高寒地區混凝土拱壩越冬保溫措施

劉銳敏

【摘要】為保證極寒條件下拱壩混凝土強度的持續增長，避免混凝土產生溫度裂縫，需要對拱壩各越冬面進行保溫防護。本文主要針對混凝土拱壩主體工程大部分已完工階段的越冬保溫需要進行闡述和探討。

【關鍵詞】拱壩混凝土；永久保溫；越冬面保溫

1、氣候特征

工程所在地地理位置緯度高，太陽輻射量小，加之受準噶爾盆地古爾班通古特沙漠的影響，該地氣候特點是：氣候干燥，春秋季短，冬季較長，11月至次年4月氣溫較低，每年只有8個月左右的施工時間，氣溫年振幅懸殊，日振幅明顯。

多年平均氣溫為4℃左右；極端最高氣溫39.4℃；極端最低氣溫接近-45℃，多年平均降水量為153.4mm，多年蒸發量為1619.5mm，多年平均風速3.7m/s，極端最大風速32.1m/s，最大積雪深度46cm，最大凍土深127cm。針對“冷、熱、風、干”的氣候特征，保證工程質量防止危害性裂縫的產生，要求高溫季節混凝土澆筑溫度為8℃～12℃，低溫季節混凝土澆筑溫度不低于3℃，倉面混凝土初凝時立即覆蓋一層保溫棉被。

2、混凝土拱壩越冬保溫措施

2.1 拱壩永久面保溫

2.1.1 施工方案。拱壩過流部位在泄水時需要承受水浪沖擊及冰凌撞擊力，應采用柔性保護層，選用聚脲可增強耐磨性和坑沖擊性。所以，拱壩上游面溢流表孔堰頂高程以下采用“噴涂聚脲防水涂料+噴涂硬泡聚氨酯+防老化面漆保溫防滲方案”，拱壩上游面溢流表孔堰頂高程以上采用“噴涂硬泡聚氨酯+防老化面漆保溫方案”，拱壩下游面采用“噴涂硬泡聚氨酯+防老化面漆保溫方案”。

為避免外界氣溫變化和混凝土內外溫差加大引起表面拉應力，并滿足越冬保溫要求，拱壩上游面常年平均水位線下1.5m處往下的部分和拱壩下游面均選用保溫性能好的密度為45kg/m3的硬泡聚氨酯進行噴涂。拱壩上游面常年平均水位線下1.5m處往上的混凝土面噴涂抗拉、抗壓強度較大的密度為55kg/m3的硬泡聚氨酯。

2.1.2 施工工藝及要求

（1）施工基面要求：噴涂作業前應將混凝土表面的砂漿、油漬、浮塵、雜物等清理干凈，起砂、起皮、蜂窩麻面、錯臺、孔洞、掛簾等缺陷按照相關規定進行處理，基面經現場監理工程師驗收合格后方能進行噴涂。混凝土基面應保持干燥狀態，含水率應不大于7%。

（2）拉拔實驗要求：在拱壩永久保溫施工前，應在大壩下游面選取合適的區域，針對多種保溫形式進行“聚脲與混凝土”、“硬泡聚氨酯與混凝土”和“聚脲與硬泡聚氨酯”三項拉拔實驗；噴涂聚脲防水涂料和噴涂硬泡聚氨酯施工質量實驗、檢驗等事宜應分別滿足《噴涂聚脲防水涂料》（GB/T23446-2009）、《硬泡聚氨酯保溫防水工程技術規范》（GB50404-2007）的相關要求。

（3）施工條件：采用小型電動升降吊籃（2人作業）進行拱壩永久保溫施工，當平均氣溫低于10℃，風力超過3級時應停止施工。

（4）施工工藝：①噴涂聚脲防水涂料：噴涂聚脲前，應將聚脲專用底涂均勻涂布在基層表面，連續、均勻、不堆積；底涂層干燥后應進行檢查，對于表面的細微縫隙或針孔，用專用膩子修補刮平，達到表面外觀無針孔的標準；底涂層完工后應進行灰塵、砂粒等污物的防護，并盡量在最短時間內進行聚脲噴涂作業；施工完成后的聚脲，噴涂表面應平整、無流掛、無針孔、無空鼓、無開裂、無異物混入，厚度應滿足設計要求。②噴涂硬泡聚氨酯：應按照自上而下的順序進行施工并分層噴涂，一次噴涂厚度不得超過1.5cm；噴涂表面應呈連續性，均勻、平整，表面平整度允許偏差應小于4mm；噴涂厚度應滿足設計要求。③噴涂防老化面漆：在噴涂玩聚氨酯后應及時噴涂防老化面漆，面漆應涂刷均勻，色澤一致，涂層應無氣泡、無開裂或剝落，厚度應達到設計要求。

（5）質量控制。所用材料的規格、性能應符合設計、規范要求，噴涂原材料存放嚴禁爆嗮，避免受潮。各構造層之間粘結牢固，無脫層、空鼓及裂縫，面層無粉皮、起皮及爆灰，用肉眼觀察及小錘輕擊的方法進行檢查。

2.2 拱壩越冬臨時保溫

2.2.1 先在越冬面頂部鋪設一層厚度為0.6mm的塑料薄膜，然后在其表面鋪設兩層厚度為2cm的聚乙烯保溫被，上面再鋪上十三層厚度為2cm的保溫棉被，最后在頂部鋪設一層三防帆布。塑料薄膜、保溫棉被和三防帆布鋪設時搭接長度應不小于20cm，相鄰兩層之間的聚乙烯保溫被及保溫棉被應錯縫鋪設，鋪設完成后，三防帆布接縫用沙袋壓蓋。

2.2.2 為加強保溫效果及防止側面進風，在越冬面上下游側各用沙袋壘筑高1.0m、寬0.8m的防風墻。

2.3 拱壩電梯井越冬保溫。電梯井壩段下游面與電梯井無接觸部分，進行永久保溫施工，其余部分用5層2cm厚的聚乙烯棉被和一層三防帆布進行保溫，最后用板條進行固定。電梯井井內積水抽干后在搭設保溫棚，其保溫方式同大壩越冬面臨時保溫。

2.4 拱壩下游護坦越冬保溫。首先在越冬面及周邊鋪設4層厚度為2cm的保溫棉被，最后在頂部鋪設一層三防帆布，保溫棉被、三防帆布應向保溫面四周延伸一定長度，各自搭接長度應不小于20cm，鋪設完成后用沙袋將三防帆布周邊接縫全部壓實。

2.5 引水發電洞及閘井越冬保溫。發電洞閘井進口及調壓井可先搭設腳手架，再用5層厚2cm的保溫棉被外加一層三方帆布封堵，并用板條進行固定。閘井混凝土可利用腳手架搭棚，再用3層厚度為2cm的保溫棉被和一層三防帆布進行覆蓋保溫，保溫棉被、三防帆布搭接長度應不小于20cm，鋪設完成后用沙袋將三防帆布周邊接縫全部壓實。

3、結語

在壩面進行土建施工時，應防止機械設備等物體撞擊到已完成噴涂施工的壩體保溫面，造成破壞的應進行修復。在進行拱壩越冬面臨時保溫時，必須將各部位臨時和永久性孔洞用厚木板封蓋，施工完成后必須在越冬面各臨邊部位及孔洞處設置警示牌，以免發生意外。