糯扎渡水電站溢洪道底板抗沖磨防空蝕混凝土溫控與防裂施工技術

魏 宏， 彭 欣， 茍萬康

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川成都 610081)

1 工程概述

糯扎渡水電站溢洪道泄槽段由左、中、右三槽組成，其溢洪道泄槽段工程抗沖磨防空蝕混凝土(C18055)約15萬 m3，占泄槽段混凝土總量的44%。底板襯砌厚度為:緩槽段0.8 m，23%陡槽段為1 m。底板澆筑塊尺寸最大為120 m×15 m(長×寬)，壩區多年平均氣溫21.7℃，極端最高氣溫40.7℃，極端最低氣溫1℃，年平均降雨量1 047.6 mm，平均濕度76%。

2 溫控標準及要求

溢洪道底板溫控技術標準見表1～3。

表1 溫控標準表

表2 混凝土內部溫度控制標準表

表3 保溫保濕標準表

3 溫控技術措施

3.1 混凝土原材料的選用及施工配合比

對于抗沖磨防空蝕混凝土配合比的選擇非常重要。因膠凝材料摻量較大，產生的水化熱較高，混凝土初期內外溫差也可能較大，產生的裂縫可能也會增加。為控制混凝土裂縫的產生，要對各種原材料種類、摻量做配合比試驗，選擇最優配合比。

水泥要選用自身水化熱小的品種，包括中熱硅酸鹽水泥和低熱硅酸鹽水泥。但低熱硅酸鹽水泥的早期強度偏低，生產廠家也較少，所以，選擇中熱水泥(P·MH 42.5)適應性可以更普遍。

粉煤灰可以部分替代水泥用量，減小水化熱，能明顯改善混凝土拌和物的和易性，減少混凝土的泌水率，所以，要盡量加大粉煤灰的摻量，且需選擇Ⅰ級粉煤灰，但要保證混凝土的強度等各項性能指標滿足要求。經過試驗證實，摻量控制在20%較為合適。

聚丙烯纖維能有效抑制混凝土塑性收縮開裂，纖維在混凝土中相互搭接、牽連，阻礙了混凝土內部裂縫的擴展、連通貫穿，牽制了水泥塊從基體中剝落。同時，纖維的摻入也改善了水泥石的性質，使水泥石更加堅固密實，水泥石和骨料之間的界面黏結力增強，從而顯著提高了混凝土的抗沖磨能力。根據對C18055聚丙烯纖維抗沖磨混凝土進行試驗，聚丙烯纖維按設計要求0.9 kg/m3的摻量，選擇三個廠家樣品進行了試驗對比。

由于混凝土摻入聚丙烯纖維后，需水量比常規混凝土增大，因此，需使用高性能減水劑來調節需水量，同時，也可以改善混凝土的和易性，減小混凝土坍落度損失。隨著高性能混凝土技術的發展，特別是今后混凝土不但性能要高，而且必須向著綠色的、與環境和諧相處的可持續發展方向發展。而第三代聚羧酸系減水劑的出現，其具有本身與環境友好且摻量低、減水率高、坍落度保持好等特點，在國內外已得到了普遍的認可，在高性能混凝土中具有不可替代的優勢。所以，在抗沖磨防空蝕混凝土中優先選用聚羧酸高性能減水劑，C55聚丙烯纖維抗沖磨混凝土其摻量在0.6% ～1.2%左右。由于摻量大于1%時混凝土出現泌漿和板結現象，經過試驗確定將其摻量控制在0.9%較為合適。

為減少膠凝材料的用量，在施工過程中應盡量選用低坍落度和多級配的配合比，但也要考慮在實際使用中便于施工。為滿足溢洪道后期運行要求，經過總結，對于C55聚丙烯纖維抗沖磨混凝土，二級配坍落度應控制在5～7 cm，盡量按下限控制，水膠比控制在0.35～0.4，現場試驗采用的水膠比為0.38。

另外，控制混凝土的出機口和澆筑溫度也是減少裂縫的有效措施。出機口溫度要控制在10℃左右。聚丙烯纖維混凝土黏度大，因此其混凝土攪拌時間要比普通混凝土加長，強制攪拌機時不小于120 s。

