某大壩混凝土溫控計算與溫控方案分析

【摘要】本文以某水電站拱壩混凝土工程為例，根據其施工情況和施工要求，計算出其溫控數據，然后結合工程特點，設計出科學合理的溫控方案。最后根據其施工效果探索出能夠滿足大壩混凝土要求的溫控措施，為以后的混凝土拱壩工程施工提供有效的參考依據。

【關鍵詞】大壩混凝土；溫控計算；溫控方案

在本工程中，水電站的主要功能是發電，兼具灌溉、防洪等方面作用。此水電站大壩處于高烈度地震區域，氣溫較高，壩段位于河槽部位，壩頂高212m，最大壩高為60m，通航建筑物位于左岸，右岸主要設置后期擴機廠房，其結構組成主要包含左岸壩肩推力墩以及28個壩段，溫控工作在其施工過程中具有很大的難度。本工程將采用系統的混凝土溫控技術對大壩的20#～21#段進行實施。

一、大壩混凝土的溫控計算

本工程為普通混凝土拱壩，混凝土抗壓強度為高強度混凝土，工期較緊，因此對施工溫控要求較高。在進行溫控計算之前，首先對施工溫控標準、大壩結構設計所允許的最高溫度以及工程中每個月的澆筑溫度進行調查，根據準確的數據，對大壩的溫控條件進行分析。在對大壩混凝土工程中澆筑溫度進行計算之前，相關工作人員要首先對工程招標文件中的施工現場月平均氣溫表進行全面了解，明確招標文件中工程最高澆筑溫度標準和施工計劃，本工程采用的混凝土為C20四級配混凝土，在溫控計算中，將以此作為預冷混凝土的生產控制標準。根據C20四級配，在每方混凝土中加入130kg水泥、1780kg碎石、526 kg砂、100kg水以及49kg粉煤灰，然后使用緩凝劑避免前期混凝土產生絕熱溫升的現象，在此過程中，骨料溫度要與施工現場月平均溫度保持一致，對其進行拌和時可以考慮加入適量5℃的冷水，然后通過相應的方法對大壩混凝土澆筑過程中的出機口溫度、壩體溫度、內部最高溫度、入倉溫度以及與允許誤差值等進行準確計算，其中壩體穩定溫度要滿足拉普拉斯方程，混凝土澆筑后澆筑層溫度變化的計算可以使用平面有限元方法，通過熱傳導方程計算入倉溫度以及其內部溫度，然后根據澆筑時段和澆筑層厚，計算出機口溫度，根據相關數據制定科學合理的溫控方案。

二、大壩混凝土施工中溫控措施

1、設計合理的大壩混凝土配比

在制定溫控方案之前，首先要對大壩混凝土配比進行優化，以提高其抗裂能力。在此過程中，粉煤灰所占比例不得高于30%，最大程度上降低混凝土水化熱溫升情況的產生率，從而提高混凝土抗裂能力。另一方面，在設計混凝土澆筑時，對澆筑層厚度及其層間間隔進行有效控制，在本工程中，大壩混凝土主要通過薄層短間歇進行均勻上升，其強約束區壩段和度汛過渡壩段的澆筑層厚約1.5m，在約束區上端區域的澆筑層厚約3.0m，其澆筑層間的時間間隔為4d～10d。

2、優化混凝土拌制流程

在進行拌制混凝土之前，首先在集料斗和篩分樓凈料堆場上方設置遮陽棚，搭設最少四層遮陽材料以避免陽光直射導致骨料溫度升高，與此同時，在拌和時可以適當降低骨料的溫度。在夏季進行大壩混凝土施工時，可以在拌和系統中安裝LSBLG230螺桿式冷水機械設備，在拌和過程中利用5℃制冷水對骨料以噴霧形式進行降溫冷卻，必要時還能通過一些制冷系統保障拌和系統的運行效率和質量，并采用科學合理的混凝土拌和方法進行作業，從而使混凝土澆筑溫度在夏季也能夠滿足工程設計的施工要求標準。

3、優化混凝土澆筑技工藝

倉面噴霧措施在施工中具有顯著的效果，通常在每個倉面安裝兩個功率為3kW的軸流噴霧風機，使其通過離心式壓力霧化噴嘴將制冷水霧化成細小的霧滴，然后霧滴通過風力均勻地吹到混凝土澆筑面上方以降低倉面溫度，倉面噴霧措施的使用能夠使澆筑環境溫度降低2℃～3℃。除此之外，在混凝土運輸車輛中還可以增設隔熱遮陽棚，以保證混凝土運輸的效率和質量，并在其進入拌合樓之前，對大廂進行沖洗以降低大廂鋼板的溫度，與此同時還要對運輸道路進行定期維護保養，以確保其暢通性。

4、冷卻水管的埋設

在通水冷卻施工中，首先用直徑為2.5m的黑鐵管作為冷卻水管，在混凝土澆筑時將其埋入壩內。在埋設冷卻水管時，通常將埋設位置定在每一個澆筑分層上面，也能根據施工需求將冷卻水管埋設在澆筑層內。一般情況下，冷卻水管在垂直和水平方向上的間距處于1.5m～3.0m范圍內，其具體間距大小根據施工進度的合理安排和溫控要求標準進行確定。每根冷卻水管長度大約為200m～300m，其進出口位置主要在壩外、豎井內或廊道等區域，間距約1m，埋設完成之后，對每個冷卻水管的管口進行編號和定期維護，避免發生堵塞。此外，在高溫或超高溫季節，完成混凝土澆筑施工項目之后，要對混凝土進行不斷的人工流水養護，使倉面保持潮濕狀態，充分降低混凝土表面的溫度。

5、加強混凝土表面護理

對于溫差較大的季節，由于大壩區域氣溫容易驟降，必須要針對混凝土表面溫度做好保溫護理工作，盡量不在氣溫下降時拆模，保持其表面溫度，降低其內外溫度差，有效減緩混凝土表面的溫度梯度，避免混凝土表面裂縫的情況發生。此外，如果每天的平均氣溫連續在2d～3d之內下降6℃以上，要將塑料被覆蓋在混凝土表面進行保溫處理；在寒冷的冬季，可以封堵廊道和其它孔洞的進出口，防止冷風貫通引起混凝土表面裂縫。

三、結束語

在大壩混凝土澆筑工程中，溫控計算和溫控措施的效果對施工質量以及工程后續的使用效果具有直接性的影響作用，因此，為了便于混凝土澆筑施工，要結合施工資料，提高問空計算的準確性，根據其施工標準，使用有效的溫控措施來促進混凝土澆筑質量的提高，從而推動我國水利工程建設的進一步發展。

參考文獻：

[1]唐霄. 針對大壩混凝土快速施工與溫控防裂措施的探討[J]. 太原城市職業技術學院學報， 2017（11）：197-198.

[2]孟憲磊， 張自喜， 張娟，等. 高寒地區某大壩基礎容許溫差溫控標準研究[J]. 水電能源科學， 2017（5）：85-87.

[3]田志超， 王偉. 藏木水電站混凝土溫控單價分析計算探討[J]. 水電站設計， 2017， 33（1）：109-112.