沐若水電站大壩RCC溫度控制技術與措施

張艷明 季雪峰 彭 涌

（中國水利水電第八工程局有限公司 長沙市 410007）

沐若工程所在地月平均最高氣溫為32℃；日照時間長，各月平均日照時間為（5.1～6.7）h/d。大壩建筑物下部塊體尺寸較大、施工期暴露面多，因此在施工過程中，需采取綜合措施，降低混凝土澆筑溫度和減少膠凝材料水化熱溫升，嚴格控制混凝土入倉溫度，并加強混凝土表面保溫和控制混凝土內外溫差，預防混凝土溫度裂縫產生。

表1 壩址處主要水文氣象資料表

1 混凝土溫控設計標準

1.1 水文氣象

馬來西亞位于赤道附近，屬于熱帶雨林氣候和熱帶季風氣候，無明顯四季之分，一年之中的溫差變化極小，平均溫度在（26～30）℃之間、全年雨量充沛。壩址所在沙撈越州地區降水、溫度的季節性差別不大，而相對濕度全年都比較高。工程所在地區的代表性氣候數據見表1。

1.2 混凝土溫控標準

鑒于本工程所處地區的氣候特征，混凝土施工期間經受高溫、強日照及大蒸發量的考驗，極易使混凝土變干、發白以及混凝土內部溫度過高，嚴重影響混凝土施工質量。為此，根據壩體運用條件、結構要求和基巖特性，以及參照國內相關規范規定和工程經驗，經計算確定沐若水電站大壩混凝土溫控標準如下：

（1）基礎溫差標準。根據試驗成果，本工程碾壓混凝土極限拉升值較高（詳見中南院和水電八局科研設計院試驗成果），按照相關規范要求及類似工程設計成果（如龍灘、光照等），為防止發生貫穿裂縫，主體建筑物采用的基礎允許溫差見表2。

表2 碾壓混凝土基礎允許溫差標準 ℃

（2）混凝土內外溫差標準。為降低混凝土溫度梯度，防止產生表面裂縫，內外溫差控制在（18～20）℃，常態混凝土取上限，碾壓混凝土取下限。

（3）新老混凝土上下層溫差標準。在齡期28 天以上的老混凝土上連續澆筑新混凝土，在新澆筑混凝土連續上升的條件下，新老混凝土在各自0.2 L高度范圍內的上下層溫差為（16～18）℃，常態混凝土取上限，碾壓混凝土取下限。當新澆混凝土不能連續上升時，應適當加嚴該標準。

（4）壩體允許最高溫度。根據相關規范，壩體各部位的允許最高溫度為基礎溫差與穩定溫度之和，同時上下層溫差及內外溫差控制標準取最小值，通過計算確定壩體最高溫度控制標準，詳見表3。

表3 沐若大壩允許最高溫度控制標準 ℃

（5）壩體混凝土出機口溫度。根據沐若大壩允許最高溫度控制標準，結合混凝土實際運輸、入倉方式而導致混凝土溫升，以及氣溫、日照輻射影響，最終確定沐若大壩混凝土出機口溫度：碾壓混凝土為21℃，常態混凝土為30℃。

2 碾壓混凝土溫控措施

2.1 碾壓混凝土生產溫度控制

（1）優化混凝土配合比設計。在混凝土澆注前，需安排充分的時間進行混凝土配合比優化設計，選擇發熱量較低的水泥、較優骨料級配、優質粉煤灰和優選復合外加劑（減水劑和引氣劑），達到降低混凝土單位水泥用量，以減少混凝土水化熱溫升和延緩水化熱發散速率。同時又確保碾混凝土的極限拉伸值（或抗拉強度）、強度保證率及可碾性。

（2）加強原材料存儲、保管。沐若砂石系統采用地弄給料機取料，人工骨料料倉最大堆料高度保證在（10～15）m，并且不少于7 天的儲料量。為此可以保證料堆底部骨料溫度受環境溫度影響較小，而且骨料溫度比較穩定，提高拌合樓一次風冷骨料倉的風冷保證率。

（3）保證骨料風冷時間。沐若大壩碾壓混凝土澆筑前向拌合工區發布澆筑通知，要求拌合樓提前進行骨料預冷，使骨料得到充分預冷至設計溫度。同時，沐若項目合理的供料系統大大縮短了骨料進倉時間，能夠及時、足量地向風冷料倉補充骨料，充分保證混凝土澆筑過程中的骨料冷卻效果。

