論文自一里水電站首部樞紐工程冬季混凝土施工特點副溫混凝土法在主體工程施工應(yīng)用常明云（中國水利水電第五工程局四川.成都郵編：610066）提要：水工混凝土對抗?jié)B、抗凍要求較高，主體工程在00C以下施工，須采用電熱法、暖棚法等蓄熱保溫措施，使?jié)仓h(huán)境溫度滿足規(guī)范要求，因此施工成本較大。根據(jù)工期的需要，四川華能自一里水電站首部樞紐部分主體工程需安排在冬季11月份和12月份澆筑，經(jīng)試驗和多種方案比較，其冬季施工措施采用副溫混凝土施工技術(shù)，即加GK-2A型防凍劑（具有防滲要求的部位再加引氣劑），該防凍劑具有防凍、減水、引氣、早強性能，該防凍劑主要作用降低冰結(jié)點，使混凝土在負溫情況下繼續(xù)水化反應(yīng)，抗凍能力得以提高，實踐證明該方案可用于主體混凝土施工，為水工主體工程負溫混凝土施工技術(shù)提供借鑒，而且取得可觀的經(jīng)濟效益，其質(zhì)量經(jīng)混凝土試塊仿真養(yǎng)護壓力試驗，鉆芯取樣評定均滿足規(guī)范要求，且達到優(yōu)良標準，該工程已已運行多年，經(jīng)檢查工況良好。1概述1.1工程簡介四川華能自一里水電站位于四川涪江上游最大的支流火溪河上，其閘址位于平武縣白馬寨下游2km處，該電站為引水式地下廠房，總裝機容量為130MW，其中首部樞紐工程包括：取水口、一孔沖砂閘、兩孔泄洪閘及左右岸連接擋水壩段。取水口位于基巖上，其它壩段均位于軟基上，本標工程除閘壩外還包括1500m引水隧洞和1400m上下壩公路（即改造九環(huán)線）。根據(jù)業(yè)主工期要求，主體工程混凝土在冬季11月和12月必須施工。據(jù)統(tǒng)計，2002年冬季施工項目有：1#、2#壩段及上下壩公路連接段共15600m3混凝土，2003年冬季施工的項目有3#、4#壩段共有5000m3混凝土，自一里工程冬季施工共20600m3混凝土。1.2工程所處氣候環(huán)境情況簡介自一里水電站工程所在區(qū)域?qū)賮啛釒降貧夂?，冬季寒冷干燥，氣溫垂直變化明顯。據(jù)資料顯示，全年平均氣溫7.6，極端最高氣溫29.5，極端最低氣溫-16.5。冬季日平均氣溫在3左右，11月份氣象特點：平均氣溫為3.7，極端最低氣溫為-2.4，最大風(fēng)速為11.0m/s；12月份氣象特點：平均氣溫為-2.4，極端最低氣溫為-6.6，最大風(fēng)速為15.7m/s。1.3有關(guān)熱工基礎(chǔ)參數(shù)計算1.3.1室外計算溫度ta=0.4te+0.6tyta室外計算溫度0Cte工程所在地區(qū)歷年最冷月最低溫度0Cty工程所在地區(qū)歷年絕對最低溫度0C1.3.2混凝土成熟度計算成熟度計算的目的：采用成熟度作為檢驗低溫季節(jié)混凝土是否達到允許受凍臨界強度的標準和確定拆模時間。本地區(qū)11月、12月氣溫在-10以上，因此采用經(jīng)驗公式即紹爾公式：N=（tg+10）zN混凝土成熟度0C.d或0C.hz養(yǎng)護時段dtgz時段內(nèi)混凝土硬化時的平均溫度0C1.3.3混凝土的溫度損失其損失包括運輸過程和澆筑過程中溫度損失。運輸過程：公式tu=A(to-ta)ztu運輸過程的溫度損失0Cto混泥土出機口溫度0Cta室外計算溫度0Cz運輸時間hA裝運混泥土容器系數(shù)吊罐0.13，敞口式0.2澆筑過程溫度損失：公式tj0.17（tB,P-tc）zctj-澆筑混泥土溫度損失0CtB,P混泥土入倉溫度0Ctc暖棚內(nèi)溫度0Czc平倉、振搗到上層覆蓋的時間即澆搗時間h2本工程幾種冬季施工措施費用的比較2.1負溫混凝土施工法通過試驗，經(jīng)計算分析加GK2A型防凍劑，澆后覆蓋彩條布和草袋表面蓄熱常規(guī)養(yǎng)護措施比常規(guī)混凝土增加費用為3，本工程增加費用=180元/方x206000x0.03=11.1萬元。