工程施工 东北水利水电 ２０１３年第３期 ［文章编号］１００２—０６２４（２０１３）０３—００１６—０３ 龙江水电站双曲拱坝混凝土施工温控措施 李永生 （云南龙江水利枢纽开发有限公司，云南潞西６７８４００） ［摘要］对于大体积混凝土施工，水泥水化热是引起混凝土内部温度变化。而导致混凝土裂缝 产生的主要原因。为了防止产生温度裂缝，龙江水电站双曲拱坝混凝土施工的温控，着重从选 择混凝土原材料、优化混凝土配合比、降低混凝土浇筑温度、降低混凝土的水化热温升、降低 坝体内外温差、表面保护等方面采取了一系列措施，达到了设计温控要求。 ［关键词］双曲拱坝；混凝土；温控措施；龙江水电站 ［中图分类号］ＴＶ６４２．４＋２ ［文献标识码］Ａ １工程概述 表１气象站气温特征值统计表 ℃ 龙江水电站枢纽工程是以发电、防洪为主，兼顾灌溉、 水产养殖、供水及改善环境、发展旅游等综合性水利枢纽 工程。水库总库容１２．１７ｘ１０ｓ ，电站总装机容量２４０ ＭＷ。工程规模为大（１）型，工程等级为Ｉ等。 枢纽由混凝土双曲拱坝、坝身泄洪表孔、放水深孔、坝 下消能塘及引水发电系统组成。混凝土拱坝坝顶高程 ８７５．Ｏ０ ｍ，最大坝高１１０ ｍ，拱冠梁底宽２３．０１ ｍ，最大拱端 厚度２７．８４ ｍ，坝顶中心线弧长３８９．８ １１＿１。大坝不设纵缝，横 缝间距一般为１６～２０ ｒｎ，共２６个坝段。 浇筑分层形式为基础约束区浇筑层厚１．５￣２．０ ｍ，非基 础约束区浇筑层厚３ ｍ。大坝混凝土总方量约为５８ｘ１０ ｍ］。 根据气象站资料统计，坝址多年平均气温１９．５℃，极 端最高气温３６．２℃，极端最低气温一０．６℃。流域内多西南 风，最大风速为１５．７ ｍ／ｓ，相应风向为西风。坝址区气象条 件见表１。 高程／ｍ 封拱温／＇１３ ２设计温控指标 １）根据龙江的实际情况，坝体的封拱温度见表２。坝 基回填混凝土基础封拱温度１８￣Ｃ ２）坝体混凝土允许最高温度。根据龙江坝体混凝土特 性，其混凝土基础允许温差及允许最高温度见表３、表４。 ３）混凝土浇筑温度。各坝段各月设计要求浇筑温度见 表５。５—９月是控制浇筑温度的重点时段，因此必须采取 一系列的温控措施，降低混凝土出机口温度及浇筑温度， ・】６・ ２０１３年第３期 表３基础允许温差标准 东北水利水电 工程施工 表６水泥物理力学性能化学分析试验结果 脓嫩 蹩 上登４ 热 ３４８ 獬）￣＞２５０ ｌ ，她 抗／折＾ 破 水化‘ 热 一 ３ ｄ ２８ ｄ ３ ｄ ２８ ｄ ３ ｄ ７ ｄ ３啦刽 撕 ５１Ａ ０≥４２５ ＆８ 。 １０ｍ 扔４．９ ＜￣２９３删 附近缺少粉煤灰的供应，需选用其它掺合料来满足工程的 需要。通过市场调研，龙陵江腾火山灰和腾冲华辉火山灰 的生产能力、品质等均满足要求，考虑到运距，最终采用龙 部位 区域 月份１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２ 静 ｔ ２０．…川 ．加２０．柏ｚｏ－ｓ ｔｓ ∞ ∞ ｓ．