3.2 施工過程工藝控制

在混凝土配合比滿足設計要求的前提下，控制混凝土溫控的關鍵在于施工過程中采取措施。

(1)混凝土原材料的生產。

在混凝土原材料生產方面，建立了完善的組織管理機構，制定了骨料檢測的各項技術指標和配套措施。砂的含水率控制在≤6%。當含水率變化超過±0.5%時，即調整混凝土拌和的用水量;定時檢測(每班一次)砂的細度模數，為調整混凝土配合比提供依據;當砂的細度模數變化值超過±0.2時，調整混凝土配合比?，F場生產骨料主要控制超遜徑和各級石子表面含水，定期檢測成品骨料顆粒級配含量情況，為調整混凝土配合比提供依據。

(2)混凝土拌合。

在配合比滿足設計確定的條件下，混凝土拌合物的均一性主要受混凝土拌合時間的影響，而均一性又直接決定了拌合物是否具備良好的和易性。施工過程中，我局按照《水工混凝土試驗規程》中拌合物拌合均一性的實驗方法進行了多組試驗予以驗證以確定混凝土的拌合時間。聚丙烯纖維混凝土黏度大，故混凝土攪拌時間要比普通混凝土加長，二級配強制攪拌機時不小于120 s。

(3)出機口溫度控制。

通過對骨料進行二次風冷，采取加冰或加制冷水拌和混凝土，以控制混凝土出機口溫度不大于10℃。

(4)澆筑溫度控制。

運輸混凝土的工具必須有隔熱遮陽措施，以縮短混凝土的暴曬時間。盡可能利用早、晚或夜間氣溫較低的時段進行澆筑，加快混凝土入倉覆蓋速度，縮短混凝土澆筑時間。高溫時段澆筑時，進行倉面噴霧，使倉面始終保持濕潤，以降低倉面環境溫度。噴霧時水分不得過量，要求將霧滴直徑控制在40～80 μm，防止混凝土表面泛出水泥漿液，以控制澆筑溫度不大于15℃。

(5)混凝土內部通水冷卻。

在抗沖磨混凝土內埋設冷卻水管進行通水冷卻，冷卻水管使用外徑不小于25 mm的金屬管。底板抗沖耐磨水管水平間距為1 m，垂直方向鋪設一層水管，邊墻及中隔墻抗沖磨混凝土水管間距按1.5 m×1.5 m(水平×垂直)控制。單根水管的長度不得大于250 m，除非倉號澆筑塊長大于100 m;單根水管長度可按300 m控制，且在同一倉面布置多條水管時，各條水管的長度基本一致。冷卻水管距周邊、縫面距離按1 m控制，水管不允許穿過各種縫和孔洞。冷卻蛇形管進出口處管口外露長度不得小于20 cm，并對管口妥善保護，防止堵塞?；炷料铝蠒r即開始通水冷卻，通水連續進行。在前5 d，水管水流流向每12 h改變一次，5 d后，流向每24 h改變一次。

混凝土澆筑溫度不大于15℃，4～10月二級配混凝土澆筑時，將冷卻水進水溫度控制在12℃ ～14℃，1～5 d通 水 流 量 控 制 在1.2～1.5 m3/h，每天最大降溫速率不超過1℃，5 d后通水流量控制在0.5～1.2 m3/h，每天最大降溫速率不超過0.5℃。通水冷卻結束，溫度控制在24℃ ～26℃;若混凝土澆筑溫度不大于15℃，11～次年3月二級配混凝土澆筑時，將冷卻水進水溫度控制在14℃ ～16℃，1～5 d通水流量控制在1.2～1.5 m3/h，每天最大降溫速率不超過1℃，5天后通水流量控制在 0.5 ～1.2 m3/h，每天最大降溫速率不超過0.5℃，通水冷卻結束，溫度控制在24℃ ～26℃。

