某水電站高拱壩混凝土的保溫防裂施工

肖德東

（四川二灘國際工程咨詢有限責任公司　四川　成都　611130）

某水電站高拱壩混凝土的保溫防裂施工

肖德東

（四川二灘國際工程咨詢有限責任公司四川成都611130）

混凝土保溫施工作為貴州某水電站高拱壩混凝土主要溫控措施之一，為有效地加強混凝土溫控，預防并減少混凝土溫度裂縫的產生，根據相關規范技術要求，結合工程施工氣候特征，對該水電站拱壩混凝土分別進行了永久部位保溫和臨時性保溫，并取得較好效果。

混凝土保溫；聚苯板；聚乙烯卷材；保溫施工；保溫效果；某水電站

1　工程概述

該水電站位于貴州省境內烏江干流中游，攔河大壩采用拋物線型雙曲高拱壩，壩頂高程640.50m，最大壩高230.5m。壩址附近氣溫驟降頻繁，除6～8月驟降幅度大于5℃平均出現次數少于1次外，9～5月均超過1次，其中3～5月超過2次，氣溫驟降幅度以2～3d降6～8℃居多，最大降溫幅度為19.7℃。由于拱壩混凝土暴露面較大，除了對拱壩基礎約束區、上下游壩面及其它重要結構部位混凝土進行高溫季節溫度控制外，同時還要必須加強低溫季節的拱壩混凝土表面保溫施工。

2　混凝土保溫目的及要求

2.1保溫目的

根據該水電站高拱壩混凝土施工相關技術要求和工程施工的氣候特征，通過采取保溫措施降低混凝土內外溫差和防止寒潮襲擊，減少混凝土表層溫度裂縫，預防混凝土深層裂縫的產生，從而達到確保拱壩混凝土結構的整體性和安全性目的。

2.2保溫要求

該水電站拱壩混凝土保溫主要分為永久部位保溫和臨時性保溫兩種，對于永久暴露面，10～4月份澆筑的混凝土，澆筑完拆模后立即設置施工期的永久保溫層；5～9月份澆筑的混凝土，10月初開始進行施工期的永久保溫層。永久保溫層布置在拱壩上游面高程430～585m，為30mm厚聚苯乙烯泡沫板，施工期的永久保溫指保溫至工程運行前。臨時性保溫是指進入低溫季節施工時的各類混凝土表面保溫，保溫材料分別采用彩色塑料編織布內夾1.4cm及1.8cm厚EPE聚乙烯保溫卷材，混凝土臨時保溫要求在每年10～4月份低溫季節實施。

3　永久部位保溫控制

3.1混凝土永久保溫材料

該水電站拱壩混凝土上游面高程430～585m永久保溫施工的主要材料為：聚苯乙烯泡沫板（以下簡稱聚苯板）、XL-11保溫板粘結劑和XL-21聚合物砂漿，其材料的主要性能指標如表1～3。

表1　聚苯板材料的主要性能指標

表2　XL-11保溫板粘結劑性能指標

表3　XL-21聚合物砂漿性能指標

3.2保溫施工的工藝流程

混凝土保溫施工的工藝流程見如流程圖1。

圖1　

3.3混凝土保溫施工

（1）施工準備：聚苯板粘貼施工在模板上升后由人工完成，高空作業使用軟梯，作業人員系雙保險后順軟梯下至工作面；苯板粘貼前應將壩面混凝土缺陷修復處理完成并清理干凈。

（2）粘貼聚苯板：用切割器將切成標準尺寸1200mm×600mm，允許偏差≤2mm；配制XL-11粘結劑，按粉量重量的25～30%加水攪拌均勻，一次配制宜在1h內完成；在板面輕柔均勻地抹上XL-11粘貼劑，厚度要求3～5mm；隨后立即將板立起就位粘貼，粘貼時應輕柔均勻壓擠，碰頭處不抹粘貼劑；粘貼聚苯反應做到上下錯縫，每貼完一塊后應及時清除擠出的粘結劑，板間不留縫隙。

（3）抹XL-21聚合物砂漿：將配制好的抹XL-21聚合物砂漿均勻地抹貼在聚苯板上，厚度一般為5～7mm；注意對接縫部位的封閉涂刷，不得有漏刷、裂紋、起皮、脫落等現像，24h內不得有流水沖刷。

圖2　混凝土聚苯板保溫施工照片

4　苯板保溫試驗

為了進一步驗證拱壩上游面混凝土表面粘貼聚苯板的保溫效果，在聚苯板與混凝土表面之間埋設電阻式溫度計進行了追蹤監測。各壩段（8號、11號、14號、17號、20號壩段）溫度監測成果為：聚苯板溫度計實測溫度與環境溫度最大相差12.2℃，實測平均溫度比環境溫度高約6.0℃，環境溫度在低溫時保溫差異最為明顯；聚苯板溫度計實測溫度在外界環境溫度變化時變幅不大，在連續兩測點氣溫變幅最大值約5℃時，聚苯板保溫后混凝土表面溫度變幅最大為0.9℃。從而表明環境溫度偏高時保溫效果不明顯，環境溫度越低保溫效果越為明顯，最冷時機保溫效果最佳；聚苯板內部基本上保持相對恒溫、恒濕。