加 控制坝体混凝土温度在设计范围内。 ３混凝土施工温控措施 ３．１选择混凝土原材料 ３．１．１水泥 水泥是混凝土的主要成分，同时也是混凝土温度变化 的主要因素，在满足结构要求的情况下应尽量选用水化热 较低的水泥。通过对资质较高、生产规模较大的红河外Ｉ开 远水泥厂、昆明水泥厂、大理滇西水泥厂对比，其生产能 力、品质等均满足要求，考虑到运距，最终采用云南大理滇 西水泥厂生产的上登牌中热硅酸盐水泥（ｐ．ＭＨ４２．５）。上登 ４２．５中热水泥各项指标满足规范要求，其ＭｇＯ含量达到 了４．５％一５．Ｏ％的范围，具有显著的延迟微膨胀性能，可有效 地补偿混凝土收缩，提高混凝土的抗裂性，且３ ｄ和７ ｄ的 水化热明显低于国家标准的规定，有利于削减混凝土的水 化热温升。水泥物理力学性能、化学分析试验结果表６。 ３．１．２掺合料 采用掺合料是降低水泥用量的一个重要措施，不但可 以节约水泥还可以减少水化热。因技术成熟、后期强度增 长较大等因素，粉煤灰是首选的掺合料。但由于龙江工程 陵江腾火山灰。江腾火山灰细度、需水量比及烧失量满足 规范要求，掺用量可达２５％。 ３．２优化混凝土配合比 在施工条件允许的范围内，使用大级配和低塌落度混 凝土，可以减少水泥用量。试验表明：在水胶比相同的条件 下，Ⅳ级配混凝土比Ⅲ级配混凝土减少水泥用量１２．２％；塌 落度５～７ ｃｍ的混凝土比７￣９ ｃｍ的混凝土减少水泥用量 约８ ｋｇ／ｍ３。考虑到该工程混凝土拌合站位于大坝上游约 ２．０ ｋｍ处，混凝土水平运输采用自卸车，垂直运输采用缆 机，仓面面积１２０—５５０ ｒｎ２，浇筑层厚１．５￣３．０ ｍ，因此，尽量 采用Ⅳ级配混凝土，混凝土浇筑基本采用５￣７ ｃｍ的塌落 度。龙江水电站大坝混凝土施工主要配合比见表７。 表７龙江水电站大坝混凝土施工主要配合比 攀ｉ 棼 永木冕灿 ｉ｝ ｝珊 ４￣ｆ０ ｔ／Ｉ＝ｏ．＝棚 Ｉ５０ ——峰５Ｉｉ＿ｃ 曼 ｍ 注：１）水泥采用４２．５中热水泥，天然骨料，河砂细度模 数２．６±Ｏ．２，细度模数每增减０．２，砂率相应增减１％；２）混 凝土坍落度每增减１ ｃｍ，用水量相应增减２ ｋｇ／ｍ３。 ３．３降低混凝土浇筑温度 １）降低料仓骨料温度。成品骨料堆放场地骨料的堆高 最低为６ ｍ，储备充分，一般骨料储量满足４ ｄ的混凝土浇 筑需要，并通过地弄取料。 ２）调节料仓内的粗骨料预冷采用风冷。根据浇筑情 况。提前１２ ｈ进行骨料预冷。 ３）为防止骨料温度回升，骨料从预冷仓到拌合楼，皮 带机运输安装遮阳板。 ４）混凝土拌合时，采用加片冰、加制冷水，以降低混凝 土出机口温度。根据浇筑情况，每立方米混凝土加冰１０ ｋｇ ・１７・ 工程施工 东北水利水电 ２０１３年第３期 片冰可降低混凝土出机口温度１．ｏ－１．３℃，混凝土拌合时， 最大加冰量４０ ｋｇ，混凝土出机口温度即可满足要求。 ５）减少混凝土的温度回升。运输混凝土的自卸车，其 顶部加设活动式遮阳棚，自卸车装满料出楼前，人工将遮 阳棚拉好，防止阳光直射，侧面安装保温隔热板；混凝土浇 筑时，基础约束区浇筑层厚按１．