双曲拱坝大体积混凝土施工质量控制

改革开放以来，随着经济的不断发展，我国的能源消耗越来越大，近年来在清洁能源发展方面是国家重点扶持项目，为了更好的促进我国经济的可持续发展和满足人民日益增长的物质文化需求，一些水利和水利水电项目得到了很好的建设。在水利和水利水电项目中，大体积混凝土的浇筑一直是施工的一个难点，也是保证整个工程质量的关键程序。本文以木瓜水库拦河双曲拱坝为例，简要分析了双曲拱坝大体积混凝土施工质量的控制，仅供参考。

2、工程概况

木瓜水库位于浙江省淳安县武强溪流域，水库坝址中州镇伊家坦村上游约250m处，发电厂址位于南庄村西面约100m处，工程主要任务是以防洪、发电为主，兼顾供水、灌溉等综合利用，电站装机5000kw，多年平均发电量为1196万kw.h，建库容188万m3的小一型水库一座。

拦河坝为砼抛物线型拱坝，坝顶高程为▽315.5m，最大坝高35.5m，分7个坝块，三个灌区，坝体采用C9015-4W6F50混凝土。泄水建筑物采用坝顶开敞式闸控表孔溢洪道，共3孔，每孔净宽8m，安装3扇弧形钢闸门。

3、双曲拱坝大体积混凝土施工中存在的问题

根据作者多年的实践经验，并参考了其它资料，认为在双曲拱坝大体积混凝土施工中存在的主要问题，是混凝土裂缝问题，而混凝土裂缝产生的主要原因是由于内外温差。温差裂缝，混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝，温差裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。温差的产生主要有三种情况：第一种是在混凝土浇筑初期，这一阶段产生大量的水化热，形成内外温差并导致混凝土开裂，这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。另一种是在拆模前后，这时混凝土表面温度下降很快，从而导致裂缝产生。第三种情况是当混凝土内部温度高达峰值后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值即内部温差。这三种温差都会产生裂缝，但最严重的是水化热引起的内外温差。所以要对双曲拱坝大体积混凝土施工质量进行控制，其关键就是温度的控制，以下内容将进行简要的分析。

