高寒、高海拔地區常態大體積混凝土溫控實踐

勾中剛，張 義，晏國順，翁 銳

(1.中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 611130；2. 華電西藏能源有限公司大古水電分公司，西藏 山南 856000)

1 DG水電站高寒、高海拔氣候特點分析

1)施工區為典型青藏高原氣候區，基本特性為海拔高、氣溫低、空氣稀薄、大氣干燥、太陽輻射異常強烈。氣候屬高原溫帶季風半濕潤氣候，每年11月～次年4月為旱季，5月～10月為雨季。多年平均氣溫9.3℃，極端最高、最低氣溫分別為32.5℃和-16.6℃，多年平均降水量527.4 mm，多年平均蒸發量為2 084.1 mm，多年平均相對濕度為51%，多年平均氣壓為685.5 hPa，多年平均風速為1.6 m/s，歷年最大定時風速為19.0 m/s，多年平均日照時數為2 605.7 h，歷年最大凍土深度為19 cm。根據氣象站氣象特征值統計見表1。

2)根據氣象條件，并結合最近幾年現場實際氣候情況，每年的冬季為12月～次年2月份，會出現日平均氣溫連續5d在5℃以下或最低氣溫連續5d在-3℃以下。施工區冬季月平均最低氣溫1.1℃，混凝土入倉溫度相對低、散熱條件好，利用冬季澆筑溫控要求較高的基礎約束區混凝土，能為大倉面澆筑創造條件，對混凝土的防裂較為有利[1]。

3)施工區晝夜溫差大，氣溫驟降是混凝土產生裂縫的重要原因，施工區白天太陽輻射溫度高，夜晚氣溫相對較低，日氣溫變化產生溫度應力對混凝土很不利，因此對混凝土的表面保溫要求更高。

4)施工區干濕季節變化分明。冬季干燥、日照多、溫差大，需要加強混凝土養護，防止混凝土干裂；夏季氣溫高、多雨，需要做好混凝土高溫季節倉面降溫及防水工作。

表1 氣象特征值統計表

2 廠房大體積混凝土溫度控制要求及實踐

2.1 特定溫控要求

在上述高寒、高海拔氣候條件下，混凝土的溫度控制主要與溫控技術措施、材料性能、地質約束3個因素有關。而本工程在材料固定(C30W8F200(三)混凝土，R.0.42.5中熱水泥)情況下，根據不同的約束高程，來調整不同的溫控技術措施，從而滿足溫控要求。不同約束情況下的設計要求見表2。

2.2 溫控實踐

2.2.1 出機口到澆筑過程中的溫度控制措施

1)根據高原特定氣候要求，混凝土入倉溫度較出機口溫度回升/回落不宜超過2℃，我部主要運輸車輛為20 t自卸汽車，經多次實踐，夜晚和低溫天氣要覆蓋5 cm保溫被進行保溫，防止混凝土溫度回落過快；中午太陽輻射強度大時段要覆蓋濕潤的保溫被進行遮陽，保濕。并且運輸過程中均為一次性到現場，無中轉，運輸時間為10 min以內，盡量避免混凝土大面積發生水化熱。根據實際實踐結果，兩者溫度控制在0.5～2℃范圍內均未超過2℃。

2)根據高原特定氣候要求，混凝土從出機口至振搗結束的溫度回升/回落值不超過5℃。混凝土從自卸車到澆筑過程中，主要為門機吊裝料罐到倉號內，運輸時間控制在2 min內，必須保證其盡快入倉，入倉后人工立刻進行攤平、合理振搗，防止其長時間發生水化熱。非冬季時盡量避免中午強日照時段澆筑混凝土，充分利用早晚及夜間氣溫低的時段澆筑；冬季時，盡量避免夜間澆筑混凝土，應充分利用白天澆筑，最大限度降低其澆筑溫度。實踐結果顯示，溫度回落/回升在1.5～3.5℃范圍內，滿足要求。

表2 各約束區域溫度控制要求表

2.2.2 澆筑過程中的溫度控制措施

1)混凝土澆筑過程中，當澆筑倉內氣溫高于25℃時，進行倉面噴霧保濕，降低倉面環境溫度。噴霧時水分不應過量，霧滴直徑在40 m～80 um即可，以防止混凝土表面泛出水泥漿液。

