李宏偉
(中國水電十五局科研設計院,陜西省西安市 710000)
Nam Ngum5水電站位于老撾Nam Ngum河上游右岸支流Nam Ting河上,該工程攔河壩為碾壓混凝土重力單曲拱壩,最大壩高100.50m,壩頂寬度6.0m。大壩共設置了2 條結(jié)構(gòu)縫、3 條誘導縫,分縫間距約40m,結(jié)構(gòu)縫采用通縫布置,每個壩段中部上下游面各設置一條誘導縫。
該流域?qū)儆诩撅L氣候,受南海暖濕氣流的影響,降水豐沛,高溫濕熱,無四季之分,全年分為雨、旱兩季,每年的5~10月為雨季,降雨量占全年的80%~90%;旱季從11月~次年4月,降水量占年降水量的10%~20%。流域多年平均降雨量2500mm。
施工期實測資料顯示:壩區(qū)氣溫呈明顯年周期變化,平均氣溫約21.4℃左右,極端最高氣溫36.6℃ ,極端最低氣溫4.8℃;高溫季節(jié)一般出現(xiàn)在4~10月,低溫季節(jié)一般出現(xiàn)在11月~次年3月。
為了監(jiān)測大壩壩體內(nèi)部溫度,永久溫度監(jiān)測儀器布置在3個斷面(壩右0+008.310、壩右0+050.839、壩左0+050.762)的不同高度上,如圖1所示。其它部位的溫度監(jiān)測采用埋設于壩體內(nèi)部的其它儀器兼測。
在壩右0+008.310斷面EL1035m、EL1048m、EL1063.5m、EL1073m、EL1081m 高程分別布置溫度計,共計8 支溫度計。
在壩右0+050.839斷面EL1048m、EL1063.5m、EL1073m、EL1081m、EL1092m、EL1101m高程分別布置溫度計,共計10 支溫度計。
在壩左0+050.762斷面EL1048m、EL1063.5m、EL1073m、EL1081m、EL1092m、EL1101m 高程分別布置溫度計,共計10 支溫度計。
在每層截面上間距呈網(wǎng)格狀布置溫度計,共計28 支壩體溫度計,監(jiān)測大壩的溫度場。
拱壩碾壓混凝土采用斜層平推鋪筑法,拱壩混凝土溫控施工技術(shù)要求見表1。為利于混凝土澆筑塊的散熱,基礎部位和老混凝土約束部位澆筑層高一般為1.2~1.5m,基礎約束區(qū)以外最大澆筑高度控制在3m 以內(nèi)。在高溫時,可采用表面流水冷卻的方法進行散熱。上下層混凝土容許溫差應為15℃~20℃。各壩塊均勻上升,相鄰塊高差不超過12m,相鄰壩塊澆筑時間的間隔宜小于30d。
圖1 溫度計埋設示意圖
表1 拱壩混凝土溫控技術(shù)要求匯總表
碾壓混凝土施工采用斜層碾壓工藝,縮小了鋪筑層面積,縮短了層間間隔時間,減少溫度倒灌,通過調(diào)整層面坡度,靈活控制層間間隔時間長短,使之滿足施工進度、層間結(jié)合質(zhì)量的要求,同時大大加快了施工進度。為了避免由于溫度變化和混凝土體積收縮而在壩面和壩體內(nèi)部出現(xiàn)裂縫,影響大壩的防滲性和耐久性,施工時針對壩體不同部位,不同施工時段采取不同溫控措施控制碾壓混凝土澆筑溫度,具體溫控措施如下。
(1)優(yōu)化混凝土配合比,盡量選用低水化熱水泥,并適當摻粉煤灰,以降低混凝土的水化熱,減緩水化熱溫升速度。
(2)利用每年10月~次年5月低溫季節(jié)澆筑混凝土,高溫季節(jié)盡量利用早晚和夜間澆筑碾壓混凝土。
(3)降低混凝土原材料入機溫度,如采取增加骨料堆高及堆放場地搭建防曬棚,拌制混凝土時采用河水降溫等。
(4)混凝土運輸過程運輸設備加設活動式遮陽棚,縮短混凝土暴曬時間,控制混凝土溫度回升。
(5)混凝土澆筑倉面如果溫度過高,采取手持式噴槍向倉面噴霧,形成倉內(nèi)小氣候,可有效降低澆筑部位的局部環(huán)境溫度5℃~6℃,同時可改善和提高倉面的大氣相對濕度,減少VC值增長,降低混凝土濕度,有效延長層間允許間隔時間,防止和減少外界氣溫的熱量倒灌,并將混凝土澆筑盡量安排在早晚和夜間施工。
(6)控制每層混凝土澆筑厚度及間歇時間,加強混凝土表面灑水養(yǎng)護。
用四芯水工電纜將儀器電纜接長,同時做好儀器的編號和檢查工作。根據(jù)設計布置放樣,在碾壓混凝土面上挖一個深10cm的坑,將接好電纜的溫度計放入坑內(nèi),周圍回填相同的碾壓混凝土料,電纜呈“~”型引至觀測站,詳見圖2。
圖2
表2 壩體溫度計特征溫度統(tǒng)計表
老撾Nam Ngum5水電站工程大壩碾壓混凝土的溫度控制是保證壩體混凝土澆筑質(zhì)量的重要手段,通過對原材料、配合比、混凝土拌和、運輸、澆筑、養(yǎng)護等環(huán)節(jié)采取措施,有效降低壩體混凝土內(nèi)部溫度,獲得了良好的溫度控制效果。通過監(jiān)測資料的統(tǒng)計分析,對各項溫度控制措施的成效進行評價。
實踐表明大壩碾壓混凝土溫控工作基本取得了預期成效,施工至今大壩碾壓混凝土未發(fā)現(xiàn)危害性溫度裂縫。