(shè)直徑18mm的螺紋鋼帶錨固彎鉤，長度不小于1.3 m（上下兩側(cè)伸入混凝土不小于65 cm），間距50 cm，均勻布置，以保證施工縫不影響整體質(zhì)量。

拆模時(shí)間延遲到一個(gè)半月，以充分發(fā)揮混凝土的應(yīng)力松弛效應(yīng)。

4 實(shí)施效果

經(jīng)過項(xiàng)目部的精心組織與施工，在第3～9 d中，混凝土內(nèi)部溫度最高達(dá)到44℃，從第10 d開始降溫，在15 d內(nèi)基本上已經(jīng)降到28℃以下 （循環(huán)水一直開著），20 d以后，已經(jīng)降到20℃以下?，F(xiàn)場檢查結(jié)果表明未出現(xiàn)裂紋。

Concrete Pouring Operation for CS4 Compressor Foundation of China-Kazakstan Natural Gas Pipeline

HOU Ke-jun（China Petroleum Engineering and Construction Corp.,Beijing 100011,China）,WANG Shi-hua,WAMG Hao

Hydration heat releasing from mass concrete can cause bigger temperature difference between inner and surface of the concrete,especially it is easy to form concrete cracks at lower temperature.B25 concrete used in CS4 compressor foundation of China-Kazakstan pipeline was cast in rainy and snowy weather in winter,the control measures of temperature difference between inner and outer of the concrete is discussed in aspects of concrete material selection,design of mixing proportion,construction process and concrete curing,which resolved the crack problem effectively.

compressor station of gas pipeline;concrete foundation;hydration heat;temperature difference,crack control

TE974

B

1001-2206（2011）06-0047-02

候可軍 （1970-），男，山東膠州人，工程師，2007年畢業(yè)于中國石油大學(xué) （華東），主要從事國際石油工程建設(shè)的勘察、設(shè)計(jì)與施工工作。

2011-07-07