岸堤水庫溢洪閘混凝土溫控及防裂技術(shù)

（山東省臨沂市水利勘測設(shè)計院 臨沂 276001）

1 工程概況

岸堤水庫始建于 1960年，位于山東省臨沂市蒙陰縣界牌鎮(zhèn)圈里村西，東汶河與梓河的交匯處。水庫控制流域面積1690km2，總庫容 7.80 億 m3，興利庫容 4.59 億 m3。岸堤水庫工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大（2）型，主要建筑物溢洪道（閘）為 2 級。

溢洪閘改建工程共10 孔，閘室凈寬13.0m，采用弧形鋼閘門，閘門高12.5m。原溢洪閘閘墩（中墩、邊墩）164m 高程以上結(jié)構(gòu)全部拆除，保留原溢洪閘閘底板。在原閘底板上新澆筑C30 鋼筋混凝土底板，厚0.5m。在原閘墩位置重新澆筑C30鋼筋混凝土中墩、邊墩；中墩寬3.0m，順?biāo)飨蜷L度28.5m；邊墩為衡重式結(jié)構(gòu)，底部寬度5.0m，順?biāo)飨蜷L度29.0m。

2 大體積混凝土的溫控措施

2.1 優(yōu)化混凝土配合比

工程施工準(zhǔn)備階段即對水泥、粉煤灰、粗細(xì)骨料、外加劑等進(jìn)行考察，通過篩選擇優(yōu)確定符合要求的廠家。選用低水化熱水泥，選用粒徑較大、級配良好的粗細(xì)骨料，控制砂石含泥量，通過摻加粉煤灰、高效減水劑等措施，改善和易性、降低水灰比，以達(dá)到減少水泥用量、降低水化熱的目的。多次進(jìn)行配合比論證，最終確定出滿足設(shè)計各項指標(biāo)要求，各類原材料相互適應(yīng)性良好的施工配合比，見表1。

表1 C30W4F150 混凝土配合比表（每方混凝土材料用量單位：kg/m3）

2.2 嚴(yán)格把控混凝土拌合質(zhì)量

施工準(zhǔn)備階段提前對拌合系統(tǒng)的計量裝置進(jìn)行標(biāo)定，確保計量準(zhǔn)確，針對不同的拌合設(shè)備，明確拌合時間。水泥進(jìn)場后，除提供出廠合格證、質(zhì)量證明文件、檢驗報告，及時取樣抽檢外，同時要求水泥入機溫度不大于60℃。對砂、石子的含泥量、含水量每班檢測一次，如遇雨天適當(dāng)增加含水量檢測次數(shù)，根據(jù)實測含水量及時調(diào)整用水量，保證混凝土坍落度保持穩(wěn)定。采用兩種外加劑時應(yīng)單獨摻入，不得混合摻入。

2.3 設(shè)置后澆帶

為防止現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于自身收縮不均或沉降不均可能產(chǎn)生的有害裂縫，距閘墩工作閘門底軌中心線2.2m 下游設(shè)置C35 混凝土后澆帶（寬2.0m），混凝土強度等級高于中墩。閘墩內(nèi)鋼筋、冷卻水管、對接螺栓等分布其中，后澆帶內(nèi)部模板安裝應(yīng)重點控制，振搗時及時檢查，防止漏漿或模板變形發(fā)生。

2.4 預(yù)埋冷卻水管

在新澆混凝土中預(yù)埋冷卻水管，通過冷水對混凝土進(jìn)行冷卻，是削減水化熱溫升的有效措施。閘墩內(nèi)冷卻布置在高程165.1～180.8m 之間，位置見圖1。上下管距0.6m，共26 層；平面管距0.6～0.7m,最外側(cè)距混凝土外表面0.5m。冷卻管采用鍍鋅鋼管，端頭攻絲，直徑32mm，壁厚2.5mm。在冷卻管進(jìn)出口各設(shè)置一道閥門以控制進(jìn)水方向和流量，水流方向每24h 調(diào)換一次。冷卻水管安裝完成后，應(yīng)先進(jìn)行試通水，確保通暢無漏水部位。通水時間自澆筑開始至混凝土內(nèi)外溫差不大于15℃，每個閘墩都進(jìn)行觀測并做好記錄。

2.5 采用大型鋼木組合模板

混凝土澆筑完成后，保溫養(yǎng)生對混凝土后期的強度和質(zhì)量都起著決定性作用。傳統(tǒng)的鋼模板導(dǎo)熱快、保溫和保濕效果差；竹膠板在保溫、保濕方面優(yōu)于鋼模板。在閘墩的施工中，結(jié)合大型鋼模板施工工藝，改進(jìn)選取3.0m×1.8m 模塊高強度膠合板與鋼龍骨結(jié)合的大模板，并與圓弧鋼模板組合運用，繼承了大型鋼模板施工機械化、節(jié)約加固材料、保證混凝土外觀質(zhì)量的優(yōu)點，同時在鋼模板背面肋板之間粘貼塑料保溫板，大大加強了混凝土表面的保溫效果。以上保溫措施，降低了混凝土內(nèi)外溫差，緩解了混凝土因溫度應(yīng)力產(chǎn)生的負(fù)面影響。大型鋼木組合模板屬定制模板，尤其是圓弧鋼模板，加工要求技術(shù)高、時間長，要根據(jù)工期要求提前安排，保證施工供應(yīng)。

