淺述高寒高海拔特殊氣候條件下大壩碾壓混凝土施工技術(shù)

萬 明 棟

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

果多水電站位于西藏自治區(qū)昌都縣境內(nèi)，為扎曲水電規(guī)劃“兩庫五級”中的第二個(gè)梯級電站，水庫正常蓄水位高程為3 418 m，死水位 高 程 為

3 413 m。正常蓄水位以下庫容7 959萬m3，調(diào)節(jié)庫容1 746萬m3，電站裝機(jī)容量為160 MW(4×40 MW)，工程等別為三等，工程規(guī)模為中型。工程樞紐布置格局為：碾壓混凝土重力壩+壩身泄洪沖沙系統(tǒng)+左岸壩身引水系統(tǒng)+壩后地面廠房。

工程施工區(qū)平均海拔在3 400 m左右，極端最低氣溫為-20.7 ℃(1982年12月26日)，極端最高氣溫為33.4 ℃(1972年7月8日)，多年平均氣溫為5.6 ℃，晝夜溫差較大，最大月平均日溫差高達(dá)18.8 ℃，年平均日溫差為16 ℃。該區(qū)域凍土主要為季節(jié)性凍土，凍土?xí)r間一般為12月中旬至次年1月中旬，最大凍土深度為90 cm，最大積雪厚度為15 cm。日照時(shí)間長，降水量少，降雨多集中在5～9月，占全年降雨量的83%且多為陣雨、暴雨。冬季寒冷，水邊有結(jié)冰現(xiàn)象。

2 特殊氣候條件下的混凝土施工

2.1 雨天施工

(1)制定雨天施工應(yīng)急措施，作好物資和精神準(zhǔn)備。

(2)按最大倉倉面面積配置防雨覆蓋材料，做好倉面排水工作，做好新澆筑混凝土面尤其是接頭部位的保護(hù)工作。

(3)對于拌和樓生產(chǎn)的混凝土可適當(dāng)減小混凝土水灰比，具體減小幅度由現(xiàn)場試驗(yàn)室確定。

(4)做好截排水防護(hù)措施，防止雨水集中流入施工作業(yè)面。

(5)對于因降雨而暫停施工的部位作好以下倉面處理工作：已入倉的拌和料迅速平倉、碾壓；如遇大雨或暴雨來不及平倉碾壓時(shí)，用防雨布迅速全倉面覆蓋，待雨后根據(jù)監(jiān)理人員的指示進(jìn)行處理。如拌和料擱置時(shí)間過長，應(yīng)作廢料處理。

(6)雨后恢復(fù)施工時(shí)應(yīng)做好以下工作：停在露天運(yùn)送混凝土的汽車車箱內(nèi)的積水必須清除干凈；新拌碾壓混凝土的Vc值恢復(fù)正常值，但取其上限控制；清理倉面，排除積水；若有漏碾且尚未初凝者，應(yīng)抓緊時(shí)間補(bǔ)碾；漏碾已初凝而無法恢復(fù)碾壓者，以及有被雨水嚴(yán)重浸入者應(yīng)予以清除；若變態(tài)混凝土處有漏振且尚未初凝者，應(yīng)抓緊時(shí)間補(bǔ)振；漏振已初凝而無法恢復(fù)振搗者，以及有被雨水嚴(yán)重浸入者應(yīng)予以清除。

2.2 高溫天氣施工

(1)采用白、夜兩班制平層鋪筑施工，防止混凝土在運(yùn)輸、攤鋪和碾壓時(shí)溫度大幅度回升、表面水分迅速蒸發(fā)散失而影響碾壓質(zhì)量。

(2)在高溫條件下進(jìn)行碾壓混凝土施工，首先要保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，確保混凝土澆筑強(qiáng)度，盡量縮短混凝土在途中的運(yùn)輸時(shí)間。同時(shí)，采取在混凝土運(yùn)輸機(jī)具頂部設(shè)遮陽保溫措施，防止溫度倒灌。混凝土進(jìn)倉后快速平倉、快速碾壓，將碾壓混凝土拌和料從出機(jī)口到平倉、碾壓完畢的時(shí)間控制在2 h內(nèi)，碾壓施工完畢立即覆蓋保溫被，盡量縮短施工時(shí)間，保證層間結(jié)合良好。在倉面上布置噴霧機(jī)+手持式噴霧槍組合噴霧，對倉面進(jìn)行噴霧保濕，形成倉面局部小氣候以降低倉面溫度，同時(shí)，在白天高溫時(shí)段對已壓實(shí)的混凝土表面覆蓋保溫被保濕保溫。

(3)采用覆蓋臨時(shí)保溫被或聚苯乙烯泡沫材料、倉面灑水養(yǎng)護(hù)，以減少混凝土的溫度倒灌。

(4)5～9月，對新澆混凝土層面應(yīng)采用濕養(yǎng)護(hù)法進(jìn)行28 d以上的養(yǎng)護(hù)。對于側(cè)面，保持其持續(xù)濕潤，養(yǎng)護(hù)從混凝土終凝后即開始灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)應(yīng)全面且不間斷的進(jìn)行，避免干濕交替，模板與混凝土表面在模板拆除之前及拆除期間亦應(yīng)保持潮濕狀態(tài)。

