大壩碾壓混凝土澆筑溫控措施探討

梁朝猛

摘 要：為防止大壩碾壓混凝土澆筑出現有害性裂縫，采取優化混凝土配合比、降低入倉溫度、通水冷卻等溫控措施，可確保碾壓混凝土澆筑全過程具有良好的溫控條件，使碾壓混凝土施工質量滿足設計要求，推動工程高效優質地完成。

關鍵詞：水利水電工程;碾壓混凝土;溫度控制;溫差

中圖分類號：TV544 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）14-0089-03

Discussion on Casting Temperature Control Measures for

Roller Compacted Concrete of Dam

LIANG Chaomeng

（Anshun Agricultural Development Co.， Ltd.，Anshun Guizhou 551000）

Abstract： In order to prevent harmful cracks during pouring process of dam roller compacted concrete， the temperature control measures such as optimizing the concrete mix ratio， reducing the temperature of the warehousing， inputting cool water and other temperature construction supervision system has been introduced which can ensure the whole construction process has good temperature during roller compacted concrete pouring， and the construction quality of RCC can meet the design requirements. The efficient and high-quality construction of the project has been promoted.

Keywords： water conservancy and hydropower engineering;roller compacted concrete;temperature control;temperature difference

西南地區水電站或水庫工程大多地處云貴高原，項目區海拔高，不僅晝夜溫差較大，光照較強烈，且多風、蒸發量較大，極端高溫氣溫與極端低溫氣溫相差50℃左右，尤其是春季易受寒潮影響，降溫較為頻繁，對混凝土溫控防裂影響非常大[1，2]。因此，在大壩碾壓混凝土澆筑過程中，根據項目區工程地質、水文氣象等條件，結合碾壓混凝土施工技術要點，精心組織安排和嚴格進行科學施工管理，采取有針對性的溫控防裂措施，確保大壩碾壓混凝土澆筑具有較高的施工質量水平，保證大壩建設期和后期運營安全，具有非常重要的工程實踐應用意義。

1 大壩碾壓混凝土澆筑技術難題

西南地區修建的水電站或水庫工程，通常具有工程規模大、水文地質條件復雜、施工技術難度高和交叉施工作業點面多、干擾突出等特點[3]。在具體施工中，大壩碾壓混凝土澆筑面臨以下難題。

第一，碾壓混凝土壩，通常具有壩高較高、澆筑混凝土方量大、施工工期緊張、高程上升速度快、持續周期長和混凝土強度較大等特點。為確保混凝土澆筑具有較高的質量水平，需要科學規劃混凝土施工工藝、混凝土層面結合處理措施和大體積混凝土溫控及防裂措施。另外，綠色建筑施工要求水利水電工程在施工中滿足環保、安全文明施工等指標。

第二，西南地區修建的水利水電工程，流域內河谷狹窄，山嶺地勢高差較大，項目區立體氣候變化較為明顯。加上汛期持續時間較長，一些工程需要趕在汛期前澆筑。在工期緊張、大體積混凝土澆筑和汛期洪水的冷擊作用下，澆筑好的混凝土容易產生裂縫。為了避免混凝土在澆筑過程中產生裂縫，必須結合工程實際采取有效的綜合溫控防裂措施。

第三，絕大多數水利水電工程的規模較大，水文地質條件較差，加上汛期過洪水的需要，導致混凝土澆筑工期安排得十分緊湊，交叉施工干擾問題突出[4]。由此，要對工程施工進行嚴格管理，同時制定科學的溫控防裂措施，確保工程高效優質地完成。

第四，混凝土入倉難度較大。高山峽谷，工程地勢險要，給工程施工組織和施工布置提出了較高的要求，加上施工工期緊張，這就要求碾壓混凝土施工工藝進一步優化改進，確保采取科學合理的碾壓混凝土入倉工藝，快速有效地推進碾壓混凝土高效優質施工，避免溫控措施不當導致裂縫產生，影響工程施工質量。

第五，受西南地區特殊地形地貌的限制，工程結構通常較復雜，單薄高拱壩已成為主要壩型。大壩結構復雜、施工工序多、質量控制標準高等，對碾壓混凝土澆筑的外觀和內部質量要求高，要求施工過程中對混凝土澆筑質量進行全程監測管理。

