烏雪特水庫低溫季節瀝青心墻基座混凝土施工技術

姬紅衛

（中國水電建設集團第十五工程局有限公司 陜西 西安 710065）

1 工程概況

烏雪特水庫大壩壩型為澆筑式瀝青混凝土心墻壩，全長220m，最大壩高49.42m。大壩壩頂寬4m，壩頂高程1028.82m。澆筑式瀝青砼心墻軸線位于大壩軸線上游1.5m處，與壩軸線平行。高程979.4m～1000m之間心墻厚度0.4m；高程1000m～1027.12m（心墻頂部高程）之間，心墻厚度為0.3m。澆筑式瀝青混凝土心墻基礎坐落在弱風化層上,在基巖槽內澆筑C25F200W6混凝土基座。

烏雪特河流域中山地帶常年無夏，冬季漫長，冬季積雪深厚。自1956年以來，托里氣象站實測多年平均氣溫為5.0℃，極端最高氣溫為40.2℃，極端最低氣溫-26.6℃。一般情形下，壩址區土壤10cm凍結日期在十一月中旬，解凍日期在次年三月底，最大凍土深在154cm左右。托里氣象站降水量、蒸發量、氣溫、風速多年月年平均值見表1。按柯本氣候分類法，烏雪特流域壩址區為常濕寒冷氣候。

由于工程建設的特殊要求以及工程總施工進度要求，基座混凝土需要在2010年11月15日～2010年12月30日進行施工，為低溫季節施工。

表1 托里縣氣象站氣象要素統計表

2 熱平衡計算

2.1 環境溫度計算

低溫季節的室外溫度可按下列經驗公式計算：ta＝0.4te+0.6ty

式中，ta——室外計算溫度,℃；

te——歷年最冷月平均溫度,℃。依據氣象資料，該工程平均為-9.1℃取值。

ty——工程所在地區歷年絕對最低溫度,℃。依據氣象資料，該工程所在地區取低氣溫為ty＝-26.6℃。

經計算可知：ta＝－19.6℃。

2.2 砼運輸過程中的溫度損失計算

按8m3砼攪拌運輸車運輸，溜槽入倉方案計算，溫度損失近似公式為：

式中，tu——運輸過程中的濕度損失，℃；

t0——混凝土出機溫度，℃。取t0＝5.0℃；

ta——外界氣溫，℃。計算得：ta＝－19.6℃；

Z——運輸時間，h。Z＝0.3h；

A——裝運砼的容器系數，A＝0.2

計算可知：tu＝1.64℃。

2.3 混凝土澆筑過程中的溫度損失

混凝土入倉后，經過平倉振搗到上層覆蓋，溫度損失近似計算為：

式中，tj——澆筑過程中的溫度損失；

tBP——混凝土入倉溫度,℃。

tBP＝t0-tu＝5.0-1.64＝3.36℃；

tc——暖棚內溫度,℃。tc＝3℃（保證溫度）；

ZC——平層、振搗到上層覆蓋的時間（即澆搗時間）。

經計算得：tj＝0.19℃。

2.4 混凝土施工過程中溫度總損失

混凝土從拌和出機，經過運輸到平倉振搗，總的溫度損失值為：

式中，tn——總的溫度損失，℃；

tu——運輸過程中的溫度損失，℃。取1.64℃；

tj——澆筑過程中的溫度損失，℃。取0.19℃；

計算得:tn＝1.83℃。

澆筑完成的混凝土溫度為5.0℃-1.83℃＝3.17℃，滿足規范要求的低溫季節混凝土澆筑溫度，在嚴寒和寒冷地區，采用暖棚法并保證暖棚內溫度不低于3℃。

2.5 拌和水溫計算

依據規范要求，混凝土澆筑溫度不低于3℃，加上混凝土運輸、澆筑溫度損失，考慮各種因素影響，砂、石骨料搭設保溫棚，溫度按照0℃考慮。經計算拌和用水水溫45℃～50℃時，出機口溫度為6.3℃～7.1℃。

