漳衛(wèi)南運(yùn)河祝官屯樞紐節(jié)制閘除險(xiǎn)加固工程低溫季節(jié)混凝土施工質(zhì)量控制

石評楊，秦何聰

（1.海河水利委員會漳衛(wèi)南運(yùn)河管理局，山東德州 253009；2.漳衛(wèi)南運(yùn)河岳城水庫管理局，河北邯鄲 056001）

1 工程概況

祝官屯樞紐位于山東省武城縣，是海河流域漳衛(wèi)南運(yùn)河水系衛(wèi)運(yùn)河上的控制性樞紐工程，1977年建成以來在灌溉和防洪中發(fā)揮了顯著效益。因工程老化，2012年進(jìn)行了除險(xiǎn)加固工程，內(nèi)容主要包括：原閘墩拆除重建、閘室段改建及其上部機(jī)架橋、工作橋、啟閉機(jī)房拆除重建，上游鋪蓋裂縫及地基處理、消力池排水孔修復(fù)及表面混凝土修補(bǔ)等。

為保證祝官屯樞紐2013年汛前具備安全度汛條件，必須進(jìn)行冬季施工。低溫季節(jié)混凝土施工易產(chǎn)生凍脹破壞和溫度裂縫，不僅會造成混凝土強(qiáng)度降低，甚至?xí)绊懡ㄖ锝Y(jié)構(gòu)安全。經(jīng)優(yōu)化施工方案和采取低溫施工保障措施，強(qiáng)化混凝土施工質(zhì)量控制，順利完成閘墩、上游左右岸新建扶壁翼墻及機(jī)架橋預(yù)制梁工程，經(jīng)檢驗(yàn)質(zhì)量優(yōu)良，降低了工程造價(jià)，保證了工程進(jìn)度。

2 施工期氣象條件

按照相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范，連續(xù)5 d的日平均氣溫穩(wěn)定在5 ℃以下或最低氣溫連續(xù)5 d 穩(wěn)定在-3 ℃以下時(shí)施工，屬于低溫季節(jié)施工。祝官屯樞紐閘墩、上游左右岸新建扶壁翼墻及機(jī)架橋預(yù)制梁混凝土工程施工在2012年11月下旬至2013年1月上旬進(jìn)行，施工期平均氣溫-3.2 ℃，最低氣溫為-17 ℃，屬于低溫季節(jié)混凝土施工，應(yīng)采取低溫保護(hù)措施。

3 施工質(zhì)量控制

3.1 用料質(zhì)量控制

（1）原材料。水泥采用普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級42.5，含堿量小于0.6%；砂采用天然中砂，細(xì)度模數(shù)2.78，顆粒級配連續(xù)，級配曲線在Ⅱ區(qū)；石子采用三級配，分為5～20、20～40 和40～80 mm，最大粒徑為80 mm，含水率控制在0.1%～0.2%；選用符合混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)的當(dāng)?shù)仫嬘盟鳛榛炷涟韬陀盟?/p>

（2）混凝土配合比。閘墩混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級C25F200W4，機(jī)架橋預(yù)制梁混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級C30F100，翼墻混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級C25F200W4。根據(jù)工程實(shí)際要求，施工前進(jìn)行了低溫季節(jié)混凝土配合比試驗(yàn)，確定閘墩混凝土坍落度為5～7 cm、翼墻混凝土坍落度為8～12 cm、水灰比均為0.5、混凝土中水泥用量不少于300 kg/m3。

（3）外加劑。為保證能有效降低混凝土冰點(diǎn)、防止混凝土早期凍害和在負(fù)溫條件下能確保混凝土不被凍壞，選用NC—F4 混凝土引氣減水劑作為外加劑。NC—F4混凝土引氣減水劑具有高效減水、引氣、早強(qiáng)、防凍等作用并且對鋼筋無腐蝕，含氣量為4%。

3.2 混凝土施工質(zhì)量控制

（1）混凝土拌和。生產(chǎn)前盡量將骨料堆高，并對其表面進(jìn)行覆蓋，使用時(shí)揭掉表面冰凍層，從堆料中間部位取料；拌合時(shí)間由15 s延長到30 s；對拌和用水通過鍋爐進(jìn)行加熱，加熱溫度視外部溫度條件進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)確保在拌合骨料時(shí)水溫保持在50～55 ℃，以防止水泥假凝；為防止外加劑影響其組份，采取外加劑容器保溫、加熱，循環(huán)攪拌，每天循環(huán)4次；改變投料次序，先將砂石骨料及水進(jìn)行拌合預(yù)熱，再投膠凝材料2次拌合；在出機(jī)口進(jìn)行溫度測量，其溫度不得大于35 ℃；嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行配料，并保證配料準(zhǔn)確，尤其控制加水量和外加劑摻量。