因此，結合工程特性和項目區工程地質、水文氣象等條件，科學規劃施工工藝和采取合理溫度控制，防止澆筑及竣工后危害性裂縫發生，確保工程具有較高質量水平，是大壩碾壓混凝土澆筑質量監管研究的重要內容。

2 碾壓混凝土澆筑溫控措施

2.1 優化混凝土配合比

碾壓混凝土配合比設計與工程實際是否匹配，直接決定混凝土力學和結構性能能否滿足工程實際需要，同時也是混凝土澆筑溫控和防裂的重要基礎[5]。為了降低澆筑混凝土的最高溫度，減少大壩結構溫度效應，在配合比設計時，應在保證混凝土力學性能的基礎上盡量減少水泥用量，降低混凝土水化熱效應。尤其應重視減水劑、中低熱水泥和高摻粉煤灰技術的合理運用，確保混凝土具有較好的抗裂能力和良好的黏聚性。最終，根據配合比生產出來的混凝土具有較好的VC值和良好的可碾性及泛漿效果，以滿足工程現場施工的特殊條件。

2.2 優選施工原材料

水利水電工程規模通常較大，混凝土澆筑方量也較大，需要的施工原材料較多[6]。其中，砂石料、水泥、粉煤灰和輔助外加劑等的選用一定要與工程實際相匹配。在選擇砂石料的過程中，應根據料場分布情況，優選線膨脹系數低的材料，以利于碾壓混凝土溫控和防裂;水泥應優選低水化熱或中水化熱水泥，以保證混凝土溫度的控制;粉煤灰應優選國I級粉煤灰或需水量小于98%的準I級粉煤灰;對于輔助外加劑，應根據配合比試驗結果，合理選用減水劑、緩凝劑、保塑劑等。合理選擇混凝土施工原材料，可預防碾壓混凝土裂縫破壞。

2.3 混凝土生產運輸過程中的溫度控制

為降低碾壓混凝土澆筑溫升效應，骨料在運輸、堆存等過程中均應設相應的溫控設施，如要求骨料堆存高度大于6m，采用遮陽棚遮擋成品骨料堆放區等。

混凝土運輸過程中，為避免碾壓混凝土出現溫度升高及VC值損失等問題，應結合施工布置合理控制混凝土運輸過程中的溫度。運用皮帶機進行澆筑混凝土運輸時，應設置防曬、防雨篷布和保溫板等;同時，在拌和樓入口處設置噴霧冷卻系統，通過小環境氣溫調節降低混凝土溫度后再進行運輸。當采用自卸汽車或罐車進行混凝土運輸時，應采用遮陽布、棉被等進行合理包裹，避免混凝土直接暴曬引起溫度快速上升。同時，施工組織人員應根據現場施工進度合理安排澆筑倉面及澆筑量，并根據施工強度合理調配運輸路線及運輸車輛，嚴格控制混凝土運輸過程中的滯留時間。

2.4 混凝土澆筑施工溫度控制

根據工程特性和現場施工情況，合理選擇平鋪法、斜層平推法等施工方法。對于一些特殊時段和部位，應考慮兩種及以上鋪料方式相結合，確保混凝土澆筑具有較高質量水平。施工過程中的溫度控制措施主要有以下幾個。①合理優化運輸路徑和澆筑工藝。加快混凝土運輸和碾壓速度，盡量做到及時攤鋪、及時碾壓及碾壓后的養護覆蓋，避免出現“溫度倒灌”等不利現象。②合理采取噴霧降溫保濕措施。加強氣象預測，準確掌握施工現場氣溫等數據，在干燥或高溫環境中，應合理選用“噴霧機+噴霧槍”等噴霧降溫保濕措施，一方面可以改善澆筑倉面的小環境，起到降溫保濕、保證VC值的目的;另一方面，可以降低混凝土澆筑時的溫升效應，確保大壩混凝土具有良好的力學性能。③合理安排澆筑時間。避免干燥或高溫時間段進行混凝土澆筑。應結合施工進度計劃，充分利用低溫季節和早晚或夜間氣溫較低的時段進行混凝土澆筑。同時，混凝土澆筑完成后，應及時采取覆蓋、灑水等養護措施，保持混凝土倉面的溫度和濕度，避免混凝土出現裂縫。

