泵站大體積混凝土溫控防裂措施

羅婧

（江西省贛撫平原水利工程管理局，江西 南昌 330000）

1 工程概況

某泵站地面高程22～25 m，地勢起伏不大，周圍山體高程約60～70 m，站內裝4臺（3用1備）立式抽芯式混流泵，總裝機容量為4×5 000 kW，總設計抽水流量30 m3/s，單機設計抽水流量10 m3/s，主要建筑物級別為2級。

2 溫控防裂措施

高溫季節混凝土澆筑溫度控制與混凝土的拌制、運輸、澆筑、養護等方面都有非常密切的關系。此工程根據混凝土工程施工流程，依次從施工過程中的各方面加以控制。首先從混凝土拌合前的原材料控制，到拌合及運輸控制，然后對混凝土澆筑措施控制，最后對澆筑完成后的養護、保溫等方面進行控制。通過采取各種有效的控制措施，限制混凝土澆筑溫度不大于溫度控制指標，保證混凝土的施工質量。

2.1 材料措施

2.1.1 原材料的選用

選用水化熱低的通用硅酸鹽水泥，3 d 水化熱不大于250 kJ/kg，7 d 水化熱不大于280 kJ/kg；細骨料采用中砂，細度模數應大于2.30，含泥量不應大千3%；粗骨料采用5～40 mm連續級配，含泥量不應大于1%。

2.1.2 原材料的存儲

在料場頂部搭蓋遮陽棚，避免陽光直射，同時粗骨料的預冷利用地下深井水，拌和措施采用井水內加冰，顯著降低混凝土燒筑溫度和出機口溫度。骨料堆放要有一定高度；遵循已有的經驗，如果堆料高度超過6 m 時，利用月平均氣溫設定骨料溫度；在料場隔墻布設過水管道，夏季高溫時節可直接向骨料堆頂部噴灑冷水霧，預冷骨料；在骨料堆放區，搭設有防陽、隔熱效果的設施（如遮陽棚等）；混凝土的攪拌可利用加冰和用低溫水；低溫水拌和就是等水溫降到1 ℃時，混凝土出口溫度會降低0.20左右；加冰拌和是適當延長混凝土拌和時間（通過現場試驗確定）。詳見表1。

表1 不同氣溫下施加措施與混凝土出機口溫度對照表 單位：溫度/℃

2.1.3 混凝土配合比

選用低熱水泥，摻加粉煤灰、外加劑，減少單位水泥用量，優化混凝土配合比。針對此工作井內襯墻、洞門墻及底板混凝土工程，項目部試驗室已做了配合比試驗；經過拌合調整后，確定了以下參數（C35 混凝土）：水膠比：0.47，用水量：180 kg/m3，砂率：43%，膠凝材料盡量提前預備，散裝水泥運至工地的入罐溫度不宜高于65℃。此標段混凝土施工配合比中摻加有外加劑、粉煤灰等以減小水灰比，合理降低水泥用量。

2.2 運輸、澆筑、養護措施

2.2.1 混凝土運輸過程溫控措施

按照規定運輸過程中的混凝土回溫不能高于1 ℃，因此，運輸車頂部要搭建防曬棚，側壁要做好隔熱；在皮帶輸送機上部搭建遮陽棚，通過良好的密封和保溫效果確保混凝土的順利輸送，如果棚內的溫度依舊超標，可以采用冷卻管通低溫水或者通冷風降溫，確保運輸中的混凝土不回溫；混凝土運輸不能利用尾氣在車廂的汽車，同時沖洗車廂的時間間隔在2 h 內。運輸車不僅要設置防曬設備，更要設置防雨設備；水泥罐、粉煤灰罐均應采取遮陽、淋水降溫措施。在4-10 月的高溫季運輸混凝土，必須采取保溫措施處理車輛，避免運輸中溫度回升；混凝土澆筑避開高溫時段，盡量夜間澆筑。

2.2.2 混凝土澆筑過程溫控措施

混凝土倉面搭設遮陽棚，必要時可搭設冷卻管通低溫水或通冷風降低遮陽棚內的氣溫，可降低倉面氣溫6 ℃～10 ℃。在混凝土澆筑過程中，加快混凝土吊運和平倉速度，以減少或防止熱量倒灌。

2.2.3 混凝土養護過程溫控措施

內襯墻養護采用土工布（第二層開始采用模板覆蓋養護）保溫措施，保溫材料導熱系數λ=0.16 kJ/（m2·h·℃），β=5 kJ/（m2·h·℃）。保溫時間不少于28 d。

遇氣溫驟降情況，應加強對表面的保溫，如增加對井口采用土工布覆蓋措施。保證井內溫度3 d 內的波動不大于6 ℃。表面保溫結束后，保溫材料拆除應避免選擇在氣溫較低的時段進行，防止產生冷擊；周轉重復使用的保溫材料，必須保持清潔、干燥。養護應在混凝土澆筑完畢后6-18 h后及時進行，養護用水的水溫應不低于18 ℃，每隔2 h 應檢查一次養護的情況，氣溫高時加密巡查。檢查內容為：混凝土表面濕潤狀態、混凝土表面發白面積、流水養護流水狀況、倉內水管提供情況、旋轉噴頭噴水情況等。