（4）供料系統設置遮陽、保溫廊道。沐若人工骨料料廠至拌合樓風冷倉的骨料輸送線頂部設置遮陽、防雨棚，避免陽光直射及雨水浸入骨料，充分保證骨料具有穩定的入倉溫度，使得骨料預冷效果、預冷率達到設計要求。此外骨料風冷倉至拌合樓設置全封閉的保溫廊道，防止已冷卻的骨料在運輸過程中溫度回升。

（5）混凝土出機口溫度控制。沐若大壩要求最嚴出機口溫度為5月份強約束區混凝土澆筑時的出機口溫度，其它月份或其它部位須根據所對應的溫控要求及澆筑時段的氣溫條件，適當提高混凝土出機口溫度。

2.2 降低混凝土入倉溫度和澆筑溫度

采取綜合溫控措施，減少運輸途中及倉面的溫度回升，從而降低混凝土澆筑溫度。為減少預冷混凝土溫度回升，嚴格控制混凝土運輸時間和混凝土澆筑坯層被覆蓋前的暴露時間，混凝土運輸機具設置保溫設施，并減少轉運次數，高溫季節澆筑混凝土在倉面噴霧，以降低倉面氣溫，使預冷混凝土自出機口至倉面澆筑坯層被覆蓋前的溫度滿足要求。同時，在施工中加強管理，優選施工設備，加快混凝土入倉速度和覆蓋速度，降低混凝土澆筑溫度，從而降低壩體混凝土最高溫度。

（1）碾壓混凝土運輸溫度控制。

①采用汽車轉運入倉時，需加強混凝土運輸車輛的管制，確保運輸通道的暢通。開倉前規劃好混凝土澆筑不同時段的澆筑強度，針對不同澆筑強度配置相應數量的自卸汽車，以避免混凝土運輸過程中等車卸料現象，縮短運輸時間。料斗、溜槽及混凝土運輸車輛頂部須搭設遮陽、防雨棚，以減少混凝土溫度回升，同時，混凝土運輸車輛須定時用水沖洗降溫，以確保混凝土入倉溫度滿足要求。

②采用皮帶機、左岸供料線運輸時，皮帶機、供料線頂部及兩側須設保溫板，以減少太陽輻射熱及環境溫度引起預冷混凝土的溫升，必要時還需在皮帶機、供料線沿線進行噴霧降溫。

（2）碾壓混凝土入倉溫度控制。碾壓混凝土澆筑倉面須安排專職車輛指揮人員，安排、調度入倉車輛有序、快速卸料，避免倉內車輛堵塞而增加碾壓混凝土入倉時間，從而盡可能避免混凝土在入倉等待過程中的溫度回升。

（3）混凝土澆筑過程溫度控制。

①在高溫季節混凝土入倉后及時平倉、碾壓，縮短混凝土坯層暴露時間，碾壓合格的混凝土區域盡快安排下一胚層混凝土攤鋪、碾壓，如果需等待較長時間才進行下一胚層混凝土鋪筑、碾壓的區域需覆蓋防雨布，以避免碾壓混凝土溫度回升，但碾壓混凝土從出機到碾壓完畢（單個條帶）須控制在2 h 以內，層間間隔時間需控制在6 h 以內。

②大倉面碾壓混凝土施工持續時間長，應避開高溫季節高溫時段施工，以降低混凝土溫度控制難度，不能避開時，應加強混凝土施工管理。大倉面混凝土入倉不能滿足平鋪要求時，應采用斜層鋪攤法進行澆筑，以確保混凝土層間結合、施工質量及溫控滿足規范要求。

③高溫季節澆筑混凝土時，外界氣溫較高，為防止混凝土初凝及氣溫倒灌，采用高壓水沖毛機進行噴霧以降低倉面環境溫度。噴霧時避免直接向混凝土面噴射，沖毛機槍嘴斜向上成45°夾角，噴量控制在2.0 mm/h 以內，噴霧時要保證成霧狀，避免形成水滴落在混凝土面上。

④當倉面氣溫高于25℃時，碾壓混凝土每一條帶碾壓完后都需及時用彩條布覆蓋，并及時進行噴霧降溫，保持彩條布上呈濕潤狀態，直到攤鋪或覆蓋上一層混凝土時再揭開，以減少輻射熱溫升和環境溫度倒灌。

