1、论文 自一里水电站首部枢纽工程冬季混凝土施工特点 副温混凝土法在主体工程施工应用 常 明 云 （中国水利水电第五工程局 四川 .成都 邮编： 610066） 提要：水工混凝土对抗渗、抗冻要求较高，主体工程在 00C以下施工，须采用电热法、暖棚法等蓄热保温措施，使浇筑环境温度满足规范要求，因此施工成本较大。根据工期的需要，四川华能自一里水电站首部枢纽部分主体工程需安排在冬季 11月份和 12月份浇筑，经试验和多种方案比较，其冬季施工措施采用副温混凝土施工技术，即加 GK-2A型防冻剂（具有防渗要求的部位再加引 气剂），该防冻剂具有防冻、减水、引气、早强性能，该防冻剂主要作用降低冰结点，使混凝土在
2、负温情况下继续水化反应，抗冻能力得以提高，实践证明该方案可用于主体混凝土施工，为水工主体工程负温混凝土施工技术提供借鉴，而且取得可观的经济效益，其质量经混凝土试块仿真养护压力试验，钻芯取样评定均满足规范要求，且达到优良标准，该工程已已运行多年，经检查工况良好。 1 概述 1.1 工程简介 四川华能自一里水电站位于四川涪江上游最大的支流火溪河上，其闸址位于平武县白马寨下游 2km处，该电站为引水式地下厂房，总装机容量为 130MW， 其中首部枢纽工程包括：取水口、一孔冲砂闸、两孔泄洪闸及左右岸连接挡水坝段。取水口位于基岩上，其它坝段均位于软基上，本标工程除闸坝外还包括 1500m 引水隧洞和 1
3、400m 上下坝公路（即改造九环线）。 根据业主工期要求，主体工程混凝土在冬季 11月和 12月必须施工。据统计， 2002 年冬季施工项目有： 1#、 2#坝段及上下坝公路连接段共 15600m3 混凝土， 2003年冬季施工的项目有 3#、 4#坝段共有5000m3 混凝土，自一里工程冬季施工共 20600m3 混凝土。 1.2 工程所处气候环境情况简介 自一里水电站工程所在 区域属亚热带山地气候，冬季寒冷干燥，气温垂直变化明显。据资料显示，全年平均气温 7.6 ，极端最高气温 29.5 ，极端最低气温 -16.5 。冬季日平均气温在 3 左右， 11月份气象特点：平均气温为 3.7 ，极
4、端最低气温为 -2.4 ，最大风速为 11.0m/s； 12月份气象特点：平均气温为 -2.4 ，极端最低气温为 -6.6 ，最大风速为 15.7m/s。 1.3 有关热工基础参数计算 1.3.1 室外计算温度 ta=0.4te+0.6ty ta室外计算温度 0C te工程所在地区历年最冷月最低温 度 0C ty工程所在地区历年绝对最低温度 0C 1.3.2 混凝土成熟度计算 成熟度计算的目的：采用成熟度作为检验低温季节混凝土是否达到允许受冻临界强度的标准和确定拆模时间。本地区 11月、 12月气温在 -10 以上，因此采用经验公式即绍尔公式： N=（ tg+10） z N 混凝土成熟度 0C
5、.d 或 0C.h z 养护时段 d tg z时段内混凝土硬化时的平均温度 0C 1.3.3 混凝土的温度损失 其损失包括运输过程和浇筑过程中温度损失。 运输过程：公式 tu=A(to-ta)z tu运输过程的温度损失 0C to混泥土出机口温度 0C ta室外计算温度 0C z运输时间 h A装运混泥土容器系数 吊罐 0.13，敞口式 0.2 浇筑过程温度损失：公式 tj 0.17（ tB,P -tc） zc tj-浇筑混泥土温度损失 0C tB,P混泥土入仓温度 0C tc暖棚内温度 0C zc平仓、振捣到上层覆盖的时间即浇捣时间 h 2 本工程几种冬季施工措施费用的比较 2.1 负温混凝