５ ｍ控制，非约束区按３．０ ｍ控制，浇筑采用台阶法，仓内配置平仓机，加快混凝土覆 盖速度，浇筑过程中，当气温高于２３℃时，采用喷雾机喷 雾，仓面面积在４００ ｍ２以下使用两台喷雾机，仓面面积在 ４００ ｍ２以上使用３台喷雾机，使用喷雾机后，能使混凝土 浇筑仓面形成小气候区，比外界大气温度低３～５℃。部分 坝段混凝土人仓温度和浇筑温度见表８。 表８部分坝段混凝土入仓温度浇筑温度统计袁 ３．４降低混凝土的水化热温升、降低坝体内外温差 坝体内部冷却水管采用 ２５ ｒｎｎ２钢管（基础灌浆区） 或＋３２ ｒｎｌｎ聚乙烯塑料管（ｅｚ管），冷却水管在坝内按蛇形 布置，坝内冷却水管间距：钢管，基础约束区为１．５ ｍｘ１．５ ｍ（水管间距）；ＰＥ管，基础约束区为１．５ ｍ（浇筑层厚）×１．０ ｍ（水管间距）。 初期通水采用６￣８℃制冷水，通水流量不小于１８ Ｌ／ ｒｎｊｎ，在混凝土浇筑收仓后１２ ｈ内开始进行。中期通水采用 江水，水管通水流量２０～２５ Ｌ／ｍｉｎ，保证每月通水时间不少 于６００ ｈ，总通水时间一般为１．５～２．５月，以混凝土坝体温 度达到２０～２２℃为准。后期通水采用制冷水，水温为６－１０ ｃＣ，通水时间３Ｏ～４０ ｄ，通水时间以坝体达到灌浆温度为 ・ １８・ 准。根据测温资料分析，采用６－８℃制冷水冷却，混凝土平 均日降温幅度为０．３５℃左右。 ３．５表面保护 一般在混凝土收仓后１２～１８ ｈ内即开始流水或洒水 养护，连续养护时间一般不少于２８ ｄ。永久暴露面采用 ＋２５ ｍｌＴｌ的塑料管长期流水养护，通水量为１５ Ｌ／ｒａｉｎ左 右，拆模后即开始流水养护。左右两侧使用的键槽模板，进 行小流量的水喷洒或人工洒水养护。水平仓面的养护，在 混凝土收仓１２￣１ ８ ｈ后即可进行人工洒水养护，使仓面保 持湿润、不干燥的状态，养护时间直至下一仓浇筑为止。 ４大坝温度控制监测分析 施工期间，坝体温度计是随着坝体混凝土浇筑而埋设 的，１Ｏ，１４，１７号坝段均埋设了坝体温度计。根据监测成果 分析表明：混凝土浇筑初期，由于混凝土水化热的作用，混 凝土初期温度偏高。然后，随着混凝土水化热的消散，温度 逐渐降低，埋设在上、下游表面附近的混凝土温度测值下 降较快，而埋深较深的温度计测值下降较慢，符合混凝土 ＼ 跟 温度变化的一般规律。１ｏ号坝段坝体温度结果见图１。 图１ ｌＯ号坝段坝体温度监测结果 ５结语 下闸蓄水前，坝体裂缝检查，未发现危害性裂缝。下闸 蓄水后，挡水建筑物运行良好，说明龙江水电站双曲拱坝 混凝土高温季节施工温控措施是到位的，温控结果满足设 计要求。同时，在施工过程中，应成立混凝土温控管理小 组，加强温控监测、资料收集和分析，并根据实际情况及时 进行调整，是混凝土温控目的实现的重要措施。 通过龙江水电站双曲拱坝混凝土高温季节施工，在原 材料选择、出机口温度、浇筑温度以及坝体内部温度控制等 方面取得了一定的经验值，值得在该地区类似工程中推广。 ［收稿日期】２０１２—１２—２８