3 混凝土通水冷卻措施

為滿足現場施工要求，對工作井內襯墻、洞門墻和底板混凝土預埋冷卻水管，進行通水冷卻。工作井內襯墻、洞門墻及底板混凝土冷卻水管采用焊接鋼管，規格為：內徑29 mm，壁厚3 mm，外徑34 mm。焊接鋼管應滿足相關國家標準要求，為便于內襯墻施工要求，弧形結構部位采取PVC塑料管，規格同焊接鋼管。

3.1 冷卻水管布設

內襯墻及部分洞門墻冷卻水管采用分層環形布置，部分洞門墻及底板冷卻水管采用蛇形布置。冷卻水管單根水管長度不大于150 m。內襯墻每層水管環形布置、并沿內襯墻中間埋設，每層水管設進、出水口，并與主管相接。內襯墻冷卻水管層間間距1 m，第1層距離內襯墻頂部、第4層距離內襯墻底部均為0.80 m，每層冷卻水管進水口與出水口間距0.50 m。洞門墻冷卻水管層間間距0.80 m，水管沿洞門墻中間布置，洞門以上視高度進行環形布置，洞門高度范圍內采用蛇形布置，冷卻水管距離洞門邊線1 m。底板冷卻水管采用蛇形布置，層間間距0.80 m，冷卻水管層數依據底板厚度定。

3.2 通水冷卻技術要求

通水冷卻以削減澆筑層初期水化熱溫升為主要目的，較少內外溫差，控制混凝土最高溫度不超過容許范圍。要在混凝土開倉澆筑前認真檢查原有的冷卻水管，一旦發現堵塞或者滲漏問題，要進行及時有效地處理，沒有處理好以上工序不允許澆筑。在混凝土澆筑過程中，應細心地加以保護，防止冷卻水管移位、堵管、被破壞。如果在混凝土澆筑中損壞了冷卻水管，就要馬上停止澆筑施工，直到冷卻水管修復并通過權威部門驗收后才能繼續施工。待混凝土澆筑結束后，需立即通水冷卻，具體通水方案見表2，具體冷卻水溫、通水量和通水時間應通過現場試驗確定，水流方向每24 h變換一次。

表2 工作井混凝土通水方案表

通水結束后，控制降溫速率不應大于1 ℃/d。通水冷卻結束后，應加強混凝土內部溫度監測，為了避免混凝土超過溫度的最高限值以及二次峰值的出現，采取通水措施是十分必要的。

4 結構措施

水閘的墻體結構很特殊，之所以上部閘墩后期容易開裂主要是因為底板的約束性。對這種約束的改善，首先要改變各種結構之間的不協調問題，主要包括混凝土結構與外部結構、混凝土內部之間結構以及不同混凝土之前結構的變形。此工程結構改善措施可通過兩個方面。

4.1 層間間歇時間

針對出現冷縫的問題，應該滿足氣溫驟降間歇時間過長的影響因素。而且老混凝土對長間歇混凝土的融合會嚴重影響上層新混凝土約束區，因此有必要進行連續均勻的短間歇施工。故而要最大限度減少底板與墩墻以及底板與進水流道混凝土施工的間隔。

4.2 設置后澆帶

如果是過長的墻體澆筑塊，為了弱化因為溫降造成的地板對墻體的約束，而且將溫度造成的收縮力降到最小，可以考慮將澆筑作業分為多段。澆筑完成后混凝土產生強度，在利用摻混適量膨脹劑的混凝土進行分段的整體連接。

5 管理溫控措施

5.1 質量管理措施

對進場的原材料檢查其合格證并及時送試驗室檢驗，不合格品禁止使用，配合比要經試驗室試配，不得隨意更改。由專職計量員負責監督配料，控制配合比及外加劑摻量。混凝土的坍落度每個工作班至少檢查兩次。

5.2 安全管理措施

加強溫度控制意識，每2 h對出倉混凝土及入倉混凝土進行溫度測量，做到隨時觀察，隨時調整，確保施工安全與質量。由于高溫、干燥，起火隱患較多，必須加強防火；備足消防器材，嚴禁吸煙及明火作業。加強安全員的巡回查崗和值班制度，電工定期檢查電路、用電設備、電器，防止漏電事故發生。加強安全管理，加強宣傳教育，提高職工認識，讓每個職工認識到自己是安全員，對施工中隨時發生的問題或隱患都要及時處理，自己處理不了，及時上報，安全第一，質量第一。加強對混凝土拌和站的管理，專人負責保養，控制室內通風降溫，嚴防設備因高溫失靈，確保運轉正常。高溫時段施工時，應做好防暑工作。通過增加換班頻率來減少高溫中的作業時間，防止中暑發生。

6 結論

一是泵站的主體是大體積混凝土，會因為水化熱的影響極易產生熱量的積累，讓混凝土開裂的風險倍增，因此有必要采取溫控手段進行預防。二是合理的通水方案和水管布置能夠有效控制混凝土內部在施工期的溫度增長并預防裂縫產生，通水冷卻是常用的溫度控制手段。三是在大體積混凝土施工中溫度控制是保證成型質量的關鍵手段。一旦控制不好，就會造成混凝土開裂，溫度控制必須進行施工全過程控制。從混凝土的制備、運輸，再到混凝的施工、養護，成型混凝土的監測，每一個流程都必須進行嚴格的溫控措施。