混凝土壩溫控防裂技術(shù)探討

摘 要：混凝土壩施工過(guò)程中由于原材料、施工工藝、操作技術(shù)、外界條件等因素，很容易出現(xiàn)各種裂縫，并且混凝土入倉(cāng)溫度、氣候溫度對(duì)于混凝土壩有著直接的影響，為了保障混凝土壩質(zhì)量和穩(wěn)定性，采用合適的溫控防裂技術(shù)，加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)施工管理，做好溫控防裂養(yǎng)護(hù)工作。本文簡(jiǎn)要介紹了混凝土壩概況，分析了混凝土壩常見(jiàn)裂縫，闡述了混凝土壩溫控防裂技術(shù)應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：混凝土壩；溫控防裂技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.070

混凝土壩的穩(wěn)定性和牢固性對(duì)于水利工程使用壽命有著直接的影響，而一旦壩體出現(xiàn)裂縫，一方面壩體容易出現(xiàn)漏水問(wèn)題，另一方面會(huì)嚴(yán)重威脅水利工程安全。結(jié)合混凝土壩實(shí)際情況，嚴(yán)格控制混凝土溫度變化，采取科學(xué)合理的防裂技術(shù)，采用養(yǎng)護(hù)、保溫、后冷、預(yù)冷等控制措施，保障混凝土壩施工質(zhì)量。

1 混凝土壩概況

水墊塘邊墻深65m，墻頂高程1660m，水墊塘底板厚度約4m，板頂高程1590m，基面高層1584m，邊墻坡度1：1.5，底板寬度約46m，1620m高程位置設(shè)置一條馬道，寬度約4m，1620m高程以上墻厚度為2m，以下部分墻體厚度為3m，墻體頂寬11m，邊墻和水墊塘底板的混凝土橫向縫間距為11.5m，沿著水墊塘的中心線合理布置縱向縫，在邊墻1635m、1620m、1610m、1600m位置設(shè)置水平施工縫。二道壩建基頂寬5m，壩高55mm，壩頂高程1635m，壩底寬60m，整個(gè)混凝土壩共5個(gè)壩段，壩頂長(zhǎng)度約104m。

2 混凝土壩常見(jiàn)裂縫

2.1 施工階段裂縫

混凝土壩施工過(guò)程中，受到寒潮、氣溫驟降等因素影響，使得壩內(nèi)外形成較大溫差，混凝土表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，很容易造成壩體開(kāi)裂。并且混凝土壩經(jīng)常在溫度驟降、陰雨天氣、低溫等季節(jié)進(jìn)行施工，容易產(chǎn)生各種溫度裂縫[1]。

2.2 施工后裂縫

混凝土壩建成初期，混凝土表面溫度不斷下降，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和壩體約束區(qū)溫差較大，在遇到水庫(kù)蓄水冷擊后或者在寒冷的低溫季節(jié)，混凝土壩上游和下游表面很容易形成裂縫，一旦上游壩面出現(xiàn)裂縫，在水力作用下會(huì)逐漸形成深度裂縫，甚至穿透防滲體[2]，嚴(yán)重影響混凝土壩安全。

3 混凝土壩溫控防裂技術(shù)應(yīng)用

3.1 合理分塊分縫

溫度應(yīng)力對(duì)于混凝土壩裂縫有著直接影響，選擇混凝土壩型時(shí)，應(yīng)充分考慮到溫度變化對(duì)于不同壩型的影響，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，盡量選擇利于溫控防裂的混凝土壩型，例如在日溫差比較大、天氣寒冷的地區(qū)，應(yīng)避免修建薄拱壩，這種壩型受天氣變化的影響比較大。同時(shí)，合理對(duì)混凝土壩分塊分縫，一般情況下，分縫主要分為縱縫和橫縫，充分考慮到混凝土壩施工水平、壩體結(jié)構(gòu)、氣候條件等，做好壩體的溫控仿真和敏感性分析，按照實(shí)際的混凝土壩施工經(jīng)驗(yàn)，縱縫控制在20m～50m，橫縫約30m[3]。

