□罗宇呈

水利工程大体积混凝土施工过程中，易出现因温度引起的应力裂缝，该裂缝通常为贯穿裂缝，造成闸坝渗水、漏水，严重影响水工建筑物结构稳定运行。因此，水利工程大体积混凝土施工过程中的温度控制尤为重要，直接影响混凝土质量和整个工程施工质量。

1.工程概况

该水库位于河北省境内，控制流域面积755km2，总库容3.86亿m3。此次除险加固为新建溢洪道5孔闸，单孔净宽12.5m，闸室长24m，混凝土采用C30W6F200。堰体为阶梯状，堰体混凝土高度最高4.9m、最低1.7m,单仓最小浇筑量1700m3、最大浇筑量2500m3，均为大体积混凝土。

2.混凝土温控指标

2.1 一般要求

混凝土入仓温度最高不超过25℃，混凝土内外容许温差不超过24℃，混凝土温度与循环冷却水水温之差不应超过25℃，降温水的水流方向每24h调换一次，混凝土内部日降温不应超过1℃，管中水流速度控制在0.6m/s～0.7m/s。

2.2 水化热热量计算

工程采用低热水泥，水泥进场后进行水化热检测，经第三方检测机构检测数据：3d水化热231J/g、7d水化热280J/g。根据工程使用的配合比，每立方米C30W6F200混凝土使用水泥量336kg，每立方米混凝土3d水化热Q1=336×1000×231=77616×103J/m3。

2.3 冷却水流速计算

混凝土浇筑完成后，经测量3天混凝土温度可达最高，该阶段需全程通水降温，为确保降温效果循环水进出水口温度差以2℃为最佳，通水过程中调节水流速度，以达到最佳控温效果。

根据设计图纸要求，采用DN25钢管（内径30mm），钢管布设间距3m×3m，每米钢管可调节9m3混凝土的温度。水流速度计算如下：

式中：

Q1—每方混凝土3d水化热能量值，为77616×103J/m3；

T0—环境温度，取值30℃；

T1—混凝土内外容许温差，取值24℃；

T2—混凝土入仓温度，取值20℃；

C1—混凝土比热容，取值970J/（kg·k）；

ρ1—混凝土密度，取值2350kg/m3；

C2—水 比 热 容，取 值4.2×103J/（kg·℃）；

T水—冷却水的进、出水口温差，控制值2℃。

经计算：V≈0.66m/s，符合设计要求。

2.4 温控要点掌握

通过控制原材及拌合用水温度，从而控制混凝土出机口及入仓温度。采用循环冷却水对混凝土进行物理降温，并严格控制循环水的进出口水温和水流速度，控制混凝土反应过程中的温度。

3.施工过程

3.1 工艺流程

施工准备→测量放线→钢筋、模板制安→冷却水管安装→混凝土施工→冷却水降温及混凝土养护

3.2 施工准备

为保证循环冷却水的降温效果，在作业面附近采用PVC防水帆布和钢管搭设10m×10m×2m的简易无盖水池，水源采用水库水，排出的降温水一部分循环回流至水池，另一部分用于混凝土养护用水，循环水采用2寸水泵进行循环。混凝土内部采用电子测温仪，内部测温将探头埋置于混凝土外露面1.5m位置和结构中心，表面测温将探头埋置于钢筋层位置。

3.3 钢筋、模板制安

钢筋制安时，将测量混凝土表面温度的测温探头，安装在钢筋骨架外侧接近表面位置。模板均采用钢模板，墩头部分采用定型钢模板，其他部位采用90cm×150cm散装钢模板拼装，模板内侧安装一个测温探头，用于测量模板拆除前混凝土表面温度。

3.4 冷却水管安装

冷却水管采用导热性良好的DN25钢管，间距3m×3m，蛇形布置，最外侧钢管与混凝土外露面间距1.5m，钢管全部采用钢筋焊接固定。新浇筑仓面单独通水，后期根据混凝土温度可进行串联通水。为保证24h变换一次水流方向，将管道制作成“T”型结构，采用阀门控制水流方向，顺时针水流见图1，逆时针水流见图2。

