博茨瓦纳图尼水坝溢流坝大体积混凝土温度裂缝.docx

博茨瓦纳图尼水坝溢流坝大体积混凝土温度裂缝III问题的探讨孙巍 孙国俊 吴义明（四川得友建设工程有限公司；四川武胜水利水电工程勘测设计队；江西 省南昌市水利水电公司63800、638400、33003）摘要：应用QC方法解决博茨瓦纳图尼水坝溢流坝大体积混凝土施工, 总结混凝土温度控制技术，减少混凝土裂缝产生关键词：大体积碗温度控制技术1、工程概况图尼大坝位于博茨瓦纳共和国东部博博农附近的Mathathane与Molalatau两个村庄之间的图尼河中上游，距塞莱比皮奎120km总 库容1・6亿有效库容0・97亿nil该大坝建造的目的是为该地区 八个村庄约10000人的生活用水和近lOOkn?公里野生动物保护区牲畜 饮水，以及Mathathane村庄附近的大约3000公顷的灌溉用水提供水 源保障是一座以人畜，灌溉用水为主.兼有防洪.水产养殖等综合 效益的大（n ）型水利枢纽工程枢纽工程由主坝、溢洪道.放水设施等组成主坝为粘土心墙石渣坝，最大坝高34叫坝顶长1670m,坝顶宽8・0m,坝顶高程635. 50m溢洪道位于大坝中部，长115米为WES型混凝土重力溢流坝，坝高28. 5m,堰顶高程为628. 50m,进口宽115叫为开 式正堰溢流。

设 计洪水标准按100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核，相应下泄流量3000m7so校核洪水位高程633. 50m,正常蓄水位高程628. 50m溢流坝设计长115%共设计分为10个坝缝，长均为H. 5m,最大堰体高2& 30叭 设有左右边墙，左边墙长174叫共分15条横向缝；右 边墙长108m,共分9条横向缝混凝土设计强度为5/38—C25/19,数量为85500m\属于大体积混凝土廉工2、大体积混凝土温度控制技术大体积混凝土在水化过程中会产生大量的水化热，且热量不易散 发，当内外温差过大时，容易使混凝土产生温度应力裂缝，破坏混凝 土结构一是事先对混凝土的配合比进行了设计、试验，择优选择了水泥用量 少的配合比二是为了防止混凝土开裂，事先进行了混凝土温度裂缝控制的计 算三是制定了大体积混凝土施工方案，采用了薄层连续上升方 式，跳仓斜面分层法浇筑的施工方法分块跳仓浇筑即按照设计 结构分成约io ~12m的块体跳仓浇筑，块体浇筑时间间隔7 ~ 10d, 施工缝设橡胶膨胀止水条避免渗漏，抗放结合，先放后抗.以抗 为主的方法分块并仓浇筑即在分块跳仓浇筑的基础上对浇筑仓 进行合理合并浇筑根据机械强度、混凝土初凝时间和浇筑层厚 度反算出最大可浇面积，并据此确定并仓块段数。

为快速、高质地 完成大体积混凝土施工，同时为今后的同类工程施工积累经验，我们 成立了本QC活动小组2.1分析现状2011年05月初在溢流堰护坦混凝土浇筑施工之前就开展了 QC活 动，对影响大体积混凝土质量的理论原理和各个施工环节进行了详细 的分析，认为大体积从混凝土配合比的选定到混凝土现场浇筑温度控 制施工存在诸多影响混凝土质量的不利因素，须提前逐一解决2. 2分析产生问题的原因2・2・1、溢流堰混凝土强度等级均为C】5隔共设计分为10个坝缝,长均为11. 5m,混凝土设计浇筑层厚1. 0mo左右边墙混凝土强度等级除顶部4. Oni有钢筋外，其余均为5阳左边墙设计长174%共分15条横向缝；右边墙长108%共分9条横向缝；混凝土设计浇筑层厚2. 0mo属大体积観，产生的水化热较大且热量不易散发2. 2.2.夏季施工期间环境温度较高，砂、石和水泥的温度较高, 致使混凝土出料温度较高，且混凝土在运输的过程中，升温较快，致 使混凝土入模温度较高2. 2.3.冬季施工期间环境温度较低，混凝土内外温差加大，不利于温控;2. 2.4.混凝土数量大，施工时间长，工人易产生疲劳，责任心下降2・3拟定措施、对策 2. 3.1.针对第1个原因，我们首先优化了 CM38混凝土配合比,遵循了以下几个原则：①选用水化热低、凝结时间长的水泥，以降低 混凝土的温度；⑦掺加粉煤灰取代一部分水泥以降低水化热产生的高 温峰值；3掺加高效减水剂，以减少水和水泥的用量，延长混凝土达 到最高温度的时间；④在保证混凝土强度的前提下，尽量减少单位体 积混凝土的用水量，严格控制水灰比。

