南水北调邳州站工程大体积混凝土浇筑温控措施探讨

南水北调邳州站工程大体积混凝土浇筑温控措施探讨

许平1刘彦吉2吕良3丁里广4

许平1刘彦吉2吕良3丁里广4

（1、江苏省南水北调邳州站工程建设处江苏省徐州市2、徐州市南水北调刘山项目部3、江苏省南水北调邳州站工程建设处4、徐州市南水北调办公室徐州市新城区江苏省徐州市221000）

摘要:江苏省南水北调邳州站工程是国家南水北调东线一期工程第六梯级泵站，建设中进行了主站身底板、进出水流道和电缆层、辅机层三次大体积混凝土浇筑，浇筑物存在着面积大、厚度大、结构复杂，形状不规则等难点，且浇筑时间历经酷暑和严冬，为保证浇筑质量，建设单位组织了多次专项浇筑方案论证，特别是在浇筑温控措施方面进行了科学设计处理，浇筑取得了理想效果，外观质量优良，没有出现有害性裂缝，保证了混凝土浇筑质量。

主题词：大体积；混凝土；浇筑；温控

1工程概况

江苏省南水北调邳州站工程是国家南水北调东线一期工程第六梯级泵站，工程批复概算总投资31644万元，主要建设内容有：泵站一座，设计流量100m3/s；刘集南闸一座，设计流量400m3/s；公路桥一座；清污机桥一座；管理区附属建筑物。主要作用是通过徐洪河抽引睢宁站来水，沿房亭河送入骆马湖或沿中运河北送，同时通过刘集地涵调度，利用邳州站抽排房北地区涝水。邳州站采用前置式竖井贯流泵，装机4台，单机流量33.4m3/s，其中一台备机，水泵配套电机为1950kW同步电机，总装机容量为7800kW。主要工程量为：土方开挖69.82万m3，土方回填34.71万m3，混凝土浇筑5.15万m3，砌块石及抛石2.21万m3。

工程建设中进行了三次大体积混凝土浇筑施工，分别为：主站身底板浇筑、进出水流道浇筑和电缆层辅机层浇筑，三次混凝土浇筑结构复杂，且历经酷暑和严冬，为保证浇筑质量，建设单位组织了多次专项浇筑方案论证，特别是在浇筑温控措施方面进行了科学设计处理，取得了理想效果，外观质量优良，没有出现有害性裂缝，保证了混凝土浇筑质量。

2大体积砼浇筑情况

2.1主站身底板混凝土浇筑。主站身底板为一块整体，设计呈异形，顺水流方向长38m，垂直水流方向38.2m，底板厚度进水侧1.3m，出水侧1.7m，局部厚度3.8m。浇筑时间为2011年8月24日，历时86小时。浇筑砼总方量为2702m3，浇筑分三次进行：第一次浇筑底板中间水泵井部位，浇筑量487.1m3；第二次浇筑底板进水侧部位，浇筑量934.4m3；第三次浇筑底板出水侧部位，浇筑量1280.5m3。

2.2进出水流道混凝土浇筑。流道形状结构复杂，局部为薄壁结构，仅有40cm，且预埋管件多，浇筑为进水侧▽12.0m至▽18.2m，进水口断面宽度8.0m，高度5.2m，由矩形渐变为圆形；出水侧▽14.0m至▽18.9m，出水口断面宽度7.5m，高度5.22m，由圆形渐变为矩形。浇筑总方量为3600m3，浇筑时间为2011年10月28日，浇筑历时56小时。

2.3辅机层、电缆层浇筑。浇筑范围为辅机层：进水侧高程▽18.2m-▽22.95m，出水侧高程▽18.9m-▽22.95m；电缆层：进水侧高程▽22.95m-▽27.45m，出水侧高程▽22.95m-▽27.45m，浇筑总高度达9.25m，浇筑方量为2875m3。浇筑时间为2011年12月12日，历时58小时。

3采取的温控措施

南水北调邳州站工程底板浇筑时室外最高温度达33℃，水份蒸发量大，干燥快，凝结速度快，强度容易降低，并会产生裂缝等现象；电缆层、辅机层浇筑时最低温度达—5℃，混凝土中水泥水化产生热量，内部的热量不如表面的热量散失得快，易造成内外温差过大，造成混凝土开裂，影响了砼结构本身质量。邳州站工程参建各方通过多次论证，在施工中采取了科学合理的综合温控措施，保证了多次大体积混凝土浇筑质量。

3.1混凝土拌制和运输

砼是一种混合材料，砼成型后的均匀性和密实性可判断其质量的好坏，因此，从搅拌运输的各道工序施工中，应杜绝任何缺陷，采取措施控制砼的温升，并以此控制附加水量，减少坍落度损失，减少塑性收缩开裂。邳州站工程在砼拌制、运输中采取了以下几项措施：

严格控制配合比，并使用高效减水剂或以粉煤灰取代部分水泥，以减少水泥用量，同时，在砼浇筑条件允许的情况下，增大骨料直径，提高混凝土韧性和抗拉、抗压强度，有效控制裂缝产生。

砼拌和物的运输距离较长，用缓凝剂控制砼的凝结时间，同时注意缓凝剂的掺量。在计算外加剂用量时，先按外加剂掺量求纯外加剂用量，再根据已知浓度外加剂，求出实际浓度加剂用量。