（2）混凝土運(yùn)輸。采用混凝土罐車運(yùn)輸，并對罐體采用專用的棉被包裹，以確保混凝土運(yùn)輸車最后出料的入倉溫度，從而提高混凝土的入倉溫度。

（3）混凝土澆筑。①優(yōu)化入倉方式。將原來的吊罐入倉調(diào)整為混凝土泵送入倉，以減少混凝土在外部環(huán)境裸露時(shí)間，保證混凝土實(shí)際入倉溫度為11 ℃。②選擇合理的澆筑時(shí)間。由于一個(gè)閘墩混凝土澆筑時(shí)間大于24 h，澆筑期間，密切關(guān)注并及時(shí)了解溫度及天氣變化情況，選擇溫度相對較高時(shí)段進(jìn)行澆筑，確保在溫度較高的時(shí)間段內(nèi)連續(xù)完成獨(dú)立工程部位的混凝土澆筑；由于翼墻底板和墻身厚度較薄，澆筑時(shí)段選擇在8：00～18：00之間完成。盡量在正溫情況下進(jìn)行混凝土澆筑，當(dāng)室外氣溫低于-5 ℃不再進(jìn)行室外混凝土澆筑。③倉面清理。澆筑前，測量倉面溫度，倉面溫度低于0 ℃時(shí)，采用熱水濕潤倉面，并將積水用棉紗清理干凈，必要時(shí)選用噴燈加熱。遇雨雪天氣及時(shí)對倉面進(jìn)行覆蓋，以確保倉面干凈，不得有冰雪和污垢等，嚴(yán)禁將冰雪、凍塊帶入倉內(nèi)，以提高混凝土澆筑溫度和保證澆筑質(zhì)量。④混凝土澆筑前，提前準(zhǔn)備好塑料布、棉被等材料，待混凝土澆筑完畢后立即對澆筑部位進(jìn)行包裹保溫養(yǎng)護(hù)。加快澆筑速度，防止混凝土拌合物大量散熱，混凝土入倉后立即進(jìn)行平倉、振搗，澆筑時(shí)隨澆筑、隨振搗、隨覆蓋，以減小熱量損失，在覆蓋上層混凝土?xí)r下層混凝土溫度不得低于3 ℃。為使混凝土不受凍害，采用邊澆筑邊保溫的防護(hù)措施，在不影響模板變形觀測的情況下，將已澆筑的混凝土用保溫材料及時(shí)包裹，其中內(nèi)層用棉被橫向包裹、外層用塑料布包裹。通過實(shí)際測量，保證混凝土強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%，方可進(jìn)行模板拆除，同時(shí)注意選擇避開夜間和溫度陡降時(shí)拆模，模板拆除后如果混凝土表面溫度與外界氣溫相差在20 ℃以上時(shí)，繼續(xù)對混凝土進(jìn)行保溫、保水養(yǎng)護(hù)至混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

（4）溫度檢測。混凝土施工過程中，外部環(huán)境氣溫采用人工測量，每4 h觀測1次，每2 h測量1次混凝土原材料的溫度、出機(jī)口溫度及拌和水的溫度和氣溫；每輛混凝土罐車進(jìn)場后先進(jìn)行溫度測量，保證溫度達(dá)到13 ℃以上；混凝土澆筑完成后3 d 內(nèi)加密觀測溫度變化，外部混凝土每天觀測最高、最低氣溫，內(nèi)部混凝土每6 h 觀測1 次，氣溫驟降或寒潮期間應(yīng)增加溫度觀測次數(shù)，并做好專門記錄。

4 施工質(zhì)量檢測

4.1 抗壓強(qiáng)度檢測

抽取低溫季節(jié)混凝土施工工程部位28 d 齡期C25混凝土試塊20組、C30混凝土試塊8組進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測。

同一標(biāo)號（或強(qiáng)度等級）混凝土試塊28 d齡期抗壓強(qiáng)度的組數(shù)30＞n≥5 時(shí)，混凝土試塊強(qiáng)度應(yīng)同時(shí)滿足下列要求：

式中：Sn為n組試件強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差（MPa），當(dāng)Sn＜2.0 MPa時(shí)R標(biāo)≥20 MPa，當(dāng)Sn＝1.5 MPa時(shí)R標(biāo)＜20 MPa；Rn為n組試件強(qiáng)度平均值（MPa）；R標(biāo)為設(shè)計(jì)28 d齡期抗壓強(qiáng)度值（MPa）；n為樣本容量。

C25、C30混凝土試塊單組試件抗壓強(qiáng)度檢測標(biāo)準(zhǔn)試件值，見表1-2。

表1 C25混凝土試塊單組試件抗壓強(qiáng)度檢測標(biāo)準(zhǔn)試件值

根據(jù)表1，確定R標(biāo)=25 MPa、R20=29.4 MPa、S20=5.37 MPa，據(jù)此推出：R20- 0.7S20＞R標(biāo)，R20-1.60S20≥0.83R標(biāo)，表明C25混凝土抗壓強(qiáng)度合格。

表2 C30混凝土試塊單組試件抗壓強(qiáng)度檢測標(biāo)準(zhǔn)試件值

根據(jù)表2，確定R標(biāo)=30 MPa、R8=35.2 MPa、S8=2.57 MPa，據(jù) 此 推 出：R8-0.7S8＞R標(biāo)，R8-1.60S8≥0.83R標(biāo)，表明C30混凝土抗壓強(qiáng)度合格。

4.2 抗?jié)B、抗凍試驗(yàn)

抽取低溫季節(jié)混凝土施工工程部位28 d齡期混凝土試塊抗?jié)B2組、抗凍4組進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果均為合格，滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語

祝官屯工程低溫季節(jié)混凝土施工，從全過程、全方位嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制，保證了工程質(zhì)量，確保了工期，保障了工程良性運(yùn)行與效益的充分發(fā)揮。

[1]DLT5144-2001，水工混凝土施工規(guī)范[S].