在混凝土养护期间，在混凝土内部预埋温度传感器，以加强对混凝土内部温度场的分布和内外温度差的监控，如发现温度有异常立即 采取措施2. 3. 2.根据设计混凝土配合比和当地气象资料计算出不同混凝土中心计算温度、混凝土表面温度为防止混凝土温度裂缝提供了依据，如下图表所示混凝土表面计算温度曲线I5040302010012345678910龄期t Cd)36912151821242728絵浇筑厚度1(m)36.0734.1130.7528.5227.426.8426.28轻浇筑厚度2(m)41.9441.139.4336.9134.3932.153129.9229.0829龄期t(d)混凝土中心计算温度曲线图2. 3. 3.根据选定的设计配合比计算出不同龄期混凝土收缩应力a ftk=1.2 (N/mm2),说明设计配比及浇筑厚度不会出现开裂均小 于允许值，如下图表所示龄期t(d)混凝土的温度收缩应力曲线图2. 3.4.针对第2个原因，我们采取以下措施：①降低砂石料和水泥等材料温度，砂石料仓和水泥罐上搭设凉棚，避免太阳光直接照射，碎石用冷水喷淋；拌和用水在距离开盘前1小时从水井内抽出来;③混凝土输送吊罐吊罐外包裹隔热被，合理安排运输车辆，协调各环节关系，减少混凝土等待入仓时间。

2. 3.5.针对第3个原因，我们采取搭设保温棚的方法，在棚内采取适当的加温措施，以防止混凝土表面温度过低2. 3.6.针对第4个原因，我们首先对工人采取动员教育，提高大家的责任感同时，增加工人数量，混凝土施工期间采用三班倒作业2. 4实施阶段我们从2012/1/13—2012/5/30之间，对溢流堰及左右边墙混凝土浇筑温度检测资料进行了统计(详附件:2);左挡墙⑧号块混凝土浇筑，2012年1月13 0 16:20至2012年1 月14日05： 00结束，历时约13个小时混凝土浇筑时温度监控观 测时间为每隔1小时测温1次如下表.图所示：混凝土浇筑温度观测表月a时窒外气 温OC)入仓温 度CC)水温 OC)骨料温 度OC)顶部温 度OC)中部温 度(C)温} 部代 底度113-1416:20-5:0平均值(€)26.324.417.31&625.427.4425.7最大值oc)322822243132.530最小值OC)23221416232524在持温和降温阶段，每2~4小时测温1次根据测点编号顺序，记录所测温度数据混凝土通过洒水散热养护时间为2012年1月13日~2月10日， 持续时间为28天。

在洒水散热养护的过程中，需随时结合温度监控 的结果，如发现局部水升温或停止通水等，以使混凝土内部温度呈连 续.均匀的变化，尽量减小温度应力在混凝土养护期间，通过对温度监测，发现存在以下问题:1、夜间环境温度较低，致使混凝土内外温差加大;2、因线路故障中途停电，致使中断洒水却水达2小时，混凝土内外温差加大针对以上问题，立即实施了如下措施：实施1、夜间温度较低时，混凝土表面采用蓄水养护，以减小混凝土内外温差;实施2、在现场备用一台小型发电机和一台水泵，以防止意外停电和水泵损坏，保证水供应的连续性规定在后续的施工前和施工过程中加强管路检查，防止堵管；同时，通过大会、讲座和谈话等形式,对职工进行了深入的思想教育，加强了全员的责任心，强化质量意思2. 5检査阶段数据检查对比分析及研究结论: 这种情况与理论分析情况是相符的：因为下层虽然先施工，其水化热释放较早，但其由于靠近地面，热量不易自然散发，所以其温度较之上层的温度要高根据混凝土浇筑时温度监控观测记录表,计算表面温度为39.3C,观测温度为25.41C;计算中部温度为41.941C,观测牲中部温度27. 44 C;计算温差2. 64C,观测温差2. 04C。

符合《混凝土结构工程施工与验收规范》的相关要求（内表温差不宜超过250 o-Thune大坝溢洪道絵浇筑温度检 测 （C）月+ Thimo大坝溢洪道碗浇筑温度检 测 （C） H——Thune大坝溢洪道絵浇筑温度检 测 （C ）时——Thune大坝溢洪道妊浇筑温度检 测 （C ）部位Thune大坝溢洪道磴浇筑温度检 测 （C）窒外气温Thune大坝溢洪道他浇筑温度检 测 （C）妊入仓温度Thune大坝溢洪道磴浇筑温度检 测 （C）水温Thune大坝溢洪道碇浇筑温度检 测 （C）骨料温度Thune大坝溢洪道妊浇筑温度检左挡墙⑧号块碇浇筑温度观测曲线I30252015105012345678910龄期t (d)36912151821242728表面温度25.424.824.524.524.524.524.524.524.524.5中心温度2726.826.125.324.22424242424龄期t(d)2. 6处理阶段各个施工完毕后经监理检查验收，大体积混凝土的雄工质量均符 合设计和规范要求我们QC小组总结出了大体积混凝土在水化养生 期间水温度场分布的曲线图，掌握了混凝土温度场变化之间的内在关系。

3、结束语通过图尼大坝枢纽工程的施工，混凝土温度控制工作除了从配合比设计、拌和.浇筑.外露面保温几个重要环节做好工作外，合 理安排仓位、科学配备资源.加快入仓速度.加强仓面保护等对 混凝土温控也起着极其重要的作用，混凝土温控是一项技术性强.涉 及面广的综合工程，只有抓好各个环节的控制和管理，才能使整个 坝体温度得到有效的控制，避免混凝土裂缝的出现夏季混凝土温 度控制基本原则是避开中午最热时段，在早晚或阴天施工，安排仓位时，随时了解和跟踪天气预报，掌握天气的趋势走向，一有阴天或低温时间，就抓住时机,抢浇快浇，平时避开上午12点至下午5点时段，与此相配套,在人仓内配备鼓风机，高温时段保持连续鼓风，并加水形成水雾，以有效降低仓内水环境温度，实践证明此法可降低仓面气温。