2.2電熱法施工參考有關(guān)經(jīng)驗計算分析比常規(guī)混凝土增加費用為30左右，本工程需增加費用=180x20600x0.3=108萬元。2.3暖棚法施工參考有關(guān)經(jīng)驗計算分析，增加費用為40左右，本工程需增加費用=180x20600x0.4=148.3萬元。經(jīng)比較負溫混凝土法比電熱法節(jié)約資金96.9萬元，比暖棚法節(jié)約資金137.2萬元。3負溫混凝土法施工3.1負溫混凝土法施工有關(guān)要求過去負溫混凝土是摻有大量氯鹽的混凝土，在外界負溫條件下澆入不保溫的模板中，進行簡單的覆蓋養(yǎng)護，以防混凝土冷卻過快和霜雪落在混凝土上。據(jù)行業(yè)標準要求一般適宜于棧橋墩、擋墻等非主體無筋混凝土工程。隨著新型材料的發(fā)展，混凝土防凍劑被廣泛采用，且應(yīng)用于主體工程。3.2自一里首部樞紐主體工程采用負溫混凝土法施工的可行性分析自一里首部樞紐工程冬季施工的主要項目都有1#4#擋水重力壩段部分混凝土，上下壩公路連接擋墻，上述部位均為無筋大體積混凝土。氯鹽溶液改摻GK-2A型防凍劑（具有防滲要求的加引氣劑），該防凍劑具有防凍、減水、引氣、早強性能，該防凍劑主要作用降低了冰結(jié)點，使混凝土在負溫情況下繼續(xù)水化反應(yīng)，抗凍能力提高到-150C。本工程經(jīng)多次配比試驗，GK-2A防凍劑摻量為3.8，對有防滲要求的混凝土再加1/1000GK-9A型引氣劑，澆筑中采用碘鎢燈蓄熱形成施工小氣候，澆完后推遲模板拆除時間，拆模后立即掛草簾，混凝土表面覆蓋彩條布、草袋防雪蓄熱養(yǎng)護的常規(guī)措施，因此不需特殊保溫措施，可進行主體混凝土施工。3.3負溫混凝土法施工過程控制3.3.1原材料控制為避免混凝土早期受凍，采用堆高，彩條布覆蓋的方法對儲料堆的沙石骨料進行保溫、防雨和防雪。3.3.2摻加外加劑提高砼抗凍力采用GK-2A型防凍劑，該防凍劑具有防凍、減水、引氣、早強性能，該防凍劑降低了冰結(jié)點，使混凝土在負溫情況下繼續(xù)水化反應(yīng)，抗凍能力提高到-150C。3.3.3拌和中的溫控措施拌和樓屬房式結(jié)構(gòu)，樓內(nèi)外溫差達34，并延長混凝土拌和時間30s以上，保證砼出機口溫度。3.3.4運輸中保溫措施雖混凝土運輸距離較近（200m左右），但混凝土運輸過程仍采用草袋覆蓋保溫，防雨和防雪。3.3.5混凝土結(jié)合面處理對施工縫不用水沖洗，采用風(fēng)槍和綿紗清洗倉面。3.3.6澆筑中的溫控措施對已澆混凝土及時覆蓋彩條布，碘鎢燈蓄熱形成小氣候。3.3.7澆筑后的溫控措施對新澆混凝土收倉后立即覆蓋彩條布草袋保溫、防雪防雨，采用搭設(shè)簡易的溫棚和碘鎢燈蓄熱保溫，推遲模板的拆除時間，撤后立即掛草簾保溫。4混凝土施工質(zhì)量控制情況分析4.1施工溫度情況為確保施工質(zhì)量總結(jié)經(jīng)驗，對混凝土施工溫度進行統(tǒng)計分析，定期對混凝土出機口溫度，室外溫度混凝土入倉溫度進行測試和統(tǒng)計，測試時間選在8：00，12：00，18：00，1：00。在室外溫度為00C-50C時，通過統(tǒng)計總結(jié)混凝土內(nèi)部溫度比室外高10C50C,在砂石骨料無冰塊的情況下出機口溫度在10C60C間，混凝土運輸損失溫度約為0.50C。下面表1為12月份一組C15混凝土實測溫度。