2)在混凝土澆筑前，預先埋設冷卻水管，并進行通水，通水主要為不大于12℃天然河水或制冷水，通水流量應控制在1.9～2.0 m3/h。冷卻水管水平間距根據距離基礎面高度約束來進行布置，4.4 m以下水平間距加密為1 m，4.4 m以上為1.5 m。豎直間距3 m高度以下布置1層，大于3 m布置2層，特殊大體積部位間距可加密為0.8 m，水管布置3層。冷卻水管采用蛇形布置，并采用U型卡進行固定。冷卻水管材質為高密度聚乙烯HDPE塑料管，內徑32.6 mm，壁厚3.7 mm，外徑40.0 mm，并具有較高的導熱性能(熱系數應≥1.6 kJ/m·h·℃)。其次當混凝土開始收面后，應即覆蓋塑料薄膜和保溫被進行倉面保濕、保溫[2]。

根據實踐結果顯示，上述措施能夠有效控制混凝土的溫升峰值，降低混凝土因內外溫差過大導致的開裂風險。

2.2.3 澆筑后的溫度控制措施

1)根據實際檢測，混凝土內部溫度在3 d所有達到峰值，因此從混凝土澆筑開始至七達到峰值期間，冷卻水通水流量應控制在1.9～2.0 m3/h，能夠有效削弱其峰值，在達到峰值后混凝土內部會迅速開始降溫，因此本階段應控制水流量在1.5～1.7 m3/h之間，放緩其內部降溫速率，以防止溫度降溫過快到至內外溫差過大造成混凝土開裂。在混凝土溫度降溫速率小于0.3℃/d后，降溫速率趨于平緩，應控制水流量在1.6～1.8 m3/h之間，使其平緩降溫，直至混凝土內部溫度穩定在10℃后方可結束通水。

2)混凝土保溫，4～10月澆筑的混凝土，采用一層塑料膜+2 cm厚EPE保溫被倉面保溫；11～次年3月澆筑的混凝土，采用一層塑料膜+4 cm厚EPE保溫被或其它保溫卷材進行倉面保溫。新澆混凝土終凝后，混凝土表面應及時進行養護，高溫和次高溫季節采用流水養護，低溫季節采用灑水養護，氣溫驟降期間應暫停養護。永久暴露面連續養護時間不少于設計齡期，臨時倉面的養護應直到上層混凝土開始澆筑時。養護期內應全面且不間斷的進行養護，使混凝土表面始終處于濕潤狀態，避免出現干濕交替。對永久外露面進行土工布覆蓋，并流水養護。對長期外露面進行花管灑水養護。每隔2 h檢查一次養護的情況，氣溫高時加密巡查，并根據檢查結果及時調整養護措施，確保混凝土表面濕潤。不允許出現混凝土表面出現發白面積現象[3]。

根據實際實踐結果，上述措施能夠有效的控制混凝土內部溫度升降，并有效的預防混凝土表面開裂等現象。

2.3 其他條件下溫度控制措施

1)對長期暴露面(含上下游面、尾水管表面、機組分縫面、肘管安裝坑表面)，混凝土澆完拆模后即設永久保溫層，至次年5月初拆除，采用4 cm厚聚苯乙烯板保溫。

2)氣溫驟降期間，對設計齡期內的混凝土表面(包括澆筑層頂面及側面)進行全面保護，對于未拆模部位和臨時倉面，采用4 cm厚保溫被進行臨時保護。

3)混凝土結構的各種孔洞、廊道、電梯井等部位，采取有效封堵措施，防止因空氣流動影響表面保護效果。

4)當遭遇極端氣候條件，氣溫極高時，在嚴格按照溫控技術要求采取溫控措施的條件下，預計砼溫度仍將超過設計允許值時，提前采取加大通水流量、進行表面流水等措施進行控溫。

5)雨季施工時，及時了解天氣預報，合理安排施工，增加骨料含水率測定頻次、及時調整拌和用水量、做好雨季施工準備工作，澆筑倉面應有防雨措施并備有不透水覆蓋材料。

3 結 語

本工程通過對高寒、高海拔地區廠房大體積混凝土溫控施工管理，監測并分析了混凝土在不同溫控技術措施下不同的溫控效果，并在最優的溫控效果下形成了上述一套成型的施工實踐流程，能為類似地理、氣候條件下的工程項目提供一定的參考。