邹建飞（辽宁省水利工程建设质量与安全监督中心站，辽宁 沈阳110003）



猴山水库工程大体积混凝土温控措施研究

邹建飞
（辽宁省水利工程建设质量与安全监督中心站，辽宁 沈阳110003）

［摘 要］大体积混凝土施工时，由于水化作用产生很高的温度，使混凝土构件内外温差较大，易产生温度裂缝，影响结构的安全性和耐久性。因此有效的温度控制是大体积混凝土施工的重要措施。文章结合猴山水库工程实例，提出大体积混凝土温度控制的有效措施。

［关键词］大体积混凝土；温控；措施；研究；猴山水库

大体积混凝土自然散热缓慢，浇筑后水泥水化热集中，混凝土内部温度迅速上升，且幅度较大。为防止混凝土内外温差过大，在温度应力的作用下而产生裂缝，通过对绥中猴山水库工程大体积混凝土温控研究，着重在原材料选择、施工配合比优化、原材料和中间产品温度控制、混凝土拌制和运输控制、混凝土浇筑控制、通循环冷却降温及表面保温保湿养护等方面提出综合的混凝土温度控制措施，施工中跟踪监测混凝土内部温度，根据测温结果及时调整温控措施，有效控制混凝土有害温度裂缝的产生。

1 工程概况

猴山水库位于绥中县狗河中游范家乡，距绥中县城约35 km，工程任务是以供水为主，兼顾防洪，同时改善下游农业灌溉条件。水库总库容为1.60亿m3，兴利库容为1.28亿m3，防洪库容为0.28亿m3。工程为Ⅱ等工程，主要建筑物拦河坝、副坝建筑物级别定为2级，坝后供水管、调流阀室、输水隧洞以及次要建筑物为3级，拦河坝两岸坝肩边坡级别为2级。拦河大坝为混凝土重力坝，最大坝高51.6 m，由右岸挡水坝段、引水坝段，底孔坝段、溢流坝段及左岸挡水坝段组成。

2 混凝土浇筑设计温控要求

结合坝体温控仿真计算，设计单位提出绥中猴山水库工程混凝土坝体浇筑温控要求。

1）左岸挡水坝段。强约束区（86.6～94.9 m高程），混凝土浇筑温度不大于18℃，最高温度不大于33℃；弱约束区（94.9～103.2 m高程），混凝土浇筑温度不大于20℃，最高温度不大于30℃；非约束区（103.2 m高程以上），混凝土浇筑温度不大于22℃，最高温度不大于35℃；

2）右岸挡水坝段。强约束区（86.6～94.9 m高程），混凝土浇筑温度不大于18℃，最高温度不大于33℃；弱约束区（94.9～103.2 m高程），混凝土浇筑温度不大于20℃，最高温度不大于34℃；非约束区（103.2 m高程以上），混凝土浇筑温度不大于22℃，最高温度不大于32℃；

3）溢流坝段。强约束区，混凝土浇筑温度≤18℃，最高温度不大于33℃；弱约束区，混凝土浇筑温度不大于20℃，最高温度不大于34℃；非约束区，混凝土浇筑温度不小于22℃，最高温度不大于32℃；闸墩，混凝土浇筑温度不大于22℃，最高温度不大于44℃；溢流面6月浇筑，混凝土浇筑温度不大于18℃，最高温度不大于40℃。

3 混凝土温控措施

3.1 原材料及中间产品采取的措施

混凝土组成原材料中，对混凝土温度影响最大的是骨料温度、其次是砂子和水的温度，水泥等胶凝材料的影响最小。因此，降低混凝土拌合物的温度，首先应降低原材料的温度，特别是降低比热最大的水和用量最多的骨料的温度。

选用水化热较低的水泥（选用P·MH42.5中热硅酸盐水泥），掺加适当比例粉煤灰（选用Ⅱ级F类），有效降低混凝土的水化热温升；对大体积混凝土加大骨料粒径（基础及内部混凝土采用四级配，最大骨料粒径为80～120mm），有效降低混凝土的绝热温升；优选复合高效型外加剂（选用LSYT引气减水剂），降低混凝土单位水泥用量，以减少混凝土水化热温升和延缓水化热发散速率，提高混凝土抗裂能力。

3.2 优化施工配合比

混凝土施工中采取有效措施优化混凝土配合比，保证混凝土所必须的极限拉伸值、施工匀质性指标及强度保证率。工程施工前，选用不同型号的外加剂，其他材料相同，分别在两家甲级资质的试验室做相同配合比设计。在相同外界环境下，仅以坝体基础混凝土（C9020F100W6）及内部混凝土（C9015F50W2）为例进行对比，结果见表1。

表1 优化施工配合比对比表

通过对比，B试验室优化的新配合比，水泥用量较小、相对水化热绝热温升小，能更好地控制混凝土内部温度，施工中采用此配合比。

3.3 原材料及中间产品的温度控制

1）粗骨料的温度控制。料仓进料安排晚间及清晨低温时段进料；保证成品料仓的骨料堆设高度，并有足够的储备；骨料顶部采用钢骨架搭设遮阳棚；料仓部位安装喷洒水雾装置，保持湿润，降低骨料温度。

2）拌合用水的温度控制。拌合用水采用地下水，在拌合站下游150 m处修建深5 m、容量为50 m3的蓄水池，水池顶面浇筑25 cm厚C30钢筋混凝土，顶面采用砂砾料回填 ，管路埋至地下引至拌合站蓄水池，水温在10℃左右。高温季节采用加冰块进行冷却，使水温达到4℃。