C15混凝土施工實測溫度表表1序號室外溫度混凝土出機口溫度混凝土入倉溫度備注1-30C40C3.50C2-1.50C70C5.50C3-20C60C50C4-50C20C1.50C4.2混凝土質(zhì)量控制成果分析據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計分析：加氯鹽負溫混凝土7天齡期實際強度為20-25（28天標養(yǎng)）強度，28天負溫混凝土實際強度為4050（28天標養(yǎng)）強度，180天方能達到28天標養(yǎng)強度。本工程加GK-2A型防凍劑，為確保本工程施工質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問題，指導(dǎo)施工，混凝土試塊采用標養(yǎng)和室外仿真養(yǎng)護（即在露天自然狀態(tài)下養(yǎng)護）進行對比分析，混凝土室外仿真養(yǎng)護成果顯示，取部分試塊說明，統(tǒng)計分析其3天和7天強度較標養(yǎng)強度比低，28天強度基本標養(yǎng)強度一致，如1#壩段2002年12月份施工的C15混凝土，當時室外溫度-30C，混凝土入倉溫度為3.50C，7天自然養(yǎng)護強度為6.2Mpa，其7天標養(yǎng)強度為8.4Mpa，28天標養(yǎng)強度為18.1Mpa,28天自然養(yǎng)護強度為16.3Mpa。2#壩段C15混凝土，當時室外溫度-40C，混凝土入倉溫度為1.50C，3天自然養(yǎng)護強度為3.5Mpa，其3天標養(yǎng)強度為6.4Mpa,28天標養(yǎng)強度為17.8Mpa,28天自然養(yǎng)護強度為16.1Mpa。在2003年12月份施工4#壩段C20混凝土，當時室外溫度-3.50C，混凝土入倉溫度為1.50C，其28天標養(yǎng)強度為24.1Mpa,28天自然養(yǎng)護強度為21.9Mpa。為確保質(zhì)量及早發(fā)現(xiàn)問題處理問題，在負溫混凝土的每倉都取有試塊，經(jīng)統(tǒng)計分析在-60C以上施工，3天自然養(yǎng)護試塊的強度比3天標養(yǎng)強度低40左右，7天自然試塊的強度比7天標養(yǎng)強度低25左右，28天自然試塊的強度與28天標養(yǎng)強度接基本一致，每個試塊的強度均大于設(shè)計強度等級，在質(zhì)量評定時自然養(yǎng)護的試塊和標養(yǎng)的試塊一同參與混凝土質(zhì)量的評定，各種參數(shù)均為優(yōu)良，在澆筑后采用覆蓋草袋，彩條布等養(yǎng)護措施，表面未發(fā)生凍裂現(xiàn)象。經(jīng)過對冬季澆筑的混凝土在2#壩段鉆孔取芯，經(jīng)評價其質(zhì)量與常溫下施工的混凝土相同，層間結(jié)合良好，砼密實，無缺陷。驗證了砼的可靠性。5結(jié)語自一里水電站首部樞紐工程，負溫混凝土施工法在主體工程的成功應(yīng)用有以下幾條經(jīng)驗值得總結(jié)：在-100C以上防凍劑取代氯鹽進行負溫混凝土施工，在澆完后表面采用覆蓋塑料薄膜和草袋保溫養(yǎng)護，其混凝土質(zhì)量能滿足規(guī)范要求，澆筑大體積無筋混凝土是可行的，-100C以下還需進一步總結(jié)。負溫混凝土施工法，保溫措施費用低，在施工時對砂石骨料必須注意，要求無冰塊比較干燥的骨料，因此必須提前儲備，表面需有防雪防雨措施，含冰塊的骨料不能進倉，會引向早期水化反應(yīng)，早期強度起不來，一定注意。混凝土延長拌和時間是必要的，可提高早期水化反應(yīng)，提高入倉溫度，提高混凝土早期強度，同時在倉面制造小氣候也是必要的，在澆筑后表面不能直接受冰雪侵蝕的覆蓋養(yǎng)護措施很有必要。星欣設(shè)計圖庫資料專賣店擁有最新最全的設(shè)計參