3 施工準備

施工前應做好以下準備工作：

（1）水泥、粉煤灰及外加劑等修建彩鋼房拆包間，人工拆袋；

（2）粗、細骨料搭設高度為4.5m高的保溫棚，保溫棚形式為鋼管架外包彩條布或防水帆布，棚內生火爐，防止骨料凍結并防止混入冰雪；

（3）拌和系統用彩鋼板全部包圍并在彩鋼房內生火爐；

（4）用熱水拌制混凝土，水加熱溫度為45℃～50℃。拌和用水加熱超過60℃時改變加料順序，將骨料與水先拌和再加入水泥，以免假凝；

（5）倉面清理前給倉面搭設保溫棚，棚內生火爐，澆筑混凝土前檢測基巖表面溫度，確保表面溫度為正溫，并經監理工程師檢驗合格后方可澆筑混凝土。

4 施工方法

4.1 混凝土澆筑施工工藝流程

混凝土澆筑施工工藝流程見圖1。

4.2 主要施工方法

（1）施工準備

按照第3條施工準備檢查落實。

（2）混凝土澆筑

模板安裝、止水安裝、倉面清理以及插筋制安等完成后進行倉面驗收，驗收合格后澆筑混凝土。混凝土入倉前，先在基巖面上均勻鋪設一層厚2cm～3cm的同標號水泥砂漿，每次鋪設砂漿的面積與混凝土澆筑強度相適應，鋪設砂漿后30min內混凝土覆蓋。

混凝土在拌和站集中拌制，出機口溫度根據外界氣溫及氣候條件動態調整，保證混凝土澆筑溫度不低于3℃，并保持混凝土澆筑溫度均勻。控制方法以調節拌和水溫，提高混凝土拌和物溫度的方法首先考慮加熱拌和用水，當加熱拌和用水尚不能滿足澆筑溫度要求時加熱骨料。

混凝土水平運輸采用混凝土攪拌運輸車（對罐體做保溫處理）運輸；垂直運輸采用溜槽入倉，必要時挖掘機輔助入倉，人工平倉、振搗。

止水部位的振搗是混凝土施工的關鍵之一。為確保止水片附近混凝土的密實，避免止水片出現變形和變位的現象，安派專人負責止水下部的混凝土分層鋪料、振搗。振搗時注意不要將振搗棒觸及止水。

（3）混凝土養護、保溫

混凝土澆筑結束后立即在其上覆蓋塑料布并同時覆蓋保溫棉被兩層，在作業棚內生爐火。

（4）拆模

混凝土澆筑結束36h后可以拆模，拆模后立即用保溫棉被覆蓋，同時監測混凝土表面溫度，在2d～3d內混凝土表面降溫不超過6℃。

（5）止水設施保護及混凝土保溫

混凝土達到其50%齡期后進行固結灌漿，在灌漿之前保持覆蓋，在灌漿過程中絕對不能損壞止水。

5 溫度觀測

施工期間，溫度觀測按如下規定執行：

（1）外界氣溫采用人工測溫，每天4h測量1次；

（2）暖棚內氣溫每4小時一次，以距混凝土面50cm的溫度為準，測四邊角和中心溫度的平均數為暖棚內氣溫值；

（3）水、外加劑及骨料的溫度每小時測一次；

（4）混凝土的機口溫度，運輸過程中溫度損失及澆筑溫度，每2h測量一次；

（5）已澆混凝土塊體內部溫度，埋設測溫孔（孔深應大于15cm，孔內灌滿液體介質），用玻璃溫度計測量。

6 結論

烏雪特水庫河床段基座混凝土工程低溫季節施工技術的應用，混凝土力學指標均滿足設計要求，沒有出現裂縫等缺陷，取得了良好的效果。但是低溫季節采取保溫措施，工程費用較大，約增加工程費用的20%左右，故在低溫季節施工混凝土時，無論采用何種施工方案和保溫措施，均應加快進度，以降低工程費用。陜西水利