2.5 埋設PVC冷卻水管

為了有效控制澆筑混凝土水化熱溫升效應，應根據壩體整體結構布置合理埋設PVC冷卻水管，分區控制壩體澆筑混凝土的整體溫升作用。尤其應采取相關仿真軟件，對碾壓混凝土溫升作用進行模擬仿真，根據計算結果的溫度云圖和溫度應力云圖來合理布置冷卻管的位置和冷卻水量，以合理控制混凝土的內部和外部溫差效應。對于溫度應力較為集中的部位，應重點進行通水冷卻試驗，確保冷卻效果能達到工程實際需求。對于試驗過程中發現的漏水、阻水等問題，要及時排查出故障部位，并采取合理措施進行修復，確保大壩碾壓混凝土澆筑過程中內部溫差和內外溫差在設計運行范圍內，提高混凝土澆筑施工質量。

2.6 加強混凝土表面養護和保護

混凝土表面養護和保護是碾壓混凝土溫控防裂的有效措施之一。在夏季，混凝土澆筑后，西南山區施工作業面溫度有時可能達到50℃及以上，在高溫時段進行混凝土澆筑施工時，對已經完成碾壓的倉面應立即采用保溫被等進行覆蓋，避免太陽直射加快蒸發速度。在噴霧機噴霧和保溫被等保溫措施的聯合養護和保護作用下，可以有效抑制外部“高溫倒灌”，確保混凝土內部水化熱作用具有良好的環境條件，確保混凝土冷凝后強度達到設計標準。

3 碾壓混凝土澆筑溫控監督管理

為確保碾壓混凝土澆筑具有較好的溫控防裂性能，應在混凝土澆筑施工前構筑“業主負責、設計保障、施工保證、專家把關和政府監督”的溫控監督管理機構，并組建溫控管理工作小組。同時，每周、每月召開溫控工作例會，根據施工現場實際情況，制定不同工程項目和不同施工時段的溫控防裂質量監控對策，確保碾壓混凝土溫控工作高效優質、節能經濟地有序開展。充分結合先進的技術手段，通過在砂石系統、拌和系統、大壩等施工區域安裝視頻監控系統和混凝土碾壓智能監控系統等，對施工現場情況和混凝土碾壓全過程進行動態監測、監控，并結合人工智能等技術手段進行智能分析預測，找出溫控偏差原因，并有針對性采取合理措施進行修正，確保施工骨料溫控、混凝土拌和和運輸溫控、混凝土澆筑溫控等均能在設計允許誤差范圍內，為碾壓混凝土澆筑溫升控制提供科學、有效的管理工具和手段。

4 結語

碾壓混凝土溫控防裂是一個系統工程，由于水利水電工程通常具有水文地質條件復雜、大壩結構復雜、混凝土澆筑方量大和施工工期緊張等特點，因此，對施工工藝和施工技術進行優化和創新，確保碾壓混凝土澆筑各階段、各環節均滿足設計技術指標要求，推動工程高效優質施工建設尤為重要。施工中，通過采取合理選用施工原材料、優化混凝土配合比、骨料冷卻、加冰拌和、保溫被覆蓋等一系列溫控措施，可以有效控制壩體內部溫差和內外溫差，保證混凝土質量，確保大壩具有較高的安全可靠性。

參考文獻：

[1]劉毅，張國新.混凝土壩溫控防裂要點的探討[J].水利水電技術，2014（1）：77-83，89.

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[3]王曉峰，羅敏，周先練，等.沙沱水電站大壩碾壓混凝土溫控措施[J].貴州水力發電，2012（1）：32-36.

[4]張昕，張曉飛，劉茜，等.碾壓混凝土重力壩通水冷卻溫控效果研究[J].水資源與水工程學報，2018（6）：163-169.

[5]左紅軍.某碾壓混凝土重力壩溫控措施研究[J].四川水力發電，2010（5）：4-11，200.

[6]凌春海.高溫干燥地區碾壓混凝土溫控防裂技術研究與應用[J].人民珠江，2014（5）：83-86.