謝衛(wèi)東

（中國水利水電第八工程有限公司 長沙市 410007）

1 概 述

1.1 工程概況

金沙江溪洛渡水電站工程是我國西電東送中線的骨干電源之一，位于四川省雷波縣和云南省永善縣交界處的金沙江干流上，水電站樞紐由攔河大壩、泄洪建筑物、引水發(fā)電建筑物組成，電站總裝機(jī)容量13 860 MW。攔河大壩為混凝土雙曲拱壩，建基面高程324.5 m，壩頂高程610.0 m。

1.2 混凝土溫控特點(diǎn)、難點(diǎn)

（1）壩址區(qū)夏季氣溫較高、持續(xù)時(shí)間長（4～9月月平均氣溫均高于22℃，7、8月月平均氣溫高達(dá)27.1℃），要求相應(yīng)時(shí)段的混凝土原材料降溫幅度大，混凝土原材料溫降問題較為突出；

（2）冬季多風(fēng)且氣候干燥，混凝土表面水份散發(fā)較快，需加強(qiáng)混凝土表面養(yǎng)護(hù)，防止混凝土表面裂縫的出現(xiàn)；

（3）拱壩中部孔洞多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度大。底部厚度大，基礎(chǔ)約束作用強(qiáng)，相應(yīng)的溫度控制標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)，難度大；

（4）陡坡壩段基礎(chǔ)約束作用強(qiáng)，允許基礎(chǔ)溫差小，溫度控制難度大。

2 混凝土溫度控制標(biāo)準(zhǔn)

2.1 基礎(chǔ)溫差標(biāo)準(zhǔn)(表1)

表1 大壩允許基礎(chǔ)溫差表 ℃

2.2 上下層溫差標(biāo)準(zhǔn)

老混凝土位于約束區(qū)時(shí)，上下層溫差為15℃；老混凝土位于自由區(qū)時(shí)，上下層溫差為18℃。

2.3 內(nèi)外溫差標(biāo)準(zhǔn)

內(nèi)外溫差為混凝土內(nèi)部平均溫度與當(dāng)月月平均氣溫之差，根據(jù)外界不同的氣溫條件，溪洛渡大壩控制混凝土內(nèi)外溫差≤16℃。

2.4 混凝土內(nèi)部允許最高溫度標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)以上各種溫控標(biāo)準(zhǔn)，確定混凝土內(nèi)部允許最高溫度要求如表2。

表2 大壩混凝土最高溫度限制表 ℃

3 施工期大壩混凝土溫度控制計(jì)算

3.1 混凝土出機(jī)口溫度

混凝土出機(jī)口溫度主要取決于拌和前各種原材料的溫度。利用拌和前混凝土原材料總熱量與拌和后流態(tài)混凝土的總熱量相等的原理，可求得混凝土的出機(jī)口溫度To。

施工中各時(shí)段滿足設(shè)計(jì)澆筑溫度控制要求的混凝土出機(jī)口溫度（表3）。

3.2 混凝土入倉溫度計(jì)算

根據(jù)混凝土出機(jī)口溫度、氣溫、太陽輻射熱引起的氣溫升高值、混凝土在運(yùn)輸裝料、卸料、轉(zhuǎn)運(yùn)等過程中熱交換系數(shù)以及混凝土在運(yùn)輸過程中的熱交換系數(shù)，計(jì)算出混凝土入倉溫度結(jié)果（表4）。

3.3 混凝土早期最高溫度計(jì)算

以設(shè)計(jì)要求的溫控標(biāo)準(zhǔn)作為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)內(nèi)部最高溫度計(jì)算公式，反推出在不同時(shí)段、不同部位施工混凝土?xí)r所必須采取的綜合溫控措施。具體計(jì)算結(jié)果及綜合溫控措施如表5。

表3 《拱壩混凝土溫度控制施工技術(shù)要求（B版）》要求的出機(jī)口、澆筑溫度表 ℃

表4 混凝土入倉溫度計(jì)算結(jié)果表 ℃

表5 不同時(shí)段、不同綜合溫控措施下大壩混凝土計(jì)算內(nèi)部最高溫度匯總表 ℃

4 大壩混凝土溫度控制與防裂綜合措施

4.1 優(yōu)化混凝土配合比、提高混凝土抗裂能力

選擇發(fā)熱量較低的中熱水泥、較優(yōu)骨料級(jí)配和優(yōu)質(zhì)粉煤灰，優(yōu)選復(fù)合外加劑（減水劑和引氣劑），降低混凝土單位水泥用量，以減少混凝土水化熱溫升和延緩水化熱發(fā)散速率，降低混凝土內(nèi)部溫度。

4.2 合理安排混凝土施工程序、進(jìn)度及時(shí)段

基礎(chǔ)約束區(qū)、導(dǎo)流底孔、泄洪深孔和表孔等重要結(jié)構(gòu)部位混凝土，在設(shè)計(jì)規(guī)定的間歇期內(nèi)連續(xù)均勻上升，不出現(xiàn)薄層長間歇；其余部位基本做到短間歇均勻上升；盡量縮短固結(jié)灌漿時(shí)間；基礎(chǔ)約束區(qū)混凝土盡量安排在10月～次年3月氣溫較低季節(jié)澆筑，避開4～9月高溫季節(jié)，無法避開時(shí)盡可能避開白天高溫時(shí)段。