3.2 優(yōu)化混凝土原材料

混凝土抗裂性能和骨料膨脹系數(shù)、水化熱溫度變化、彈性模量、抗拉強(qiáng)度、極限拉伸值、體積變形、干縮變形等有著直接關(guān)系，為了控制混凝土壩裂縫，應(yīng)加強(qiáng)混凝土水化熱控制，在混凝土壩施工過(guò)程中，減少水泥使用量，采用發(fā)熱量低的優(yōu)質(zhì)水泥，嚴(yán)格按照混凝土壩施工設(shè)計(jì)要求，選擇合適級(jí)配的骨料，在混凝土攪拌過(guò)程中添加適量的減水劑和粉煤灰，形成低流態(tài)混凝土。同時(shí)，控制混凝土體積變形，混凝土材料自身具有膨脹性和收縮性，通常情況下，混凝土材料發(fā)生自收縮時(shí)，在進(jìn)行溫控計(jì)算時(shí)應(yīng)充分考慮到這個(gè)因素，若自變收縮性相對(duì)較大，混凝土壩施工應(yīng)盡量采用補(bǔ)償收縮混凝土或者微膨脹混凝土。為了滿足混凝土壩的微膨脹性能，混凝土攪拌過(guò)程中添加適量的膨脹水泥或者M(jìn)gO混凝土，摻加量為4%～5%，在混凝土壩的堵頭、深槽、大壩基礎(chǔ)、溢流面等區(qū)域使用補(bǔ)償性收縮混凝土。

3.3 加強(qiáng)施工溫控防裂措施

3.3.1 合理控制施工進(jìn)度和施工程序

混凝土壩施工過(guò)程中應(yīng)合理控制施工進(jìn)度和施工程序，減少壩體表面裂縫，避免混凝土壩的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形成貫穿裂縫，結(jié)合混凝土壩溫度應(yīng)力特點(diǎn)，盡量在低溫季節(jié)對(duì)壩體基礎(chǔ)部位進(jìn)行施工，嚴(yán)禁長(zhǎng)間歇施工。當(dāng)前，混凝土壩基礎(chǔ)部位施工應(yīng)優(yōu)化施工組織，采用固結(jié)灌漿施工方法，科學(xué)協(xié)調(diào)倉(cāng)面澆筑和固灌施工順序，對(duì)各個(gè)壩塊和壩段做好溫控防裂。

3.3.2 壩體溫度控制

壩體溫度控制是混凝土壩溫控防裂的關(guān)鍵措施，混凝土運(yùn)輸過(guò)程中要嚴(yán)格控制溫度回升，控制混凝土出口文圖，對(duì)混凝土進(jìn)行通水冷卻，做好混凝土壩表面養(yǎng)護(hù)處理。當(dāng)前，混凝土壩施工過(guò)程中，混凝土出機(jī)口溫度應(yīng)保持在8攝氏度左右，運(yùn)輸混凝土?xí)r要通水冷卻和見(jiàn)遮陽(yáng)棚保溫，冷卻水溫度控制在6～10攝氏度，通水量為26～30L/min，做好灑水養(yǎng)護(hù)。

3.3.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土壩施工結(jié)束后，選擇永久保溫層，做好防滲和保溫。對(duì)混凝土壩選擇氮素尿、聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚苯乙烯等保溫材料，若在寒冷的冬季進(jìn)行施工建設(shè)，在混凝土表面鋪設(shè)沙層，做好混凝土頂面保溫。混凝土施工結(jié)束后，在混凝土壩體表面噴涂聚氨酯泡沫保溫層[4]，溫差減小后再拆除保護(hù)層。同時(shí)，為了避免混凝土壩表面開(kāi)裂，在澆筑施工18小時(shí)以內(nèi)進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，拆除模板之前，混凝土和模板表面應(yīng)保持濕潤(rùn)，為了避免高溫環(huán)境中混凝土發(fā)生干硬、脫水、蒸發(fā)等現(xiàn)象，在施工現(xiàn)場(chǎng)周圍設(shè)置水池做好蓄水養(yǎng)護(hù)，保障混凝土壩施工質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

混凝土壩是一種重要的水利工程結(jié)構(gòu)，其施工建設(shè)具有特殊性和復(fù)雜性，結(jié)合混凝土壩實(shí)際情況，綜合考慮多種因素，采用科學(xué)合理的溫控防裂措施，加強(qiáng)混凝土壩施工管理，做好溫度控制，優(yōu)化溫控防裂技術(shù)，提高混凝土壩穩(wěn)定性和施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉毅，張國(guó)新.混凝土壩溫控防裂要點(diǎn)的探討[J].水利水電技術(shù)，2014（01）：77-83+89.

[2]孫小寶.混凝土壩溫控防裂要點(diǎn)的探討[J].科技致富向?qū)В?014（26）：184.

[3]宋永嘉，豐帥.碾壓混凝土壩溫控防裂探討[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2013（01）：148-149.

[4]王紅強(qiáng)，張光碧，張國(guó)瑞.碾壓混凝土壩溫控防裂關(guān)鍵技術(shù)研究[J].四川水力發(fā)電，2012（01）：13-15.

作者簡(jiǎn)介：劉星（1988-），男，湖北宜昌人，本科，研究方向：施工技術(shù)及管理。