图1 顺时针水流

图2 逆时针水流

3.5 混凝土施工

拌合、运输。混凝土采用商品混凝土，配合比采用第三方实验室出具的配合比进行配料拌合，混凝土拌和执行SL677的相关要求，混凝土出站前，对其和易性、坍落度、温度等指标进行出机口检测并记录，确保混凝土各项性能符合设计要求。混凝土采用混凝土搅拌运输车运至施工现场。混凝土至浇筑成型全过程，不得随意加水。

浇筑。混凝土运至现场后，根据SL677的相关要求进行入仓前检测，其中混凝土入仓温度严格控制不高于25℃。在高温季节施工时，采用喷雾装置对浇筑仓面进行预降温。

混凝土浇筑采用泵送入仓台阶法分层布料，即先浇筑最低点，待仓面齐平后，从下游向上游浇筑，边前进边加高，逐层向前推进，每层厚度控制在30cm左右，采用70型振捣棒振捣密实，以混凝土表面泛浆且不冒气泡为宜，严谨漏振、欠振或超振，同时在振捣过程中，控制振捣棒距离冷却水管、模板不小于50cm，严禁扰动冷却水管和模板。

3.6 冷却水降温及混凝土养护

冷却水降温。浇筑完成后，立即测量气温、混凝土内部及表面温度，若温差超过24℃需立即通水，原则上待混凝土浇筑完后，开始通水降温。冬季施工时，待混凝土终凝后开始通水。通水过程中，每天测量冷却水温度和混凝土内外温度并记录，测量频次约4h/次。冷却水流速控制在0.6m/s～0.7m/s,水流方向每24h调换1次，日降温控制不超过1℃/天。

当混凝土温度与水温≤25℃，且日降温≤1℃/天，可采用循环水养护混凝土，并适当向水池中补注冷水，保证冷却水水源充足。当混凝土温度与水温＞25℃，但日降温≤1℃/天，禁止使用循环水养护混凝土，并减少向水池中补注冷水。当混凝土温度与水温≤25℃，但日降温＞1℃/天时，减少循环水养护混凝土，并减少向水池中补注冷水，适当降低水速。当混凝土温度与水温＞25℃，且日降温＞1℃/天时，停止使用循环水养护混凝土，同时停止向水池中补注冷水，并降低循环水流速。当混凝土内外温度＞50℃时，在保证日降温≤1℃/天的条件下，适当增加循环水流速。当混凝土内部温度降至与同一天最低环境温度的温差＜24℃，且连续监测5天仍为该结果，可停止循环水，并继续测温7天，温差仍保持在设计值以内，则降温完成，采用M35砂浆将降温管封堵。

混凝土养护与保护。混凝土浇筑完成后表面覆盖薄膜并进行洒水保湿养护，温度较高时在终凝后开始洒水养护，洒水次数以混凝土表面处于潮湿状态为准。养护水宜选用循环水，因循环水温度接近混凝土内外温度，减小温差。

4.混凝土温控技术要点

4.1 一般要求

混凝土浇筑的纵横缝设置、分层厚度及间歇时间等按设计要求和SL677的规定执行。严格控制混凝土入仓温度，6—8月份混凝土最高温度≤25℃，其他月份最高温度≤20℃、最低浇筑温度≥5℃。混凝土内外容许温差不超过24℃。在龄期28天以上的老混凝土面上施工时，新老混凝土允许温差不超过18℃。连续5天混凝土内部温度与同天最低气温小于24℃时，可停止循环水降温。

4.2 高温季节温控措施

4.2.1 混凝土拌和

骨料降温：搭设遮阳棚避免骨料被太阳暴晒，增加储料量保证骨料的堆高超过6m，同时延长骨料堆存时间，如果气温过高，以上措施不能满足要求时，采用喷雾降温或添加碎冰块降低粗骨料温度，细骨料采用冷气降温。