4、根据工程实际，应采取的措施

作者根据多年的实践经验，并依据本工程施工周期长，不但有高温季节施工也有低温季节施工的实际情况，认为要预防大体积混凝土施工中的裂缝，应从如下几个方面着手：第一，设计措施，精心设计混凝土配合比。采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。增配构造筋，提高抗裂性能，在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限抗拉强度。避免结构突变产生应力集中。在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，在正常施工条件下，后浇缝间距20—30m，保留时间一般不小于60天。第二，原材料的控制，一是水泥品种、数量根据施工要求及进度采购储备，储备量必须充足。水泥仓库必须干燥，防止水泥受潮结块变质。水泥的出厂日期至使用时的间隔时间，对袋装水泥不超过3个月。袋装水泥堆高不超过15袋。水泥存放有序，防止混杂。二是骨料按规格分别堆放于拌和堆料场，不得混杂。堆料场应排水顺畅。堆料场可储料约800m3。三是采用溪水，利用水泵直接到拌和楼房。四是外加剂购买后存储至仓库内，存储必须符合外加剂的存储要求，防止变质。第三，高温季节混凝土施工温控措施，一是有效的混凝土温度控制可以防止混凝土发生温度裂缝，以保证建筑物的整体性和耐久性。高温季节温控的主要措施有降低混凝土水化热温升、降低混凝土浇筑温度、混凝土冷却散热等。温控的季节、标准：温控季节主要为每年的6~9月份。温控措施主要针对坝体大体积混凝土。温控标准为混凝土浇筑温度不高于28℃。二是降低水泥水化热措施，采用发热量较低的水泥和减少水泥用量，是降低混凝土水化热温升的最有效措施。本工程降低混凝土水化热温升的具体措施有：骨料采用采用大粒径骨料，可有效地降低水泥用量。主坝砼骨料最大粒径达15cm;采用低发热量水泥复合硅酸盐水泥32.5。三是降低降低骨料温度，尽量提高骨料堆料高度：当堆料高度越大，骨料温度受气温影响越小，其温度越接近平均温度。主坝砼堆料场要求堆料高度不低于4m。在混凝土浇筑期间，室外气温大于28℃时，在骨料堆场顶部对砼粗骨料进行洒水降温。减少骨料运输过程中温升;在皮带机上搭设遮阳棚，避免太阳直射，减少骨料运输过程温升。四是降低浇筑温度，采取有效措施，加快混凝土运输、吊运和平仓振捣速度，加快覆盖速度，减少太阳照射时间，减少混凝土施工过程温升。避开高温时段浇筑：有条件时尽可能安排在阴天、早晚时段、夜间浇筑。五是混凝土冷却散热措施，混凝土浇筑按设计分缝分块，薄层浇筑，以利天然散热。砼浇筑后及时进行洒水养护，保持砼面的湿润，以利用水份蒸发带走砼热量。有条件时，尽量延长上下层砼浇筑间隔时间，以利用天然散热。另外本工程设计中有冷却水管布置，根据施工图纸要求冷却水管层距为3m，布置于各浇筑层中间，水管铺设高程可根据浇筑层的具体情况进行调整，坝体内预埋φ25黑铁管，每个横缝处均设有φ50通水支管及段长为1.5m的活动铁爬梯，在坝面埋设定位螺栓，随坝块升高而升高。供水干管、支管均分为A、B两组，A组支管与B组支管相间排列于各横缝下游面处。切换φ100干管的进水于泄水阀门，可使A、B两组干管交替进水，使蛇形管中水流方向改变，冷却均匀。冷却水管埋设离两岸拱端距离在2m以上。冷却过程分一期及二期，一期冷却在砼浇筑收仓后12h内开始通水，水温度与砼温度相差不超过22℃，φ25冷却水管中水流一般在0.6m/s，坝体砼冷却速率不大于1.0℃/天，冷却水管中水流方向每半天改换一次，每4小时测量一次坝体砼温度、冷却水温度及气温，并做好记录。坝体通水冷却时间为15-21天。二期冷却在封拱灌浆前进行，通水初期每隔2-4天换一次水流方向，后期封拱灌浆前可每天改换一次水流方向使坝体温度降至封拱温度。第三，低温季节混凝土施工温控措施，一是，低温季节有效的混凝土温度控制可以防止混凝土早期受冻破坏、产生表面裂缝，以保证混凝土的整体性、耐久性及强度。根据本工程气候条件，本工程低温季节混凝土温控措施主要采取砼表面覆盖保温等进行。日平均气温连续5天稳定在5℃以下时或最低气温连续5天稳定在-3℃时，按低温季节施工。二是砼表面覆盖保温，混凝土浇筑后及时采用彩条布、水泥包装袋、麻袋等覆盖砼表面保温，降低砼散热速度。新老砼接合处和边角处做好保温，保温层搭接长度不小于30cm。三是骨料温度保温，尽量提高骨料堆料高度，当堆料高度越大，骨料温度受外界气温影响越小，利于保温。在下雪天气，堆料场表面覆盖彩条布，防止冰雪混入骨料而使骨料温度降低。四是降低砼热量散失，加快砼运输速度，减少砼运输时间，降低砼在运输过程中的热量散失。五是施工时间安排调度，模板拆除时间尽可能选择在温度变化不大的中午时段拆模，防止温度骤降致使砼表面裂缝。有条件时，尽可能选择在温度较高的中午时段浇筑。注意收集天气预报，避免在雪天浇筑混凝土。

5、结尾

本文以上内容根据工程实例指出了双曲拱坝大体积混凝土施工的质量控制关键是温度控制，并提出了相应的管理措施。作为一名技术人员，应该在实践中不断学习，并注重借鉴国内外先进的经验，不断提高自身的专业素养和综合素质，为双曲拱坝大体积混凝土施工质量控制做出应有的贡献。

【参考文献】

[1]《大体积混凝土》沈义等，中国建筑工业出版社

[2] 《混凝土病害及修补加固》韩素芳等，海洋出版社

[3] 《混凝土工程》冯克勤等，中国建筑工业出版社

[4]《淳安县木瓜水库工程初步设计》