在炎热季节大体积砼施工前，用冷水或地下水来代替部分拌合水，降低砼温度。对于高温季节里长距离运输砼的情况，考虑搅拌车的延迟搅拌，使砼达到浇筑现场时仍处于搅拌状态。

3.2混凝土浇筑、修整及温控措施

3.2.1挑选合理浇筑时间。合理编制施工组织设计，尽量避免在最高气温时浇筑混凝土。在高温干燥季节，晚间浇筑混凝土受风和温度的影响相对较小，且可在接近日出时终凝，因而早期干燥和开裂的可能性最小；同时要求施工单位配备足够的人力、设备和机具，以便及时应付预料不到的不利情况，并随时控制好砼表面与外界的温差及砼内部与表面的温差的影响。控制开裂主要因素是约束温差及收缩砼的极限拉伸，在水平结构(梁、板、墙)等中，尽量采用中低档砼强度等级(25—35)利用后期强度控制。

3.2.2加强施工中的温度观测。在砼内埋设电子测温计，砼浇筑后7d内观测温度变化；外部砼每天观测最高、最低温度；前3天每2h观测一次。其后6h观测一次，气温骤降期间增加温度观测次数，控制实际温度差小于容许值，避免产生温度裂缝。

3.2.3采取适当的温度控制措施。在砼浇筑过程中，保证实际测量的温差小于允许温差，采取的措施主要是：降低浇筑温度，在具体的施工中注意骨料防晒，加冰屑或冰水搅拌砼，运输中的容器加盖，防止日晒；降低水化热温升，主要是通过选择合理的原材料，采用良好的配合比，来降低水泥用量；为防止表面裂缝，采取提高砼表面温度的措施，如在砼结构的外露面覆盖保温，搭设保温棚和覆盖塑料薄膜。

3.2.4加冷却水管。为了降低砼内部的最高温度，在结构内埋设冷却水管(蛇形管)通人循环水进行冷却。经试验埋设冷却水管的混凝土其内部最高温度可以降低4—6℃。

3.2.5加强工艺控制。对于大面积的现浇梁板的施工，做好砼浇筑方案，明确砼的浇筑方向、浇筑顺序，在适当的部位增加UEA砼膨胀带，并养护14天。大体积混凝土浇筑时，为保证结构的整体性和施工的连续性，采用分层浇筑时，保证在下层混凝土初凝前将上层混凝土浇筑完毕。邳州站底板和流道浇筑时采取了三种浇筑方案：

（1）全面分层。在整个模板内，将结构分成若干个厚度相等的浇筑层，浇筑区的面积即为基础平面面积。浇筑混凝土时从短边开始，沿长边方向进行浇筑，在逐层浇筑过程中，第二层混凝土要在第一层混凝土初凝前浇筑完毕。

（2）分段分层。当采用全面分层方案时浇筑强度很大，现场混凝土搅拌机、运输和振捣设备均不能满足施工要求，可采用分段分层方案。浇筑混凝土时结构沿长边方向分成若干段，浇筑工作从底层开始，当第一层混凝土浇筑一段长度后，便回头浇筑第二层，当第二层浇筑一段长度后，回头浇筑第三层，如此向前呈阶梯形推进。

（3）斜面分层。采用斜面分层方案时，混凝土一次浇筑到顶，由于混凝土自然流淌而形成斜面。混凝土振捣工作从浇筑层下端开始逐渐上移。

（4）大体积混凝土的振捣。混凝土振捣采用振捣棒振捣。振捣棒操作，要做到“快插慢拔”。在振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以便上下均匀振动。分层连续浇筑时，振捣棒应插入下层50mm，以消除两层间的接缝。每点振捣时间一般以10～30s为宜，还应视混凝土表面呈水平不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为宜。在振动界线以前对混凝土进行二次振捣，排除混凝土因泌水在粗集料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减少内部微裂，增加混凝土密实度，使混凝土的抗压强度提高，从而提高抗裂性。

3.2.6合理选用配合比。配合比的计算是砼技术关键，常规计算配合比，不但水泥用量增加，成本加大，而且容易使砼温度应力过大，使砼产生开裂，破坏耐久性。以低水泥用量有效养活水化热降低砼的温升值，以大掺量掺合料增加砼密实度和体积稳定性，采用复合高效外加剂，有效降低水胶比，保证了结构设计强度要求。

3.2.7掺加粉煤灰。在施工中采用底水胶比大掺量粉煤灰，不仅满足强度要求，而且由于良好的施工性能，使整体连续浇筑成功，保证施工质量，块体砼的内外温差始终低于20℃，有效控制裂缝出现。

3.3混凝土的养护

夏季浇筑的混凝土，要加强养护，防止混凝土强度降低或表面出现塑性收缩裂缝等。邳州站工程砼养护方法主要采取以下4种：

3.3.1水养护。在混凝土初凝后立即进行养护，优先采用蓄水养护方法，连续养护。在混凝土浇筑后的前1—2天，保证混凝土处于充分的湿润状态，并严格遵守国家标准规定的养护龄期。

3.3.2添加反光材料。采取养护剂养护，白色养护剂所形成的薄膜能反射阳光，降低热量吸收，抑制混凝土的温升。因此，可在养护剂中掺些白色颜料。

3.3.3表面覆盖。当完成规定的养护时间后拆膜时，利用土工布、塑料薄膜等进行砼覆盖，为其表面提供潮湿的覆盖层。

4结束语

大体积混凝土浇筑质量的好坏决定着工程的实体质量，为保证浇筑质量，防止有害性裂缝产生，除采取系列温控措施外，还要科学制定施工方案，严格原材料选用，精心按照施工程序和规范施工，以综合措施来保证施工质量符合设计和规范要求，打造出质量优良的精品工程。