4.3 采用綜合溫控措施，降低混凝土出機(jī)口、入倉及澆筑溫度

降低混凝土澆筑溫度主要從降低混凝土出機(jī)口溫度和減少運(yùn)輸途中及倉面的溫度回升兩方面考慮。

（1）混凝土骨料采用深地弄取料，并采取加片冰、加制冷水拌和及粗骨料一、二次風(fēng)冷以降低混凝土出機(jī)口溫度。

（2）施工過程中需規(guī)劃好供料平臺(tái)側(cè)卸車運(yùn)輸與卸料流程，使混凝土運(yùn)輸與卸料平暢，縮短混凝土運(yùn)輸時(shí)間，盡量減少不必要的倒運(yùn)。

（3）高溫季節(jié)澆筑混凝土?xí)r擬在倉面噴霧，以降低倉面氣溫；加快混凝土入倉速度和覆蓋速度，在混凝土澆筑過程中，混凝土振搗密實(shí)后立即用20 mm厚聚乙烯保溫被覆蓋度。

（4）高溫和較高溫季節(jié)的混凝土澆筑完成后，采用自動(dòng)噴水器對(duì)已澆混凝土進(jìn)行不間斷灑水養(yǎng)護(hù)，保持倉面潮濕，使混凝土充分散熱。

（5）控制混凝合理土層間間歇期，層間間歇期不能過短也不能過長。對(duì)于1.5 m層厚，控制層間間歇（5～7）d左右；3.0 m 層厚，控制層間間歇（5～21）d。

4.4 混凝土通水冷卻

（1）一期通 10℃冷水 11～28 d左右，流量 2.5 m3/h左右，用以削減混凝土水化熱，將混凝土內(nèi)部最高溫度控制在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)；一期通水結(jié)束后悶溫（3～5）d，然后進(jìn)行中期冷卻。表6為大壩混凝土一期冷卻目標(biāo)溫度控制表。

表6 大壩混凝土一期冷卻目標(biāo)溫度控制表 ℃

（2）中期冷卻的目的是防止一期冷卻后混凝土溫度回升，減小二期冷卻降溫幅度和減小內(nèi)外溫差。中期冷卻控溫階段擬采用10℃冷水，0.2 m3/h左右的小流量進(jìn)行溫度控制。中期冷卻降溫階段通水溫度為10℃冷水，流量（0.5～1.0）m3/h 左右。

（3）二期通8℃冷水，流量1 m3/h左右，具體流量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，將混凝土內(nèi)部溫度在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)強(qiáng)迫冷卻至接縫灌漿溫度，以加快壩體接縫灌漿施工進(jìn)度。

4.5 混凝土表面保護(hù)

（1）混凝土澆筑過程中，倉內(nèi)氣溫高于23℃時(shí)，混凝土振搗密實(shí)后，混凝土坯層面上立即覆蓋等效熱交換系數(shù) β≤20 kJ/（m2·h·℃）的保溫材料進(jìn)行隔熱。

（2）混凝土澆筑收倉后，倉內(nèi)氣溫高于20℃時(shí)，約束區(qū)混凝土層面上應(yīng)立即覆蓋等效熱交換系數(shù)β≤10 kJ/（m2·h·℃）的保溫材料進(jìn)行隔熱 12 h，但隔熱時(shí)間最長不超過24 h，揭開隔熱材料后進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)。

（3）新澆混凝土層面采用濕養(yǎng)護(hù)方法，在養(yǎng)護(hù)期間進(jìn)行連續(xù)不間斷的養(yǎng)護(hù)以保持表面持續(xù)濕潤，或養(yǎng)護(hù)到新混凝土覆蓋或保溫覆蓋為止

（4）拱壩橫縫面拆模后，立即覆蓋等效熱交換系數(shù)β≤10.0 kJ/（m2·h·℃）的保溫材料進(jìn)行保溫，保護(hù)材料緊貼被保護(hù)面。

（5）拱壩上下游面及泄水孔洞部位拆模后，粘貼聚苯乙烯泡沫塑料板進(jìn)行全年保溫隔熱保護(hù)，聚苯乙烯泡沫塑料保溫板厚度為：上游面50 mm，下游面30 mm。

5 結(jié)語

溪洛渡水電站大壩混凝土自2009年3月份開澆以來，除在基礎(chǔ)約束區(qū)由于壩基建基面地質(zhì)條件較差、基礎(chǔ)固結(jié)灌漿要求高、施工時(shí)間較長、造成了部分固結(jié)灌漿蓋重混凝土倉面因表面長間歇形成了裂縫外，大壩基礎(chǔ)處理完成后，混凝土裂縫基本沒有出現(xiàn)，說明了大壩混凝土溫控及防裂綜合措施是有效的，可以為以后類似高拱壩混凝土溫控及防裂措施提供借鑒。