極寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩河水冷卻溫控施工技術(shù)應(yīng)用與效果

【摘要】新疆處于嚴(yán)寒地區(qū)，如何做好大壩的溫控技術(shù)成了保證大壩施工質(zhì)量重要因素，為a了保證大壩施工質(zhì)量，同時(shí)在成本上考慮，采取河水進(jìn)行冷卻溫控，本文主要針對(duì)極寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩河水冷卻溫控施工技術(shù)應(yīng)用與效果進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】溫控；冷卻通水；通水流量

1.概況

新疆沙爾布拉克碾壓混凝土重力壩工程壩頂高程804m，壩頂寬5m，最大壩高57.5m，壩軸線總長(zhǎng)213.325m，溢流壩段長(zhǎng)27.5m。壩砼總計(jì)19萬(wàn)m3，其中大壩碾壓混凝土16.3萬(wàn)m3，常態(tài)混凝土2.8萬(wàn)m3，鋼筋制安660t。庫(kù)區(qū)來(lái)水主要發(fā)源于阿爾泰山中段的庫(kù)爾木圖達(dá)坂，阿爾泰山中段南坡。主要山脊高度在3000米以上，地區(qū)屬大陸性氣候，夏季溫暖多雨；冬季嚴(yán)寒，山谷中少雪而高山地帶大雪紛飛。年平均溫度為0度，其中7月份高山雪線以下的地區(qū)平均溫度為15～17℃，冬季最低氣溫達(dá)到-62度年均降水量在500～700毫米之間。

根據(jù)項(xiàng)目部經(jīng)濟(jì)成本計(jì)劃，同時(shí)也為了保證施工質(zhì)量，現(xiàn)要求項(xiàng)目部利用有限成本進(jìn)行大壩混凝土溫控施工。

2.影響混凝土溫度的主要因素

2.1 膠凝材料對(duì)混凝土溫度的影響

大體積砼中水泥是水化熱的主要熱源，減少水化熱是防止混凝土溫度上升的主要因素。為了保證大體積砼的強(qiáng)度要求，同時(shí)降低水泥用量，選用水化熱低的水泥是降低水化熱的重要手段。

工程采用某牌P·O42.5水泥，其水泥化學(xué)分析檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1，水泥水化熱檢測(cè)見(jiàn)表2。

從檢測(cè)結(jié)果可知：某牌P·O42.5水泥水化熱較低，所檢3天與7天水化熱指標(biāo)，符合規(guī)范對(duì)中熱水泥水化熱的要求，并接近于低熱水泥。采用此品牌的P·O42.5水泥可以從源頭上降低混凝土的水化熱。

2.2 自然條件對(duì)混凝土溫度的影響

大壩表面混凝土溫度與外界氣溫有直接關(guān)系，新疆全年日照2550-3500小時(shí)，夏至日后日照時(shí)間長(zhǎng)達(dá)14-16小時(shí)，冬至日后日照時(shí)間在9小時(shí)左右，且早晚溫差在10℃以上，高時(shí)可達(dá)20℃。做好壩面的流水養(yǎng)護(hù)工作，同時(shí)也是給壩面混凝土做了層防護(hù)，也降低了壩面混凝土溫度。

3.溫控方案應(yīng)用及效果

優(yōu)化好配合比及做好壩面日常的流水養(yǎng)護(hù)工作都給混凝土溫控帶來(lái)了一定的效果，但由于混凝土導(dǎo)熱系數(shù)小，如何做好大壩內(nèi)部砼的溫控是決定大壩澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，而且如何經(jīng)濟(jì)有效的做好大壩混凝土溫控工作成了項(xiàng)目部一直考慮的問(wèn)題。由于電站地處新疆地區(qū)，新疆夏季主要是6，7，8三個(gè)月，最高氣溫34℃，最低氣溫6℃，電站庫(kù)區(qū)來(lái)水主要以上游雪山融雪為主，河水溫度低，8月1日對(duì)大壩下游水溫進(jìn)行測(cè)量，水溫僅有16℃，低水溫的運(yùn)用能夠給相對(duì)高溫的混凝土降溫帶來(lái)效果，同時(shí)也帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效果，于是項(xiàng)目部采用河水進(jìn)行大壩混凝土溫控工作。

3.1 通水方案

按設(shè)計(jì)要求，壩體冷卻水管采用塑料管，支管內(nèi)徑28mm，外徑32mm按蛇形布置，管頭設(shè)置閘閥以調(diào)節(jié)流量，在基礎(chǔ)約束區(qū)（EL758高程以下）水管間距為1.5m×3m（水平×垂直），非約束區(qū)（EL758高程以上）水管間距為3m×3m（水平×垂直）。支管距離上下游壩面以及橫縫面的最短距離不小于0.8m。在右岸壩頭設(shè)置50噸水池兩個(gè)，其中1#水池設(shè)置遮陽(yáng)棚，2#水池不設(shè)置遮陽(yáng)棚，設(shè)置遮陽(yáng)棚主要是以日照來(lái)調(diào)節(jié)水溫。水池單獨(dú)配置18.5KW水泵2臺(tái)，一臺(tái)使用，一臺(tái)備用。供水以河水為水源，24小時(shí)不間斷，混凝土澆筑完成后，為了保證混凝土溫度與水溫之差不大于15℃，前期通水主要以2#水池為主，并保證通水流量不小于20升/分，每天測(cè)溫兩次，如混凝土溫度降溫大于1℃/d，則降低通水流量，通水天數(shù)以20天為準(zhǔn)，如果混凝土溫度趨于穩(wěn)定并小于設(shè)計(jì)值則停止冷卻通水。如果出水溫度大于設(shè)計(jì)溫度則進(jìn)行二期通水冷卻，二期通水主要采用1#水池的水為主，通水后及時(shí)觀察混凝土溫度，同時(shí)根據(jù)混凝土溫度及時(shí)調(diào)節(jié)通水流量，并同時(shí)保證通水流量不小于20升/分。

3.2 應(yīng)用效果

大壩冷卻通水工作2012年度，從8月9日開(kāi)始。大壩EL756.5通水測(cè)溫情況詳見(jiàn)表3，選取溢流壩段大壩EL756.5，T2溫度計(jì)溫度觀測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4

經(jīng)過(guò)17天連續(xù)通水后，溢流壩段EL765.5混凝土溫度趨于平衡，且小于設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)約束區(qū)給定的第一期通水控制在23℃，故停止第一期冷卻通水。

4.結(jié)語(yǔ)

購(gòu)買制冷設(shè)備也能夠做好溫控的工作，當(dāng)然這會(huì)帶來(lái)大量的投資，且工程年有效工作時(shí)間短，在年有效的工作時(shí)間內(nèi)高溫季節(jié)也短，早晚溫差大，合理利用自然環(huán)境的因素，在極寒地區(qū)，利用河水進(jìn)行大壩混凝土溫控，能夠帶來(lái)成本上大幅度的節(jié)約，同時(shí)也能給工程增值。