2.6 混凝土澆筑分塊

合理進(jìn)行分縫、分塊是混凝土防裂的主要措施之一。參照以往同類型結(jié)構(gòu)施工經(jīng)驗，將底板和閘墩共分二層澆筑，第一次在澆筑閘墩底板混凝土?xí)r，同時澆筑1.8m（一塊模板的高度）高的閘墩，以減少底板對閘墩的約束，第二次澆筑至墩頂高程，分層位置見圖1。

圖1 中墩施工分層分縫、冷卻管與測溫點布設(shè)圖（單位：m）

2.7 優(yōu)化混凝土澆筑方案

主要從分層厚度、澆筑速度和振搗質(zhì)量三個方面控制。混凝土采用平鋪法澆筑，混凝土鋪料厚度不大于0.5m，混凝土每小時澆筑高度不超過1m。在澆筑過程中，混凝土振搗是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要采用φ70 軟軸插入式振搗器振搗。澆入倉內(nèi)的混凝土隨澆隨平倉，不堆積，倉內(nèi)若有粗骨料分離堆疊時，采用人工均勻地分布于砂漿較多處，禁止用水泥砂漿覆蓋或用振搗器作為移動混凝土的工具，以免造成內(nèi)部蜂窩和骨料集中現(xiàn)象。在靠近模板和鋼筋較密處、門槽等空間狹小的二期混凝土澆筑部位及各種預(yù)埋件儀器周圍，采用人工平倉，使骨料分布均勻，人工平倉用鐵鍬，平倉距離不超過3m，采用φ30插入式振搗器振搗，確保混凝土振搗密實，并防止設(shè)備位移和損壞。

2.8 拆模時間和拆模后的保溫與保濕措施

拆模的時機應(yīng)根據(jù)布設(shè)的溫度記錄表來確定，基本原則是混凝土內(nèi)外溫度差不大于15℃。同時拆模時間或掀除保溫材料時間都應(yīng)該選在中午氣溫較高的時候，以免造成表面溫降過大。鋼木模板連同塑料保溫板一起拆除，拆模時間宜為10～12d，遇到寒潮降溫時要相應(yīng)延長拆模時間，并在拆模后立即采取保溫、保濕措施。

2.9 夏季高溫時段混凝土澆筑溫度控制

2.9.1 降低混凝土出機口溫度

控制原材料溫度可有效控制出機口溫度。水泥進(jìn)罐溫度必須控制在60℃以下；在骨料料倉上方用鋼管拱架搭設(shè)遮陽棚，同時提高骨料堆料高度，降低骨料溫度；在骨料倉棚頂架設(shè)噴淋水管，采用深井水，既能降低骨料溫度，又能沖洗骨料，降低含泥量；采用加冰水拌制混凝土。

2.9.2 減少運輸、澆筑過程中溫度回升

混凝土攪拌運輸車的罐體用毛氈包裹并灑水，防止混凝土在運輸途中溫度回升。合理調(diào)配混凝土攪拌運輸車，加強調(diào)度指揮和施工道路的維護(hù)，協(xié)調(diào)各環(huán)節(jié)關(guān)系，縮短混凝土運輸時間。混凝土入倉后，快速平倉，快速振搗。避開中午最熱時段，在早、晚低溫時段澆筑混凝土。在混凝土倉內(nèi)配備鼓風(fēng)機，高溫時段保持連續(xù)鼓風(fēng)，加速空氣流通，既能降低倉面溫度，又能對倉內(nèi)人員起到一定的保護(hù)作用，防止人員中暑。

3 測溫點布設(shè)及數(shù)據(jù)分析

通過合理布置測溫點，及時掌握混凝土內(nèi)部溫度變化情況，并根據(jù)實測溫度適時調(diào)整通水流量。以該工程5#中墩為例，分析溫控過程中溫度變化的過程。在5#中墩169m 高閘墩中心、側(cè)表面（混凝土表面以內(nèi)10cm）各布置一測點（見圖1），混凝土澆筑與通水同時進(jìn)行，通水2h 后開始測溫，以后每4h 測一次，具體數(shù)值見圖2。

圖2 5#中墩溫度曲線圖

混凝土水化熱主要集中在澆筑后的早期，對硅酸鹽水泥主要集中在澆筑后的1～3d，在此期間由于水化熱的累積，使混凝土的溫度急劇上升形成所謂的升溫階段，出現(xiàn)了溫度峰值(一般出現(xiàn)于澆筑后24～48h)。通過以上溫度曲線圖可以看出，混凝土內(nèi)部在澆筑完成30h 達(dá)到峰值，之后在一周時間內(nèi)逐步下降，在第八天時間趨于平穩(wěn)，在27℃左右，此時大氣平均溫度在13℃～15℃之間，混凝土水化熱基本消除。

根據(jù)5#中墩掌握的數(shù)據(jù)及分析成果，在其他中墩或邊墩布設(shè)測溫點時，其中心點高度各有不同，后期整理統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，溫度發(fā)展趨勢基本相同。

4 結(jié)語

大體積混凝土施工中產(chǎn)生裂縫的因素很多，主要受其內(nèi)在的屬性和外部環(huán)境條件影響。岸堤水庫溢洪閘的施工，從狠抓原材質(zhì)量，優(yōu)化配合比開始，采用后澆帶、合理分塊、“內(nèi)降溫、外保溫”、延長拆模等措施，嚴(yán)格把控混凝土的拌合、運輸、入倉、澆筑等細(xì)節(jié)，通過對混凝土外觀質(zhì)量檢查沒有發(fā)現(xiàn)任何表面裂縫，工程質(zhì)量得到了有效控制，為以后類似大體積混凝土施工提供了一定的經(jīng)驗■