拌和水降温：拌合水中添加碎冰屑，条件允许时也使用温度低的地下水，同时拌合用水的储水箱放置在凉棚中或搭设遮阳棚，并采用保温被包裹水箱和输水管进行隔热，气温过高时采用制冷机对拌和水降温。

掺加外加剂：采用减水剂减少拌合水用量，以降低混凝土早期水化热。

设备降温：拌合系统均搭设遮阳棚，避免阳光直射造成设备温度过高，同时混凝土施工尽量选择在一天气温较低的时间段进行。

4.2.2 混凝土运输

混凝土搅拌运输车停放在遮阳棚内以降低罐体温度，在使用前采用冷水冲洗罐体进行降温，对施工路线进行日常维护，确保运输线路畅通，缩短混凝土运输时间。

4.2.3 混凝土浇筑

尽量避开高温时段施工，宜选择每天16时—次日10时。混凝土浇筑前采用喷雾措施降低仓面温度，但需保证仓面无积水，可对钢模板外侧洒水降温。混凝土入仓后立即进行平仓，尽快覆盖上层混凝土，缩短混凝土在空气中的暴露时间，以最短时间浇筑成型。混凝土浇筑完成后，根据实际情况及时采用循环冷却水对混凝土降温。

4.2.4 混凝土表面养护

混凝土拆模后，及时对已浇混凝土进行不间断洒水养护，并时刻保持混凝土面湿润，使混凝土能良好散热。

4.3 低温季节温控措施

混凝土低温季节施工，由于室外温度低，主要控制混凝土的内外温差不超过25℃。

4.3.1 砂石骨料储备

在进入低温季节施工前提前储备骨料，并将骨料尽量堆高，增加薄膜覆盖，砂石骨料进场前检查含水率，防止因含水率大导致骨料受冻影响混凝土质量。

4.3.2 混凝土浇筑准备

混凝土施工前提前将加热器具、保温材料等准备充足，配备足够的施工人员、施工设备等，对参与冬季施工的机具（如拌合楼、混凝土运输车、泵车等）进行冬季养护，确保机械设备工作正常。

4.3.3 拌合水加热保温

首先考虑热水拌合，采用岩棉包裹储水箱、供水管道等进行保温，采用加热棒对封闭的水箱持续加热或采用锅炉加热拌合水，储水箱内设温度计，用于观察和调控水温，拌合用水温度控制在60℃左右，水温超60℃时需改变投料顺序，水温应根据混凝土入仓温度适当调整。

4.3.4 混凝土拌制

混凝土拌合前，采用热水冲洗拌和机，并将积水或冰块清除，让拌合机提前预热。混凝土拌制时间比常温季节适当延长12s～15s，由试验确定最终时间，合理调整投料顺序，与材料加热条件相适应。当拌合水温度＞60℃时，改变投料顺序，先将骨料与水拌合，然后加入水泥、粉煤灰、外加剂等材料拌合至规定时间，并应避免水泥假凝。应对混凝土温度、和易性经常检测，若偏差较大，需对拌合过程和材料温度等进行检测、调整、改进。

4.3.5 运输设备保温

采用保温被包裹混凝土罐车，工作停顿或结束时，采用热水将罐内清洗干净，恢复作业时预先加热罐体。随时维护施工路，确保道路畅通，以缩短运输时间，减少混凝土在运输过程中散热。

4.3.6 新浇混凝土覆盖

混凝土施工完成后，及时采用草帘、棉被等进行覆盖保温避免新浇混凝土受冻，立面模板外侧悬挂保温被，并增设挡风保温措施。

4.3.7 延长拆模时间

在低温季节浇筑的混凝土，当遇到气温骤降时推迟拆模时间，延长覆盖保温时间。

5.结语

工程通过对混凝土原材料、拌合、浇筑、养护等环节实施的一系列温控措施，有效降低了大体积混凝土因胶凝材料的水化反应造成的混凝土内外温差大，减少了因混凝土内外温差大产生的应力裂缝。此项目所实施的温控措施达到了预期效果，保证了混凝土施工质量。□