6、土施工法 通过试验，经计算分析加 GK 2A型防冻剂，浇后覆盖彩条布和草袋表面蓄热常规养护措施比常规混凝土 增加费用为 3，本工程增加费用 =180 元 /方 x206000x0.03=11.1 万元。 2.2 电热法施工 参考有关经验计算分析比常规混凝土增加费用为 30左右，本工程需增加费用=180x20600x0.3=108 万元。 2.3 暖棚法施工 参考有关经验计算分析，增加费用为 40左右，本工程需增加费用 =180x20600x0.4=148.3 万元。 经比较负温混凝土法比电热法节约资金 96.9 万元，比暖棚法节约资金 137.2 万元。 3 负温混凝土法施工 3.1 负温混凝
7、土法施工有关要求 过 去负温混凝土是掺有大量氯盐的混凝土，在外界负温条件下浇入不保温的模板中，进行简单的覆盖养护，以防混凝土冷却过快和霜雪落在混凝土上。据行业标准要求一般适宜于栈桥墩、挡墙等非主体无筋混凝土工程。随着新型材料的发展，混凝土防冻剂被广泛采用，且应用于主体工程。 3.2 自一里首部枢纽主体工程采用负温混凝土法施工的可行性分析 自一里首部枢纽工程冬季施工的主要项目都有 1# 4#挡水重力坝段部分混凝土，上下坝公路连接挡墙，上述部位均为无筋大体积混凝土。氯盐溶液改掺 GK-2A型防冻剂（具有防渗要求的加引气剂），该防冻 剂具有防冻、减水、引气、早强性能，该防冻剂主要作用降低了冰结点，使
8、混凝土在负温情况下继续水化反应，抗冻能力提高到 -150C。本工程经多次配比试验， GK-2A防冻剂掺量为 3.8，对有防渗要求的混凝土再加 1/1000GK-9A型引气剂，浇筑中采用碘钨灯蓄热形成施工小气候，浇完后推迟模板拆除时间，拆模后立即挂草帘，混凝土表面覆盖彩条布、草袋防雪蓄热养护的常规措施，因此不需特殊保温措施，可进行主体混凝土施工。 3.3 负温混凝土法施工过程控制 3.3.1 原材料控制 为避免混凝土早期受冻，采用堆高，彩条布覆盖的方法 对储料堆的沙石骨料进行保温、防雨和防雪。 3.3.2 掺加外加剂提高砼抗冻力 采用 GK-2A型防冻剂，该防冻剂具有防冻、减水、引气、早强性能，
9、该防冻剂降低了冰结点，使混凝土在负温情况下继续水化反应，抗冻能力提高到 -150C。 3.3.3 拌和中的温控措施 拌和楼属房式结构，楼内外温差达 3 4 ，并延长混凝土拌和时间 30s 以上，保证砼出机口温度。 3.3.4 运输中保温措施 虽混凝土运输距离较近（ 200m 左右），但混凝土运输过程仍采用草袋覆盖保温，防雨和防雪。 3.3.5 混凝土结合面处理 对施工缝不 用水冲洗，采用风枪和绵纱清洗仓面。 3.3.6 浇筑中的温控措施 对已浇混凝土及时覆盖彩条布，碘钨灯蓄热形成小气候。 3.3.7 浇筑后的温控措施 对新浇混凝土收仓后立即覆盖彩条布草袋保温、防雪防雨，采用搭设简易的温棚和碘钨
10、灯蓄热保温，推迟模板的拆除时间，撤后立即挂草帘保温。 4 混凝土施工质量控制情况分析 4.1 施工温度情况 为确保施工质量总结经验，对混凝土施工温度进行统计分析，定期对混凝土出机口温度，室外温度混凝土入仓温度进行测试和统计，测试时间选在 8： 00， 12： 00， 18： 00， 1： 00。在室外温度为 00C-50C时，通过统计总结混凝土内部温度比室外高 10C 50C,在砂石骨料无冰块的情况下出机口温度在 10C 60C间，混凝土运输损失温度约为 0.50C。下面表 1 为 12月份一组 C15混凝土实测温度。 C15混凝土施工实测温度表 表 1 序 号 室外温度 混凝土出机口温度 混