2.3 寒冷天氣的施工

(1)碾壓混凝土不能在-3℃以下的環(huán)境中澆筑，如果碾壓后的混凝土層面和拌和料本身的溫度保持在3 ℃以上時(shí)，允許繼續(xù)澆筑碾壓混凝土。當(dāng)環(huán)境溫度降到0 ℃以下且齡期不足21 d的碾壓混凝土層面溫度下降到3 ℃以下時(shí)，采用厚帆布、氈、草袋等保溫材料或其他可用的臨時(shí)性保護(hù)材料覆蓋碾壓混凝土層面，使混凝土溫度保持在3 ℃以上，直到環(huán)境氣溫升到3 ℃以上為止。雪天應(yīng)停止?jié)仓雺夯炷粒捎帽乇换虿莺煂}面進(jìn)行表面覆蓋。

(2)該工程每年3月、10月和11月的日平均氣溫低于5℃，大壩混凝土進(jìn)入低溫季節(jié)施工期(12月、1月和2月為冬歇期，不安排室外混凝土澆筑)。低溫季節(jié)混凝土施工可采用“蓄熱法”。在日平均氣溫低于5℃時(shí)，澆筑混凝土應(yīng)采取加熱水拌和等措施以提高混凝土出機(jī)口溫度；當(dāng)日平均氣溫穩(wěn)定在-5℃以下時(shí)，將骨料加熱。11月～次年3月混凝土出機(jī)口溫度應(yīng)≥10℃。

①在成品骨料堆內(nèi)埋設(shè)蒸汽排管，防止骨料凍冰結(jié)塊，混凝土拌和樓料倉內(nèi)采用熱風(fēng)對粗骨料進(jìn)行加熱，骨料加熱溫度應(yīng)滿足冬季混凝土各月出機(jī)口溫度的要求。

②混凝土必須采用熱水拌和，控制拌和水溫不超過60 ℃。

③澆筑新混凝土前，對其需要接觸的基巖面或混凝土用暖風(fēng)機(jī)或其它升溫措施將其表層混凝土升溫至2 ℃～3 ℃以上，加熱深度不小于10 cm。

(3)混凝土運(yùn)輸車外側(cè)貼泡沫保溫板進(jìn)行保溫。在施工過程中，應(yīng)注意控制并及時(shí)調(diào)整混凝土的出機(jī)口溫度，保持澆筑溫度均勻。

(4)低溫季節(jié)，尤其是在嚴(yán)寒氣溫條件下，施工部位不宜分散。已澆筑的、有保溫要求的混凝土在進(jìn)入低溫季節(jié)之前，應(yīng)采取保溫措施。

(5)對于壩體未超出基坑部分、上游及下游方向可采用回填土石渣料覆蓋保溫。

(6)冬季到來之前，需對沖沙孔等孔洞部位進(jìn)行掛簾保護(hù)。

(7)避免在夜間或氣溫驟降時(shí)拆模。在氣溫較低季節(jié)，當(dāng)預(yù)計(jì)拆模后有氣溫驟降時(shí)應(yīng)推遲拆模時(shí)間；如必須拆模，應(yīng)在拆模的同時(shí)采取鋪設(shè)10 cm厚保溫板的方式進(jìn)行保護(hù)。

(8)低溫季節(jié)，盡量避免在夜間澆筑混凝土，應(yīng)充分利用白天澆筑。

(9)在氣溫變幅較大的季節(jié)，對于長期暴露的基礎(chǔ)混凝土及其他重要部位的混凝土須加以保護(hù)。施工過程中，碾壓混凝土的倉面應(yīng)保持濕潤，采用倉面噴霧改造小環(huán)境，應(yīng)盡量減少混凝土的暴露面和暴露時(shí)間，避免混凝土直接與寒冷空氣接觸，特別是壩體孔洞部位更應(yīng)加強(qiáng)保護(hù)。

(10)模板內(nèi)襯保溫材料(一層土工膜和10 cm厚聚苯乙烯保溫板)采取粘貼的方式使保溫材料拆模后牢固、緊密地固定在混凝土側(cè)面。每層混凝土澆筑結(jié)束后，在其上表面采用一層土工膜和10 cm厚聚苯乙烯保溫板壓緊覆蓋。

(11)在壩體上、下游面和沖沙孔周邊采用永久不拆除的10 cm厚塑料泡沫保溫板進(jìn)行保護(hù)；對于長間歇面，在越冬期間采用一層土工膜+20 cm厚的保溫板后上鋪1.5 m厚的土層進(jìn)行保護(hù)。其他澆筑塊頂面、分縫面及孔洞部位根據(jù)實(shí)際情況采用保溫被進(jìn)行保護(hù)。在第二年3月進(jìn)入施工期之前，要根據(jù)氣溫變化逐步分層揭開20 cm厚保溫被，以逐步適應(yīng)外界氣候的變化。

(12)碾壓混凝土因水泥用量少、摻有大量粉煤灰，其水化熱反應(yīng)較慢，早期強(qiáng)度較低。因此，應(yīng)十分注意其養(yǎng)護(hù)工作。氣溫驟降期間應(yīng)暫停保濕養(yǎng)護(hù)，對齡期未滿28 d的混凝土采用10 cm厚苯乙烯保溫板材料全面保護(hù)，并對棱角部位采取加強(qiáng)措施。

3 結(jié) 語

西藏果多水電站大壩碾壓混凝土施工歷時(shí)約一年半，通過采用上述方法進(jìn)行施工，有效確保了大壩碾壓混凝土施工質(zhì)量，值得類似工程借鑒。