高寒地區碾壓混凝土重力壩溫控探討

沈慈鑫

（浙江華東工程咨詢有限公司，浙江 杭州 311122）

高寒地區碾壓混凝土重力壩溫控探討

沈慈鑫

（浙江華東工程咨詢有限公司，浙江 杭州 311122）

高寒地區碾壓混凝土重力壩工程中，大體積混凝土的溫度控制是其重要環節，對增強碾壓混凝土重力壩的工程質量起到非常關鍵的作用。文章分析碾壓混凝土重力壩因溫度應力造成裂縫的原因，提出了對混凝土的溫度控制的具體措施。

高寒地區；碾壓混凝土重力壩；溫控

上世紀80年代，碾壓混凝土壩開始引入我國。跟之前的混凝土壩相比較，它有如下的特點：水泥耗費更少、水化熱溫升低、施工效率更高等。但是碾壓混凝土壩依然未能解決因為溫度下降而形成裂縫的缺陷。所以在碾壓混凝土重力壩的施工中，怎樣實現有效的溫度控制對于高效的施工非常關鍵。文章對碾壓混凝土壩因溫度應力造成裂縫的原因以及溫控措施進行了分析。

1 碾壓混凝土壩因溫度應力造成裂縫的原因

在我國的高寒地區，在工程的施工過程中，必然會遭遇氣候變化導致的突然降溫。所處環境的溫度驟然下降就會在混凝土表層形成很大的溫度拉應力，當溫度拉應力達到混凝土抗拉強度時，就會造成混凝土表層出現裂縫。主要原因為：①氣溫降低到穩定溫度場時，受底部基巖約束較大，并且應力較為匯集，造成了較大的應力產生；②每個越冬面上層的新澆混凝土應力較大，尤其是在越冬面的上、下游側，關鍵是由于大壩處于嚴寒地區，每當越冬時候停止澆混凝土、溫度回升時重新澆筑混凝土，底層老混凝土的溫度較低，且彈性模量已然很大，新混凝土在到了最大溫度以后，溫度降低的時候，受底層老混凝土的約束較大，因此造成這一區域的應力更大；③夏天澆筑混凝土的壩體，上、下游表層區域的混凝土應力較大，關鍵是由于大壩表層溫度受氣候干擾，發生劇烈改變。但是壩體里面溫度改變較慢，在內外層產生了非常大的溫差，因此造成應力的超標；④工程階段混凝土表層遇到降溫時，不管是新澆混凝土還是老混凝土，其表層溫度快速下降，應力快速提升。因為新澆筑混凝土時間不長，抗拉強度不夠，在遇到降溫時更易于形成裂縫。

2 溫度控制的具體措施

2.1 改善混凝土配合比、增強混凝土抗裂性能

混凝土原材料的特性以及配合比對混凝土的強度、變形、抗裂能力和溫升的高低、快慢的影響特別大。所以必須進一步增強對混凝土原材料以及配合比的檢驗、探索，增加粉煤灰用量；使用低熱大壩水泥；制造水化熱溫升低、線脹系數小、抗拉強度或極限拉伸值更高的混凝土，從而顯著減弱混凝土水化熱溫升，增強混凝土的抗裂能力。混凝土工程過程中，除了須達到混凝土標號、抗凍、抗滲、極限拉伸值等關鍵設計標準外，還須達到混凝土均質性標準。并且增強混凝土攪拌、轉運、澆筑流程中的工程把控和質量監管，確保混凝土工程質量滿足嚴格的規范要求。

2.2 注意工程施工時段、嚴格把控澆筑層厚

大壩各部分的混凝土因為澆筑的不同時段、不同管理情況以及所處環境的差別，形成的溫度應力有著較大的不同。所以科學規劃大壩混凝土工程流程和施工時段，是避免基礎貫穿性裂縫、降低表層裂縫的重要手段之一。對于高寒地區的工程，每年溫度較低的時間在合理的程度內需要盡量多澆、快澆混凝土；溫度較高的時間盡量利用早晚、夜間及陰天多澆筑混凝土；基礎墊層混凝土的澆筑時段需要避免高溫時期和接近越冬期的時間。由于高寒地區混凝土有效工程的時間不長，必然會在高溫時間澆筑混凝土。當在高溫時間澆筑混凝土，尤其是基礎約束區混凝土時，需要嚴格把控混凝土澆筑溫度，并依據施工規范實施溫控手段。

2.3 應用制冷措施、控制澆筑溫度

降低運送階段的溫度回升，管理入倉的溫度。夏天的時候必須嚴格管理混凝土運送時間，并在運送工具的箱體內加裝保溫層，混凝土運送時上面要有遮陽措施，并采取滿管溜槽實施保溫等手段降低熱量倒灌。降低倉面澆筑時候的混凝土溫度回升。在施工流程中，降低澆筑層覆蓋前的曝光時間，提高混凝土入倉效率和覆蓋效率，碾壓完成之后，馬上實施保溫措施做到臨時保溫。

2.4 管理內外溫差、增強表面保護

工程階段要做好臨時保溫。因為大壩工程階段常常會遭遇降溫，工程階段對大壩的曝光表層使用2cm聚氨酯保溫被實施臨時保溫。壩體的上、下游面要做好長期保溫。為了改善大壩上、下游表層混凝土在溫度劇烈變化時內外溫差太大的情況，對上、下游表面要做好長期保溫。

越冬水平面也要做好保溫。越冬面保溫層的打開時間，是高寒地區越冬保溫的一個相當關鍵的問題。假如打開時所處環境的溫度仍然比較低，則混凝土溫度同外面的溫度的內外溫差過大，會給混凝土表層造成“冷擊”作用，很容易在越冬頂層形成裂縫；越冬面保溫打開過晚，則會壓縮工程時間。越冬面保溫層的最合理的打開時間，是當所處環境溫度高過或等于越冬頂層混凝土溫度時，這時就可以避免打開時外面“冷擊”造成的不利作用。

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沈慈鑫（1985-），男，福建福清人，助理工程師，研究方向：水利水電工程監理。