冷卻蛇形管進口水溫與混凝土溫度之差不得大于25℃。對支管及冷卻蛇形管編號標識作詳細記錄，通水冷卻過程對通水情況進行記錄。

(6)溫控監測。

①溫度監測程序。

溫度監測項目包括:出機口溫度監測、入倉及澆筑溫度監測、冷卻水進出水溫度監測(含流量監測)、混凝土表面溫度監測、混凝土內部溫度監測?；炷猎牧系臏囟?、出機口溫度和倉內氣溫和大氣溫度均使用電子溫度計測量?；鶐r內溫度計的埋入深度為表面以下30±1 cm;混凝土內部溫度計埋入深度為距混凝土表面70±1 cm，混凝土表面溫度計與面層鋼筋捆綁在一起。所有溫度計電纜均從側模引出，不得從過流永久面引出?；鶐r內的溫度計根據需要先期埋設，混凝土內、表面溫度計在混凝土澆筑過程中埋設?；炷翝仓囟葴y量每澆筑坯層、每100 m2倉面面積不少于1個測點，每個澆筑坯層應不少于3個測點，測點均勻分布在澆筑層面上，測量深度保持在5～10 cm之間。

②溫度監測控制要點。

在混凝土澆筑過程中，每4 h檢測1次混凝土原材料的溫度、出機口溫度和倉內氣溫、大氣溫度、入倉溫度、澆筑溫度，并做好相應的記錄。冷卻水進出水溫度監測:嚴格按照溫控及保溫保濕專業指導書控制冷水流量及進水溫度，通過調整流量以達到滿足設計要求日降溫速率的要求，同時通過過程動態控制，尋求其規律?，F階段監測頻率按4 h一次控制。溫度計埋設前，須檢驗其是否完好，埋設后在混凝土覆蓋前進行初始數據監測，混凝土振搗0.5 h后進行第一次數據監測，以后每4 h進行一次數據采集。所有溫度計數據采集時段為一個月。每一次混凝土內部溫度監測數據都及時通報給施工技術部的相關人員，以適勢調整通水冷卻的相關參數。溫度監檢采用的檢測設備均應先率定后使用;將玻璃棒類溫度計誤差控制在0.5℃以內，電子類溫度計誤差控制在0.3℃以內。氣溫驟降期間，增加溫度觀測次數，特別是在夜間。

3.3 混凝土保溫保濕

(1)混凝土保溫保濕。

混凝土養護對于混凝土強度增長及防止裂縫的產生尤為重要，故對混凝土一定要養護到位。

左右中隔墻、邊墻及底板混凝土養護按兩階段進行:①春季。中隔墻、邊墻先用養護劑進行養護，養護劑噴涂厚度為1～2 mm，后貼3 cm厚苯板進行保溫。底板采用噴養護劑覆蓋+3 cm厚苯板+保溫卷材+蓋塑料薄膜進行。②夏季。對混凝土收倉倉面及暴露的側面均采用流水養護，其抗沖耐磨混凝土保水養護時間不少于180 d。

(2)注意事項。

①為保證全面做好混凝土養護工作，每班必須設專人穿著專用服裝，對各已澆筑完的倉面進行日常養護。

②每倉混凝土應有明確的混凝土收倉時間和具體養護時段的標識，養護時段為不少于180 d，盡可能延長。

③夏季日常養護過程中，應經常檢查各倉面混凝土表面的干濕狀態，當發現有局部干燥部位時，需及時用水管進行噴水養護，確?；炷帘砻媸冀K處于濕潤狀態。

④春季經常檢查保溫材料與混凝土表面的粘貼情況，發現有脫離表面和起皺時及時整理平整。

⑤夏季養護期間間隔4 h進行養護水溫及環境氣溫測試并做好相關記錄，將養護水的水溫與環境水溫差控制在5℃左右;直接從江水中抽上來的水要經水池放置一段時間后再利用，以與環境濕度進行交換。

⑥當工地晝夜平均氣溫連續3 d低于5℃或最低氣溫低于－3℃時，應采取冬期施工措施;當工地晝夜平均氣溫高于30℃時，應采取夏期施工措施。

⑦混凝土拆模后，在混凝土強度達到設計強度75%以前且齡期達7 d前，新澆筑混凝土不得與流動水接觸。

4 結語

通過制定一系列的混凝土溫控措施并對施工各環節嚴格把關，溢洪道泄槽段抗沖磨防空蝕底板混凝土施工質量受控，外觀質量得到業主、監理一致好評，到目前為止，底板尚未出現溫度裂縫。