王生楠，周金锁

(1.辽宁西北供水有限责任公司，沈阳 110003；2.国网东北分部绿源水力发电公司云峰发电厂，吉林 集安 1342000)

1 工程概况

云峰水电站位于中朝界河鸭绿江中上游，吉林省集安市青石镇境内，电站厂房为引水式地面厂房，电站设计工作水头89.0m，主厂房地面高程222.00m，尾水管层高程197.45m，尾水管为钢筋混凝土结构，尾水管出口尺寸4.80m×5.25m，尾水渠最低水位207.45m。

2019年10月云峰水电站尾水闸门关闭不严，水下调查发现尾水渠大量卵石、块石等堆渣，经研究决定四台机组退出运行5个月，填筑围堰、排空尾水，组织冬季施工，全面抢修尾水渠。尾水渠宽度65.58m，最大开挖深度达10m，并以1:5的逆坡向河道下游延伸50m。

工程所在地属温带大陆季风性气候，年内气温变化较大，冬季气温干燥寒冷，风势较大。地区多年平均气温6.6℃，极端最低气温-32.6℃，冬季气温经常保持在-10℃以下。

2 混凝土配合比设计

因实际施工中混凝土强度受客观因素的影响会在一定范围内产生波动。为保证成品混凝土的强度等级，在配制混凝土时，其配制强度需高于设计强度等级，依据《水工混凝土配合比设计规程》(DL/T5330-2015)混凝土配合比设计混凝土强度保证率采用95%。

表1 混凝土配制强度

根据混凝土配合比各项试验结果，在满足混凝土技术要求的前提下，采用的混凝土配合比试验参数见表2。

表2 混凝土推荐配合比试验参数

3 混凝土施工准备温控计算

3.1 冬季供暖

拌合站和砂石料场分别采用燃煤锅炉，经管道及暖气片供热。拌和站和砂石料场布置锅炉房各一座，燃煤锅炉各一套；值班工作区分别布置在围堰两端靠挡墙处，供暖采用简易炭火炉加热。

3.2 施工供水保温

冬季施工用水主要为混凝土拌和用水，拌和用水采用45℃-60℃热水，采用锅炉进行热水加热，锅炉采用彩钢板围护。为保证热水的循环使用，现场采用6mm钢板焊制两个10m3蓄水槽。蓄水槽四周钢板采用耐热橡塑海绵包裹。尾水渠底板基面为岩基面，为防止基面结冰，开仓前清洗用水采用热水进行，采用热水加热，采用10m3/h水泵通过镀锌钢管输送至仓号内。用水输送管路使用电加热式伴热带缠绕包裹后，再使用软体海绵泡沫板包裹，最外层使用防水布全包裹，在拌制混凝土时，靠伴热带供给热量预热管路，靠软体海绵泡沫板隔热防止热量散失，靠最外层防水布隔绝外部雪、水的侵入。

3.3 砂石骨料及拌合站保温

1)砂石料进场前，首先在地面铺设6mm厚钢板，在钢板上铺设保温棉，进料后，在保温棚内，利用锅炉加热经管道暖气片进行加热保温。拌和站暖棚内四周布置了供热管道，对砂石骨料进行升温。确保砂石骨料入拌和机前温度≥5℃。

2)拌和站保温

混凝土拌和站采用封闭暖棚结构，留有进料门，用燃煤锅炉对水进行加热经管道暖气片对拌和站供暖，保证室内温度。为保证抢修工期，实施冬季施工，要求冬季混凝土入模温度，骨料仓和外加剂存储地设置采暖保温设施。保证粗细骨料棚内温度>5℃，外加剂棚内温度>10℃[1]。

3)拌合站及骨料热工计算(考虑施工条件)

室外温度零下15度，保温棚内温度5-10℃；蓄水池10m3，水温50℃；供尾水渠用混凝土，日最大混凝土需求量280m3；每小时供应混凝土11.67m3/h，用水量为0.75t/h，骨料为8.6t/h。计算基准以1t / h蒸汽锅炉能产生热能进行换算，分别为2500000kJ、694444w/h、600000kcal。

经计算，蓄水池消耗热能为0.06t/h；储料棚消耗热能为0.48t/h；骨料保温及加热折算选用锅炉为1t/h的低压锅炉,可满足保温棚的冬季保温要求。

4)混凝土拌和物的温度计算

混凝土拌和物的温度采用如下公式：

T0=0.9[(McTc+MsTs+MgTg+
4.2(Mw+WsMs-WgMg)+
C1(WsMsTs+WgMgTg)-C2(WsMs+WgMg) ]/
[4.2Mw+0.9(Mc+Ms+Mg)]

