论水库大坝混凝土温控与防裂施工技术

论水库大坝混凝土温控与防裂施工技术

农福科

田林县水利局 广西百色 533300

摘 要：在水库大坝工程建设中，通过采取科学的混凝土温度控制及防裂施工技术，可以极大的提升大坝建设质量。笔者结合多年工作经验，以田林县启文水库扩容工程为案例，深入分析水库大坝混凝土温控与防裂施工技术，希望为相关的专业人员提供借鉴与参考，建设高质量的水库大坝工程。

关键词：水库大坝；混凝土；温控；防裂施工

前 言

随着社会经济水平的不断提升，为了尽可能满足人民日益增长的物质需求，我国建设工程数量不断增加，同时建设规模持续扩张，对最终工程质量的要求也存在大幅提升。在建设拦河大坝的过程中，大体积混凝土是其中十分核心的施工环节。由于这部分施工内容难度较大，任务较重，且要求工期较短，给施工工作的开展带来了极大的挑战。在混凝土施工步骤中，施工人员应当严格把握作业温度。一旦温度控制工作不到位，就会使得最终建筑容易出现裂缝问题。因此，施工人员务必做好温度控制工作，尽可能避免裂缝问题的出现。

1 工程概况

田林县城区是田林县的主要经济、政治、文化中心，随着近年来田林县的经济迅速发展，城区逐步扩大，许多新兴工厂的修建以及旅游带动相关产业的发展，使得田林县城区的需水日益增加。

启文水库作为田林县城区现状唯一供水水源，调节库容仅90万m³，自身调节能力有限，不能有效的蓄丰补枯，枯水期供水能力不足。特旱期间只能通过临时抽取乐里河水选行应急。而乐里河干流历年枯水时间长达5个月，季节性差异校大，乐里河上游有两个乡18个村共2.2万人及1.24万亩农田用水主要靠乐里河来水解决，且乐里河千流乏调节控制性蓄水工程，枯水期到达县区附近的水量不足。干旱缺水严重影响了田林县经济的发展和社会的稳定。

乐里河支流启文河上的启文水库是城区最近的供水水源，启文水库现状调节能力较弱，历年汛期均出现弃水，尚有较大的开发利用潜力。因此解决田林县城用水安全、实现经济社会可持续发展，对启文水库扩容加非常必要。

扩容后的启文水库是一座正常水位为361m，有效库容574.5万m³，总库容为684万m³的小（Ⅰ）水库，拦河坝采用混凝土重力坝，溢流坝为闸控式溢流。由于工程要求工期较短，为了尽可能高效率地完成施工任务，施工单位一般选用台阶法进行分层次混凝土浇筑，每次浇筑高度约为三米，浇筑厚度为48米，再使用水化热等方法对混凝土进行降温。

2 温控难点分析及温度控制分区

以此工程为例，由于工程主体选用常态混凝土重力坝，施工难度较大，且要求工期短，混凝土温度控制也较为困难。在实际操作过程中，温度控制的主要工作难点包括以下几个方面：首先，由于建设过程中混凝土选用材料：非溢流坝段——坝体内部为强度等级R₉₀15、抗渗等级W_2、、抗冻等级F50的三级配混凝土 ；大坝上游采用厚2~2.5m的强度等级R₉₀20、抗渗等级W_6、、抗冻等级F50的三级配混凝土；溢流坝段 ——除溢流面、闸墩及启闭机排架外，其余部位的混凝土分区，溢流面采用强度等级R₂₈30、抗渗等级W₆、抗冻等级F50的三级配混凝土，坝体其他部位与非溢流坝段相同等，由于材料强度较高，水化热比例较大，给温度控制工作带来了极大的挑战。尤其是在炎热的夏季，温度控制工作更难以开展。其次，由于施工过程主要选用台阶法方式施工，混凝土材料将直接裸露在空气中，使得材料温度无法有效控制。同时，由于在整个施工过程中，施工现场温度变化幅度较大，会影响材料的温度，使得最终建筑出现裂缝问题。

在温度控制工作中，施工人员主要将温度控制区域划分为以下部分，分别是基础性约束区域以及非约束区域，且前者被继续划分为弱约束区以及强约束区。在严格计算之后可以得出以下结论：在弱约束区域内，施工单位应当提前进行一整年预冷处理。而在强约束区域，施工单位需要在一月做好预冷工作。

表1 坝体混凝土允许最高浇筑温度及允许最高温度表（单位℃）

备注：（1）浇筑温度指混凝土经过平仓、振捣后，在覆盖新的流态混凝土前的温度。（2）基础约束区指基建面0-0.4L（L为浇筑块长边长尺寸）高度范围以内；约束区以外指基建面0.4L（L为浇筑块长边长尺寸)高度范围以外。

3温控技术的应用分析

3.1严格控制施工流程

在混凝土材料施工过程中，施工人员需要严格参照施工流程开展工作，做好施工前的准备工作，为后续工程打下基础。在施工时，施工人员应当严格参照施工要求开展，尽可能避免由于操作的不到位导致裂缝的出现。同时，在施工完成后，检查建筑表面是否存在裂缝。施工时，施工单位应当控制好大坝整体高度，保证浇筑层之间高度，最高不超过35米。若施工周期较长，将延续到来年3月份，施工单位可以考虑使用弱约束区的温度控制方法，确保温度控制工作的高效开展。

3.2配合比的优化设计

在整个施工流程中，浇筑工作开展之前，施工单位应当不断优化混凝土中各材料的配合比。施工单位更应当针对具体情况，不断强化混凝土质量，确保材料强度符合实际工程需求。与此同时，为了尽可能减少水泥水化过程中可能产生的热量，施工人员可以尽可能降低水灰比和材料中水泥比例。

