厂坝三期工程混凝土温控实践
控制和减少混凝土内外温差,使大体积混凝土内外形成一个稳定、均匀的温度场,是防止混凝土产生温度裂缝的关键。三峡具有季节变化显著、昼夜温差大、气温骤降频繁等气候特点,冬季极端最低气温零下9.8℃,夏季极端最高气温达43.9℃,除冬夏季节之外,其他季节均有多达4~6次的气温骤降现象。在这样的气候条件下,冬、春、秋三季必须加强混凝土保温,夏季则要严格控制混凝土温度上升,因此三峡工程的混凝土温度控制是一个经年持续、不断变化和充满挑战的重大课题。
右岸厂坝三期工程在总结二期工程成功经验的基础上,通过成立业主、监理、设计和施工单位等参建四方主要领导为主的温控协调小组,统一部署,细化各环节控制措施,通过建立温控预警及快速反应等制度强化检查和落实,2004年6~8月做到了R90150#大坝内部混凝土实际最高温度普遍比设计允许值低4~8℃,对防止和减少混凝土裂缝具有十分重要的意义。
1、混凝土温控设计及控制要求
1.1 分层分块及间歇期控制
根据混凝土温控对块体尺寸的一般规律,大体积混凝土施工块体长边一般不宜大于40~45 m,长边不宜大于短边的4倍,分层厚度一般不超过2 m,并应有一定的层间间歇期。右岸厂坝的设计也严格遵循上述要求,设计长宽比最大为3.23,最大长边43m,最小短边13.3 m。右岸大坝共21个坝段,其中厂房坝段又分为钢管槽和实体两个坝段,最大宽度为25 m;大坝顺流向总宽118 m,设两条纵缝,最大块体长度为43m。右岸厂房每个机组段均分为左右两块,顺流向分4个区,最大长边则小于20 m,长宽比均小于2.0,并错缝布置。大坝基础约束区分层厚度为1.0~1.5 m,脱离基础约束区为2.0m;厂房大体积混凝土分层厚度一般为2.0 m,上部结构混凝土则达到了3.0 m。为充分利用浇筑层顶面散热,混凝土间歇期夏季一般按7~10 d控制,冬季按5~9d控制。
1.2 基础允许温差
由于大坝基岩的约束性很强,设计基础约束区混凝土温差要求控制在16~25℃之内,浇筑块长边尺寸越大则要求越严,基础强约束区比弱约束区要少3℃。
1.3 混凝土内部允许最高温度
右岸大坝混凝土标号以C15为主,上游防渗层等部位为C20,厂房则主要为C25。由于大坝块体较大,温控标准特别是混凝土内部最高温度控制更严,冬季为24~27℃,夏季为33~37℃,基础强约束区加严1~2℃;厂房冬季要求不高于24~29℃,夏季不高于34~39℃。
1.4 上下层温差
当下层混凝土龄期超过28 d成为老混凝土时,要求控制上、下层温差在连续上升坝体的上下四分之一长边范围内,上层最高平均温度与下层实际平均温度之差不大于17℃。
1.5 特殊部位温控要求
大坝局部存在并缝的部位,并缝前下部混凝土须冷却至坝体稳定温度(16~18℃),并缝混凝土须安排在低温季节浇筑;厂房Ⅲ区所设封闭块也要求在低温季节回填,封闭块两侧混凝土龄期必须大于1个月并冷却到20℃以下;基础填塘、陡坡混凝土浇至相邻基岩面高程附近后,须冷却到与基岩温度相近(18~20℃)时才能浇筑上部混凝土。
1.6 混凝土原材料与配合比
大坝内部C15混凝土限制最大水胶比0.60,其他混凝土一般不大于0.45~0.50,可以掺入粉煤灰降低水泥用量。粉煤灰要求使用Ⅰ级灰,需水量小于95%,且内部混凝土最大掺量不大于40%,其他混凝土不大于20%~25%。水泥出厂控制3d水化热不超过251 kJ/kg,7d水化热不超过293 kJ/kg,进入拌和楼时水泥温度不超过60℃。
1.7 混凝土出机口温度与浇筑温度
基础约束区混凝土冬季12~2月采用自然入仓,其它季节采用门塔机入仓时浇筑温度不得超过12~14℃,采用塔带机入仓时,4~10月浇筑温度不得超过14~16℃,相应的混凝土出机口温度7℃。脱离基础约束区混凝土浇筑温度16~18℃,相应的混凝土出机口温度分别为14℃和7~9℃,二、三级配混凝土浇筑温度相应加严。
1.8 人工冷却
大坝135 m以下纵缝需要接缝灌浆,要求按混凝土内部最高温度控制要求及并缝要求进行初期、中期和后期通水冷却;大坝135m以上没有并缝要求的部位进行初期和中期通水,以削减内外温差;厂房封闭块、蜗壳二期混凝土等部位混凝土进行初期通水冷却。
1.9 混凝土表面保温
5~9月浇筑的混凝土,10月初设施工期永久保温层,其它季节浇的混凝土拆模后立即保温,保温材料必须满足混凝土表面等效放热系数的要求,即大体积混凝土β≦2.0~3.0 W/m2?℃,大坝上游面、电站进水口等
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