(1)

式中：T0为混凝土拌和物温度，℃；Mw、Mc、Ms、Mg为水、水泥、砂、石的用量，kg；Tw、Tc、Ts、Tg为水、水泥、砂、石的温度，℃；Ws、Wg为砂、石的含水率，%；C1、C2为水的比热容[KJ/(KG*K)]及熔解热，kJ/kg；当骨料温度>0℃时， C1=4.2， C2=0；当骨料温度≤0℃时，C1=2.1，C2=335。

经计算，T0=17.57℃，满足混凝土入模温度≥15℃要求。

5)混凝土拌和物的出机温度

混凝土拌和物的出机温度采用如下公式：

T1=T0-0.16(T0-T)

(2)

式中：T为骨料的温度，℃；T0为搅拌机棚内温度，℃。

经计算，混凝土出仓时的温度T1=15.55℃。

4 冬季混凝土施工温控措施

4.1 混凝土拌和

为保证混凝土施工强度，考虑拌合机的正常检修停机需要，同时避免拌合机出现故障导致混凝土浇筑终止，自建拌合站内计划设置两个强制型混凝土拌合机，容量分别为1m3和0.5m3。同时配置有砂石骨料存料斗3个。

4.2 混凝土入仓

尾水渠混凝土采用跳仓浇筑，每仓分为两段，共8段，浇筑顺序为4-1、3-1、2-1、1-1、4-2、3-2、2-2、1-2，采用跳仓浇筑方便搭设保温棚，同时可以提高混凝土养护质量，保证养护温度。混凝土全部采用二级配混凝土，采用HTB60混凝土泵泵送入仓，底板混凝土平仓采用人工平仓。所有泵管全部采用电热毯包裹加热，外层包裹一层棉被进行保温，减少混凝土热量的散失，确保混凝土入仓的温度不低于15℃。

4.3 混凝土振捣

尾水渠底板混凝土采用振捣梁(上部安装有2.2kw振捣电机)配合φ70振捣棒进行振捣。混凝土入仓后先采用振捣棒进行混凝土第一次捣，振捣后的混凝土面高程略高于设计高度，然后采用振捣梁振捣提浆。

4.4 仓面收面

底板混凝土一次浇筑至永久外露面，混凝土浇筑后需进行收面处理。先采用电动抹面机进行表面平整、提浆，然后人工用铁抹子进行两次收面，第一次为精平，第二次为压光。

4.5 混凝土养护及测温

采用负温养护，混凝土浇筑后的起始养护温度不低于5℃，浇筑后5d内的日最低气温来选用防冻剂。在最低温度不低于零下5℃时，混凝土浇筑后，裸露表面应采用塑料薄膜覆盖，并附加一层养生布(养生布厚1.5cm)保温；温度低于零下5℃时采用两层养生布进行覆盖。平时保持养生布的干燥性，晴天翻晒保温层。在尾水渠混凝土底板及拦砂砍布置测温点，测温孔布置在有代表性的结构部位和温度变化易冷却的位置，用Φ20钢管按照一定长度制作而成，埋置基础的长度为100mm。为保证孔内温度与混凝土温度一致，空隙内灌水并用软木塞塞住孔口，软木塞中间钻一个洞，用于测温时放置温度剂使用。

对保温棚内、外温度、混凝土搅拌用水、混凝土出机温度测温不得少于4次，混凝土搅拌用水温度，不超过60℃并不低于45℃，混凝土出机温度10℃-15℃。

4.6 拆模

冬季混凝土拆模时间根据同条件养护试件强度来决定，承重混凝土拆模强≥8MPa。由于冬季施工，环境平均温度<5℃，混凝土不得洒水养护，混凝土拆模后，裸露部分混凝土全部进行覆盖养生布保温处理[2]。

5 结 论

尾水渠浇筑混凝土按标准龄期进行养护，养护期间及龄期后分别进行回弹值测量，检测混凝土强度是否满足当前龄期设计标准值，分别对尾水渠底板8仓混凝土及尾水渠拦砂砍、左右岸边坡进行回弹测量。回弹测量结果表明，尾水渠浇筑混凝土在5-10d内能够达到设计强度标准值的80%，在标准养护龄期28d后，能够达到设计强度标准值100%。