⑤高溫和較高溫季節的混凝土澆筑完成后，應及時進行不間斷灑水養護，保持倉面潮濕，使混凝土充分散熱，直到施工上層混凝土時為止。對側邊利用懸掛的多孔水管噴水養護，養護時間不小于28 天。為做好養護工作，建立專門養護隊伍，責任落實到人，并加強監督、檢查。

2.3 加強管理、提高施工質量

2.3.1 合理安排混凝土施工程序和進度

合理安排混凝土施工程序和施工進度，在施工中須做到：基礎約束區混凝土應在設計規定的間歇期內均勻、連續上升，不允許出現薄層長間歇，其余部位基本做到短間歇均勻上升。

2.3.2 混凝土澆筑分層及層間間歇期控制

（1）澆筑層厚根據溫控、結構和立模等條件，經由技術部、施工部制定詳細混凝土分層圖，確保各區域混凝土均勻、有序連續上升。碾壓混凝土采用連續上升澆筑方式，一般澆筑升層控制在3 m 以下，局部不超過9 m。

（2）層間間歇期從散熱、防裂及施工作業各方面綜合考慮，分析論證合理的層間間歇，一般不小于3 天，也盡量避免大于10 天，需進行固結灌漿的層面間隔時間不大于20 天，或分別在兩個層面進行固結灌漿，以縮短固結灌漿占壓倉面的時間。

2.3.3 加強混凝土溫度監測

（1）在混凝土澆筑期間，應特別注意混凝土溫度監測。高溫時段外界氣溫及倉面氣溫每4 h 測量1次；混凝土的出機口溫度、入倉溫度和澆筑溫度需每4 h 測量1 次；重要部位混凝土VC 值、入倉溫度、出機口溫度應每2 h 測1 次，所有測量結果均需要記錄在案備查。

（2）典型壩塊混凝土內的溫度監測通過預埋電阻式溫度計實現，混凝土澆筑完前5 天，要求每天監測2 次，5～28 天要求每天監測1 次，28 天至設計齡期，要求每3～5 天監測1 次。大壩施工初期需適當加強混凝土內溫溫度監測，并對現場監測結果進行統計、分析，以用于調整、指導大壩未澆筑區域的混凝土溫度控制。

（3）按照ISO9001∶2000 標準，建立混凝土溫控質量保證體系，對混凝土生產一條龍施工的各工序、環節的溫控采取全過程質量控制，建立施工原始數據觀測記錄，為今后溫度控制提供參考資料。

3 溫控監測成果

沐若水電站大壩溫度計埋設選取典型斷面為5#壩段和10#壩段。溫度計埋設在兩個不同高程的斷面，其臨近上下游面的溫度計基本都處于常態、變態混凝土中，其他位于碾壓混凝土中。

經溫度監測統計數據可知，碾壓混凝土中的溫度計在埋設后一般出現兩個高峰值，第一個高峰值出現在埋設層混凝土澆筑后平均5～7 天左右。第二個高峰值出現在上層混凝土覆蓋后。

埋設在變態混凝土（臨上下游面）的溫度計一般出現峰值較早，受水化熱影響，一般在埋設后3 天即出現最高值。一般出現高峰值后溫度迅速下降接近至大氣溫度，受日照氣溫影響較大。

5#壩段溫度監測表明該壩塊碾壓混凝土最高溫度為42.4℃，位于480 m 高程，壩塊長邊尺寸為49.5 m，已脫離基礎約束區，小于表3 中規定的允許壩體最高溫度為43℃的標準。10#壩段溫度監測表明該壩塊碾壓混凝土最高溫度為42.8℃，位于464.5 m高程，壩塊長邊尺寸為70.28 m，已脫離基礎約束區，略高于于表3 中規定的允許壩體最高溫度為42℃的標準，但是在可控范圍內。

4 結語

沐若水電站工程歷經近5年的施工建設，已澆筑完成大壩主體的碾壓混凝土（RCC）成功通過了當地日照強、溫度高、濕度大的考驗。在施工期間監測的溫度數據表明大壩混凝土溫度控制達到規范要求，溫控措施滿足施工需要，通過鉆孔取芯和實驗室的各項檢測指標均在設計和理論計算的范圍內。