3）水泥、粉煤灰等胶凝材料的温度控制。对水泥、粉煤灰等胶凝材料，加强人为管理，提前进行储料，及时和供货商进行沟通，避免在出厂高温状态时直接使用。

4）外加剂的温度控制。外加剂储存位置采用钢筋做骨架搭设遮阳棚，避免阳光直射。

3.4 混凝土拌制及运输控制措施

1）拌合系统控制措施。对拌合系统进行重点控制，对送料皮带机及上料斗位置采用钢骨架搭设防晒网，避免阳光直射；对蓄水池进行保温，四周粘贴保温板，并用防晒网进行缠绕固定，顶部采用彩钢瓦及保温板进行覆盖。

2）混凝土拌制控制措施。加强机械设备的管理，对料斗的上料进行控制，每次上料的方量能够保证在15 min内用完，减少骨料在料斗中的温度升高；加强蓄水池的管理，对蓄水池中的拌合用水经常进行测温，采取加冰措施使水温满足设计温控标准。

3）混凝土运输控制措施。对混凝土运输设备，采取隔热遮阳措施，对运输车辆用水冲洗进行降温；混凝土吊罐设置隔热遮阳措施，以防在运输过程中受日光直射，减少温度回升，降低混凝土运输过程中的温度回升率。

4）混凝土浇筑措施。增加机械设备以加快入仓速度，入仓强度是保证混凝土入仓温度的最有效措施，工程配备HZS180及HZS50型共两套拌合系统，完全满足高峰期混凝土浇筑强度，增加水平及垂直运输设备，确保仓面浇筑层能够及时覆盖；实行现场交接班，加强设备和人员的调度管理，提高作业效率，强调现场交接班制度，确保浇筑的连续性，避免停料停浇现象；加强管理，强化调度权威性，坚决避免混凝土运输过程中有自卸车等待卸料现象；统筹安排、综合考虑仓面施工，根据仓号及浇筑强度，充分利用有利浇筑时段，抓住早、晚和夜间温度相对较低的时段进行施工；混凝土平仓振捣后，采用彩条布及时覆盖，以防环境温度影响使表面混凝土温度升高；混凝土采用台阶法进行浇筑，控制台阶厚度不超过0.5 m；混凝土浇筑完毕后，及时进行养护，已浇混凝土表面进行流水养护，保持仓面湿润，上、下游表面悬挂塑料管穿孔，孔间距40 cm、孔径4mm，进行长流水养护。

5）冷却水管的铺设。在5—10月浇筑的混凝土中铺设冷却水管；初期冷却：埋管在混凝土浇筑开始后通水，通水时间为14 d，冷却水初温12℃，混凝土温度与水温之差不超过20℃，冷却时混凝土日降温幅度不超过1℃，管中流量为1.0 m3/h，水流方向每天改变一次，使坝体均匀冷却；冷却水管布置：每浇筑层布置一层，水平间距根据设计图纸布置，采用准32mm HDPE管，壁厚2mm。

6）冷却水管埋设。冷却水管的埋设位置、走向等严格按照设计图纸要求进行；混凝土浇筑前和在浇筑过程中对已安装好的冷却水管各进行一次通水检查，如发现堵塞及漏水现象，立即处理。在混凝土浇筑过程中，避免水管受损或堵塞；供水管布置自成系统，冷却通水供水管的布置利用现有的廊道布置形式避免相互干扰，通水单根水管长度不大于250 m。在有帷幕、固结灌浆孔的仓面，采用锚筋固定水管，测量出水管布置图和灌浆孔位进行对比，将灌浆孔位与冷却水管错位布置，防止冷却水管被钻孔打断；冷却水管在仓内铺设成蛇形管圈。埋设的冷却水管严禁堵塞，并固定和清除表面的油渍等物，水管连接牢固、不漏水。

7）冷却水管通水。初期通水采用河水，当河水满足不了降温要求时，采用深水井的水，通水时间14 d，混凝土温度与水温之差不超过20℃，冷却时混凝土日降温幅度不超过1℃，管中流量为1.0 m3/h，水流方向每天改变一次，使坝体均匀冷却；冷却水管使用完后，进行灌浆回填，露出混凝土表面的水管接头割去，留下的孔立即用砂浆回填。

3.5 混凝土保温措施

挡水坝段上、下游面永久保温；溢流坝段上游面永久保温，下游面、闸墩、溢流面冬季保温。坝体上游面经常性水位以上部分采用GRC复合挤塑板保温，厚100mm，采用锚栓固定于混凝土表面；经常性水位以下部分采用挤塑板保温，厚100mm，采用锚栓固定于混凝土表面；坝体下游面采用GRC复合挤塑保温板，厚100mm，采用锚栓固定于混凝土表面；溢流堰面、闸墩部位采用100mm厚防水岩棉被保温。

3.6 混凝土温度监测

采用埋设在混凝土中的电阻式温度计或热电偶测量混凝土内部温度。在混凝土施工过程中，专人每4 h测量一次原材料的温度、出机口混凝土温度、混凝土内部温度及冷却水的进出口温度，并做好记录。记录数据用来分析冷却方案的合理性和效果，并进行优化。

4 结语

大体积混凝土的温控是一项难度大、技术性强、涉及面广的综合工程。大体积混凝土工程温控施工的核心是从大体积混凝土施工的各个环节控制混凝土内部温度变化，以达到控制混凝土温度裂缝的目的。施工前，要制定具体的施工方案，在优化配合比设计，改善施工工艺，提高施工质量，做好温度监测工作，加强养护等方面采取有效的温控施工技术措施。施工中，要加强质量监控力度，把好工程施工过程的材料关、工序关、检测关及中间交验关，严格按照施工图纸及设计规范要求进行施工，才能达到设计温控要求、混凝土强度要求及混凝土防裂要求。

［中图分类号］TV121

［文献标识码］B

［文章编号］1002－0624（2016）06－0023－03

[收稿日期]2016-01-04