11、凝土入仓温度 备 注 1 -30C 40C 3.50C 2 -1.50C 70C 5.50C 3 -20C 60C 50C 4 -50C 20C 1.50C 4.2 混凝土质量控制成果分析 据有关资料 统计分析：加氯盐负温混凝土 7 天龄期实际强度为 20-25（ 28 天标养）强度， 28天负温混凝土实际强度为 40 50（ 28天标养）强度， 180天方能达到 28天标养强度。 本工程加 GK-2A型防冻剂，为确保本工程施工质量，发现问题，指导施工，混凝土试块采用标养和室外仿真养护（即在露天自然状态下养护）进行对比分析，混凝土室外仿真养护成果显示，取部分试块说明，统计分析其 3 天和 7
12、天强度较标养强度比低， 28天强度基本标养强度一致，如 1#坝段 2002 年 12月份施工的 C15混凝土，当时室外温度 -30C，混凝土入仓温度为 3.50C， 7 天自然养护强度为 6.2Mpa，其 7天标养强度为 8.4Mpa， 28天标养强度为 18.1Mpa, 28 天自然养护强度为 16.3Mpa。 2#坝段 C15 混凝土，当时室外温度 -40C，混凝土入仓温度为 1.50C， 3 天自然养护强度为 3.5Mpa，其 3 天标养强度为 6.4Mpa, 28天标养强度为 17.8Mpa, 28 天自然养护强度为 16.1Mpa。在 2003 年 12月份施工 4#坝段 C20 混
13、凝土，当时室外温度 -3.50C，混凝土入仓温度为 1.50C，其 28天标养强度为 24.1Mpa, 28 天自然养护强度为21.9Mpa。为确保质量及早发现问题处理问题，在负温混凝土的每仓都取有试块，经统计分析在 -60C以上施工， 3 天自然养护试块的强度比 3 天标养强度低 40左右， 7 天自然试块的强度比 7 天标养强度低 25左右， 28天自然试块的强度与 28天标养强度接基本一致，每个试块的强度均大于设计强度等级，在质量评定时自然养护的试块和标养的试块一同参与混凝土质量的评定，各种参数均为优良，在浇筑后采用覆盖草袋，彩条布等养护措施，表面未发生冻裂现象。经过对冬季浇筑的混凝土在
14、 2#坝段钻孔取芯，经评价其质量与常温下施工的混凝土相同，层间结合良好， 砼密实，无缺陷。验证了砼的可靠性。 5 结语 自一里水电站首部枢纽工程，负温混凝土施工法在主体工程的成功应用有以下几条经验值得总结： 在 -100C以上防冻剂取代氯盐进行负温混凝土施工，在浇完后表面采用覆盖塑料薄膜和草袋保温养护，其混凝土质量能满足规范要求，浇筑大体积无筋混凝土是可行的， -100C以下还需进一步总结。 负温混凝土施工法，保温措施费用低，在施工时对砂石骨料必须注意，要求无冰块比较干燥的骨料，因此必须提前储备，表面需有防雪防雨措施，含冰块的骨料不能进仓，会引向早期水化反应，早期强度起不来，一定 注意。 混凝土延长拌和时间是必要的，可提高早期水化反应，提高入仓温度，提高混凝土早期强度，同时在仓面制造小气候也是必要的，在浇筑后表面不能直接受冰雪侵蚀的覆盖养护措施很有必要。 星欣设计图库资料专卖店拥有最新最全的设计参考图库资料，内容涉及 景观园林、建筑、规划、室内装修、建筑结构、暖通空调、给排水、电气设计、施工组织设计 等各个领域的设计素材和设计图纸等参考学习资料。是为广大艺术设计工作者优质设计学习参考资料。本站所售的参考资料包括设计方案和施工图案例已达几十万套以上，总量在数千 G 以上。 图库网址 http:/ ftp:/ 联系 QQ： 447255935 电话： 13111542600
