劉紅玉

（中國水利水電第四工程局有限公司 青海西寧 810000）

在當前來看，我國的水壩類型已經從傳統(tǒng)的類型轉變?yōu)槟雺夯炷令愋停涞秃哪?、低膠凝材料用量、能夠快速施工的優(yōu)點越來越凸顯，特備是在提倡環(huán)保節(jié)能的新型建筑工程理念的大趨勢下，越來越多的工程選擇這類混凝土筑壩形式。但是該類大壩對于施工過程工藝要求更嚴，在不同的地域、不同的工程建筑環(huán)境、不同的地質條件、不同的用途下，其施工復雜性和獨立性更強，需要針對不同的問題提出不同的解決思路和方案。高溫季節(jié)對碾壓混凝土施工的影響是工程設計與施工方重點解決的一項問題，并總結了很多經驗，本文從以下幾個方面做一個總結。

1 碾壓混凝土重力壩與常態(tài)混凝土重力壩的差異

碾壓混凝土重力壩是經濟適用的壩型，其自身的優(yōu)勢相對于其他形式的壩型而言非常明顯。具體與常態(tài)混凝土重力壩的差異如下：

（1）碾壓混凝土配合比水泥用量較少，摻用大量粉煤灰，水化熱較常態(tài)混凝土小，但因主要采用通倉薄層快速澆筑方式，其壩塊體積較大，壩體內部熱量不易散失，沿澆筑層高度方向溫差大，恒溫時間很長，例如某壩高140m的碾壓混凝土重力壩經仿真分析，溫度場穩(wěn)定時間需在30年以上，所以同樣溫差條件下碾壓混凝土重力壩內部溫度應力比常態(tài)混凝土大。

（2）碾壓混凝土水泥含量少，抗拉強度和徐變較小，所以其抗裂能力較弱，再加上一般不設置縱縫和未埋設冷卻水管，施工期間易出現(xiàn)表面裂縫和其他形式的裂縫。

（3）碾壓混凝土重力壩在壩基上通常會澆筑1.5～3m厚的常態(tài)混凝土面板，具備一定強度要求后進行基巖固結灌漿，該面板常出現(xiàn)貫穿性裂縫，并會向上擴展到碾壓混凝土層，即使跨裂縫布設騎縫鋼筋也難以避免。以上特點決定了碾壓混凝土重力壩溫控設計思路與常態(tài)混凝土重力壩不同。

2 碾壓混凝土重力壩施工期溫度控制思路

碾壓混凝土重力壩其本身的綜合施工難度非常高，受外界干擾也較多，其中最為重要的就是在夏季施工中溫度的干擾。在當前來看，碾壓混凝土重力壩施工期間對于溫度的控制思路一般如下：

①優(yōu)化混凝土配合比，協(xié)調溫度應力與混凝土抗拉強度關系。在滿足混凝土強度、極限拉伸值、抗?jié)B、抗凍等指標基礎上，配制線膨脹系數(shù)小、彈性模量低、澆筑性能好、抗拉強度高的混凝土，例如增加Ⅰ級粉煤灰摻量，摻加高效緩凝減水劑和引氣劑，以降低水膠比。合理選擇的骨料級配，例如采用四級配混凝土，石子骨料按特大石：大石：中石：小石=2：3：3：2（最大粒徑控制在 120mm）配制；或按照大石：中石：小石=3：4：3 的配制，減少膠凝材料用量，可以簡化溫控措施，提高施工進度。②溫控措施應結合混凝土澆筑計劃，根據(jù)混凝土澆筑時的溫度變化、澆筑部位等情況采取相應的溫控措施。年度溫差變化較大的地區(qū)，碾壓混凝土溫度應力更大，所以應采取更嚴格的溫控措施，反之則可采取較為寬松的溫控措施。在大壩強約束和溫度降幅大的部位，應采取更嚴格的溫控措施，而在大壩次要部位和溫度降幅小的部位，可采取相對寬松的溫控措施。③溫控措施應結合溫控標準和溫控對象。施工期混凝土約束應力主要呈現(xiàn)廣泛分布狀態(tài)，對混凝土自身缺陷較為敏感，所以溫控標準要求更高，溫控措施更加嚴格。同時針對不同的溫控對象要有相應的溫控措施，例如水閘底板閘墩以限裂設計為主導，而大壩引水進水口框架以抗裂設計為主導，這些情況不應等同于混凝土重力壩。④鑒于碾壓混凝土重力壩施工期溫度變化效應的復雜性，應結合大壩結構、施工過程、計算能力與精度要求，并且同時考慮溫度、徐變、水壓力和大壩自重、自身體積變形和干縮變形等負荷，采用有限元法計算大壩溫度應力。