圖3為14號壩段表面實測溫度匯總過程曲線圖。

圖3　

從圖3中可看出相同壩段在相近時段不同高程各測點溫度值基本接近；而在環境溫度變化或變化較大時，表面各測點溫度實測值變化也呈現出相同趨勢。說明在環境溫度變化的情況下，不同高程的溫度變化基本相同對溫度補償較為有利，環境溫度在低溫時保溫差異最為明顯，對防裂有利，且相鄰壩段不同時段混凝土溫度實測值也基本接近。

5　混凝土臨時性保溫

每年進入低溫季節施工后，除了進行拱壩上游壩面混凝土的永久性保溫外，還必須進行以下項目的混凝土臨時性保溫施工，保溫材料主要是由EPE聚乙烯保溫卷材、方木格柵壓條、鐵絲、鋼管及竹夾板等組成，保溫施工控制如下：

5.1混凝土倉內水平橫縫面保溫

采用14mm厚聚乙烯保溫卷材保溫被保溫，保溫被覆蓋時間在收倉沖毛處理進行。鋪蓋時要求保溫被搭接長度至少為10cm，保溫被接頭處用方木或鋼管壓緊。

5.2長間歇面保溫

對預計為長間歇面所有混凝土采用雙層18mm厚保溫被覆蓋。保溫被固定采用4cm×3cm（寬×厚）方木格柵壓條（間排距為1.5m×1.5m）并用射釘槍等與混凝土面釘牢。

5.3橫縫面和下游面保溫

對于拱壩豎向橫縫面和下游面混凝土，分別采用18mm厚聚乙烯保溫卷材保溫被進行保溫施工。保溫被的固定采用4cm× 3cm（寬×厚）方木格柵，格柵間距為1.5m×1.5m（局部因爬錐位置可進行調整），橫縫遇鍵槽則隨其起伏實施保溫，采用射釘槍等固定，保溫被保證搭接長度不小于10cm，且用18#扎絲連接牢固。

5.4孔口封堵保溫

對于孔口尺寸較大的部位（如底孔、中孔等）采用18cm厚保溫被進行密閉保溫。先在孔口部位用φ48×3.5鋼管搭設雙排鋼管架，孔口周圍與拉筋點焊固定，然后用8#鐵絲5cm×5cm的方木固定在鋼管架上，再用4cm×2cm木條將保溫被壓在方木上，最后用8#鐵絲將木條和方木綁牢。

6　混凝土保溫后的質量檢查

6.1拱壩上游面混凝土質量檢查

該水電站拱壩上游面混凝土質量檢查在每年低溫季節后實施，根據工程施工進展安排，經工程參建四方按照全面性、隨機性并兼顧針對性的原則，共同商討確定采用聚苯板抽條拆除的方法進行拱壩上游面混凝土質量檢查。2007年5月初、2008年7月初和2009年8月中旬分別對拱壩5～23號壩段上游壩面、2008年初凝凍期拱壩新老混凝土結合部位及孔口周邊部位等共進行了38處抽條拆除檢查，檢查評定結果混凝土保溫效果良好，滿足設計及規范要求。

6.2臨時性保溫部位質量檢查

臨時性保溫部位混凝土質量檢查是根據工程施工進度安排，隨保溫材料的取走而進行的，如混凝土倉面驗收前進行倉內混凝土裂縫檢查工作，若發現混凝土裂縫，應及時進行處理，從而達到預防混凝土裂縫的誘發和產生的效果。

6.3保溫效果

通過對拱壩上游面高程430～585m混凝土的保溫效果檢查，均未發現混凝土裂縫；對拱壩上游面高程585m以上和下游面進行了全面檢查，均未發現混凝土裂縫；由于受2008年初凝凍天氣影響，在這期間施工的部分混凝土水平橫縫及豎向橫縫等部位曾出現過較小的混凝土裂縫，這些混凝土裂縫已隨工程施工進展進行了全部處理，隨后并對混凝土裂縫的處理效果進行了質量檢查，結果完全能滿足工程運行要求。

7　結論

通過該拱壩混凝土保溫施工及保溫試驗效果表明：拱壩上游面混凝土表層溫度計實測溫度值與外界氣溫相差較小，同一壩段及相鄰壩段不同時段混凝土溫度實測值基本接近，特別是在2008年凝凍期間環境溫度極低情況下，從上游面混凝土表層溫度計實測溫度值分析外界環境溫度越低時，苯板保溫效果尤為明顯；這一特性為防止因環境溫度驟變而誘發大壩表面混凝土開裂起到了關鍵性的作用。說明通過保溫措施混凝土其內部基本上保持相對恒溫、恒濕，有效地降低混凝土表面溫度梯度，避免出現壩體混凝土表面裂縫。對拱壩表面混凝土的防裂起到了非常好的效果，達到了預期的目的。

TV544

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1673-0038（2015）19-0236-03

2015-4-21

肖德東（1981-），男，四川安縣人，工程師，全國監理工程師，水利建設工程監理工程師，國家注冊安全工程師，從事水利水電工程施工監理工作。