3.3有效控制混凝土浇注温度

在整个施工过程中，施工人员需要充分搅拌混凝土材料。骨料要有足够储备，保持堆料场料口以上堆高不低于6m。骨料自堆料场至拌各楼就有遮阳设施，以避免骨料在运输过程中升温。拌和用水应自水池底部，防止水经曝晒的水管升温。高温季节混凝土的浇筑时间应按排在早晚和夜间进行。混凝土运输工具应有隔热遮阳措施。缩短混凝土运输时间，加快混凝土浇筑速度。施工单位需要格外注意的是，在夜间作业时，施工单位需要适当增加浇筑工作的开展频率，可以借助加冰等方式控制材料温度，避免出现材料温度骤升的情况。施工人员需要严格各个部位混凝土材料配比进行，通过试验确定混凝土配合比，比如C₃₀各个材料的配合比例如下所示。

表2 C30混凝土配合比

3.4建筑过程中的间歇控制

水库大坝工程中，混凝土材料层较厚，在开展浇筑工作时，施工人员应当选用分层浇筑的方法。同时，在浇筑过程中，施工人员应当依据材料温度以及其他各方面因素，选择最终浇筑厚度大小。一般情况下，浇筑厚度与实际施工时节有关。若施工时节处于三到九月份，材料厚度应当控制在一米以内；若施工时节在来年2至3月份，厚度大小应当控制在1.5米内。而对于其他施工部分，浇筑层厚度应当尽可能控制在三米以内。一般而言，若施工厚度为一米左右，各个步骤的间隔时间需要控制在五天左右；若施工厚度在1.5米时，间隔时间应当保持在七天左右。

3.5高温季节及冬季混凝土施工温控措施

3.5.1高温季节施工温控措施

在高温季节施工时，施工人员可以采取的温度控制措施主要包括以下几个方面：首先，可以选择提高材料堆放高度，并在上方搭设凉棚，起到隔绝热量的作用。在高温时节，建筑作业可以尽可能选择在早晚时节进行，选择温度相对较低的时刻。同时，在浇筑工作开展过程中，应当选择合适的浇筑工艺，并搭建凉棚控制材料温度，减少每次浇筑工作的浇筑厚度。最后，施工人员可以尽可能加快浇筑工作开展速度，避免浇筑时材料发生温度上升的情况，并使用仓面喷雾的方式进行降温。在必要情况下，施工人员可以选择在大坝内部埋设冷却管，进行冷却降温工作。

3.5.2冬季施工温控措施

在冬季施工过程中，温度控制措施可以包括以下几方面：在零度以下室温时，作业人员应当停止浇捣。同时，在混凝土材料施工完成之后，应当做好材料保温工作。若出现气温下降迅速的情况，施工人员可以选择在材料上覆盖保鲜膜，并配合草袋进行保温。为了尽可能提高温度控制工作的开展效率，施工单位需要配合设计单位计算出温度应力，并计算出合适的温差标准。在浇筑工作开展过程中，预先埋设测量仪，依照《水工混凝土施工规范》检测实际材料温度。施工人员同样可以选用增加外加剂的方式改变材料比例，尽可能减少水泥消耗量。混凝土浇筑工作需要做到薄层，做到短时间内的均匀上升，间歇时间不可过长，也不可过短。

3.6施工过程中混凝土温度的测量

每100m²仓面面积应不少于1个测点，每一浇筑层应不少于3个测点，测点应均匀分布在浇筑层面上，以监测坝体混凝土温度。当坝体温度监测值超过坝体允许最高温度时，可利用在坝体内部先预埋好的冷却水管通水冷却等温控措施。如温控措施采用坝体内预埋冷却管通水冷却的方法，则可采用以下措施：坝体内埋设φ32PVC水管，水管层距2m，管距1.5m，管中水的流速为0.6m/s，水流方向每24h调换1次，通水时间为15d~25d。混凝土温度与水温之差不应超过25℃，日降温不超过1℃。以上温控措施及方案应得到监理工程师批准。

4防裂施工技术的应用分析

4.1水泥水化热温度的有效控制

在水泥水化的过程中，材料将会释放大量热量，使得混凝土材料整体温度不断上升，施工人员需要从水化热层面不断降低温度。具体而言，施工人员可以不断改进材料比例，优化混凝土配方。或者，施工人员可以使用添加粉煤灰的方式改进材料比例，替代材料中的水泥部分，进而改变材料特性，提高水泥的拉应力大小。

4.2降低浇筑入模时的温度

在水泥浇筑过程中，施工人员可以使用以下方式控制温度。首先，施工时间应当尽可能避免在炎热的夏季，选择合适的时节进行施工，完成浇筑工作。在夏季施工过程中，施工人员可以利用低温水或冰水进行降温，避免搅拌过程中材料释放大量热量。

4.3混凝土的保温、保湿养护

混凝土养护工作也是施工中十分重要的环节。主要操作方式是在材料外部覆盖土工布，并通过草袋辅助，尽可能减少混凝土材料内外部的温度差，避免外部环境对材料产生不良影响。在草袋表面，施工人员可以使用冷水喷洒降温，保持材料湿润状态。

结 语

综上所述，在大坝施工过程中，温度控制工作是影响最终工程质量的核心因素。因此，施工人员应当选择最优化的材料方案，有效控制混凝土温度，确保最终材料符合实际工程需求。与此同时，为了尽可能避免最终建筑中出现裂缝，施工人员可以选择降低材料温度、控制水泥水化等方式，提升整体建筑质量水平。在今后的大坝工程中，施工单位可以选择多种操作方式，尽可能提高施工工程的质量。

参考文献

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