3 大壩結構型式

在碾壓混凝土大壩施工中，其本身的工藝特點決定大壩的結構形式一般相對簡單。這樣的做法在當前來看，主要有如下幾個好處：

①能夠提高施工效率。碾壓混凝土重力壩的施工本身是相當復雜的。如果大壩的結構形式又非常復雜的話，就會給施工人員造成困擾。特備是不利于振動碾及平倉機快速施工，而且施工混凝土重力壩中，對于施工速度是有著一定要求的。如果施工的速度過慢，就會導致混凝土層間胚層結合和溫度出現(xiàn)問題，因此大壩設計需要簡單的結構。②能夠提高碾壓混凝土重力壩的穩(wěn)固性。在大壩結構的設計中，一般來說在不考慮特殊用途的情況下都是越簡單的形態(tài)，其穩(wěn)固性越高。除非是地形特殊，或者是有著特殊的用途，才需要進行增加內部結構密集的設計。③從經濟價值的考慮。在進行大壩的建設中，其自身使用的材料和人工都是非常多的。在這何種情況下，造價自然非常高昂。為了能夠更好的進行大壩的建造，就需要采用簡單的設計。這樣能夠最大限度的節(jié)省工藝和人工的費用，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

4 大壩上游面溫度縫的設置

大壩上游面溫度縫（多的兼顧結構誘導縫）的設計也是碾壓混凝土重力壩施工工藝中最為重要的部分。在夏季施工中，碾壓混凝土重力壩中的溫度會非常難以控制。而上游面的溫度縫就是一項較好的溫度控制措施。其主要的用途是溫度變化過程中減少溫度應力對碾壓混凝土整體性的破壞。上游面的溫度值所以難以控制，主要的原因就是氣候的變化所導致，施工期主要解決混凝土內外溫差產生應力集中釋放的問題。在工程運營階段主要解決庫區(qū)調節(jié)水位內部全年水溫差對大壩整體溫度應力的影響，減小后期出現(xiàn)不規(guī)則裂縫，進而導致水力侵蝕破壞等情況發(fā)生。

5 冷卻水管通水及其他施工階段解決措施

碾壓混凝土重力壩中內部溫度的控制，冷卻水管的設置是常用的一種措施。如果上游面溫度縫的設置是針對日后碾壓混凝土重力壩運營而設計的防止措施，那么冷卻水管的設置則是施工中采取的措施。其中主要是為了防止水化熱過高，產生內外溫差過大的溫度裂縫。水利水電工程的建設項目，其地理位置多處在雨水較多的地區(qū)，氣候陰涼與潮濕，施工環(huán)境多變。當施工環(huán)境溫度和濕度下降過快，會加快碾壓混凝土內部熱度散發(fā)的速度，最終造成碾壓混凝土內部溫度與表面溫度出現(xiàn)較大溫差。除此之外，對于已經澆筑好的碾壓混凝土來說，如果沒有及時采取科學合理的養(yǎng)護工作，在導致碾壓混凝土表面出現(xiàn)裂縫問題的同時，嚴重影響碾壓混凝土澆筑的質量，因此就需要進行冷卻管設置，解決溫度差問題。

碾壓混凝土重力壩中冷卻水管的設置在碾壓混凝土技術應用中是飽受爭議的一個環(huán)節(jié)，冷卻水管固然能夠解決混凝土成型期間水化熱溫升過快的問題，將混凝土在澆筑完一段時間內降到設計穩(wěn)定溫度的要求。但冷卻水管通水過程中的滲漏可能會破壞碾壓混凝土最薄弱的澆筑層間接合面，產生沿著整個碾壓胚層面的通倉滲漏通道，給大壩留下很大的安全隱患。同時，冷卻水管的通水時機和時長均對混凝土質量產生影響，溫度降幅過快或過慢都會產生一定的危害。也有全壩混凝土采用外摻Mg0技術，利用其微膨脹特性抵消溫降收縮，取消傳統(tǒng)的溫控措施，實現(xiàn)快速筑壩，取得良好的社會經濟效益。

在施工過程中，為了更好的降低混凝土內部最高溫升，對混凝土原材料在拌和系統(tǒng)中進行拌制前的預冷，通過制冷技術將骨料預冷到一定溫度（可做到3～5℃以下），再通過將拌和用的水進行冷卻，在混凝土內進行加冰等措施降低混凝土初始溫度，進而降低混凝土最高溫度，減小溫度應力差。該項措施與常態(tài)混凝土無太大區(qū)別，本文不多做贅述。

6 澆筑層厚與間歇時間的設置

碾壓混凝土重力壩澆筑最為重要的兩個注意事項就是澆筑層厚和間歇時間。①澆筑層厚與其熱量傳導到內部的時間和散熱的時間有著明顯的關系。越厚的澆筑層其導熱的時間就越長，儲存熱量的時間也就越長。在夏季施工的時候，如果熱量儲存的時間過長，那么很容易導致溫度裂縫。因此就要格外的注意澆筑層的厚度，從而控制熱量的散發(fā)。②間歇時間。在澆筑的時候通常不是一次成型。所以間歇時間非常的重要。如果間歇時間過短，那么就很容易導致混凝土成型強度不足，從而引發(fā)澆筑質量問題。而如果間歇時間過長，那么就會導致表面拉應力集中，沿混凝土深度方向遞增梯度越大，產生裂縫的風險就越大。

7 總結

碾壓混凝土重力壩的施工在當前來看是我國水利水電工程中選用最為普遍的一種壩型，高溫季節(jié)施工是不可避免的外界干擾因素，其重要性將關系到大壩的永久壽命安全問題，不容忽視。因此在夏季施工的時候，應當格外注意其自身出現(xiàn)的溫度危害問題，這樣才能夠保證碾壓混凝土重力壩工程圓滿完工。