副溫混凝土法在主體工程施工應(yīng)用.doc

論文自一里水電站首部樞紐工程冬季混凝土施工特點(diǎn)副溫混凝土法在主體工程施工應(yīng)用常明云（中國(guó)水利水電第五工程局四川.成都郵編：610066）提要：水工混凝土對(duì)抗?jié)B、抗凍要求較高，主體工程在00C以下施工，須采用電熱法、暖棚法等蓄熱保溫措施，使?jié)仓h(huán)境溫度滿足規(guī)范要求，因此施工成本較大。根據(jù)工期的需要，四川華能自一里水電站首部樞紐部分主體工程需安排在冬季11月份和12月份澆筑，經(jīng)試驗(yàn)和多種方案比較，其冬季施工措施采用副溫混凝土施工技術(shù)，即加GK-2A型防凍劑（具有防滲要求的部位再加引氣劑），該防凍劑具有防凍、減水、引氣、早強(qiáng)性能，該防凍劑主要作用降低冰結(jié)點(diǎn)，使混凝土在負(fù)溫情況下繼續(xù)水化反應(yīng)，抗凍能力得以提高，實(shí)踐證明該方案可用于主體混凝土施工，為水工主體工程負(fù)溫混凝土施工技術(shù)提供借鑒，而且取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益，其質(zhì)量經(jīng)混凝土試塊仿真養(yǎng)護(hù)壓力試驗(yàn)，鉆芯取樣評(píng)定均滿足規(guī)范要求，且達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)，該工程已已運(yùn)行多年，經(jīng)檢查工況良好。1概述1.1工程簡(jiǎn)介四川華能自一里水電站位于四川涪江上游最大的支流火溪河上，其閘址位于平武縣白馬寨下游2km處，該電站為引水式地下廠房，總裝機(jī)容量為130MW，其中首部樞紐工程包括：取水口、一孔沖砂閘、兩孔泄洪閘及左右岸連接擋水壩段。取水口位于基巖上，其它壩段均位于軟基上，本標(biāo)工程除閘壩外還包括1500m引水隧洞和1400m上下壩公路（即改造九環(huán)線）。根據(jù)業(yè)主工期要求，主體工程混凝土在冬季11月和12月必須施工。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2002年冬季施工項(xiàng)目有：1#、2#壩段及上下壩公路連接段共15600m3混凝土，2003年冬季施工的項(xiàng)目有3#、4#壩段共有5000m3混凝土，自一里工程冬季施工共20600m3混凝土。1.2工程所處氣候環(huán)境情況簡(jiǎn)介自一里水電站工程所在區(qū)域?qū)賮啛釒降貧夂?，冬季寒冷干燥，氣溫垂直變化明顯。據(jù)資料顯示，全年平均氣溫7.6，極端最高氣溫29.5，極端最低氣溫-16.5。冬季日平均氣溫在3左右，11月份氣象特點(diǎn)：平均氣溫為3.7，極端最低氣溫為-2.4，最大風(fēng)速為11.0m/s；12月份氣象特點(diǎn)：平均氣溫為-2.4，極端最低氣溫為-6.6，最大風(fēng)速為15.7m/s。1.3有關(guān)熱工基礎(chǔ)參數(shù)計(jì)算1.3.1室外計(jì)算溫度ta=0.4te+0.6tyta室外計(jì)算溫度0Cte工程所在地區(qū)歷年最冷月最低溫度0Cty工程所在地區(qū)歷年絕對(duì)最低溫度0C1.3.2混凝土成熟度計(jì)算成熟度計(jì)算的目的：采用成熟度作為檢驗(yàn)低溫季節(jié)混凝土是否達(dá)到允許受凍臨界強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)和確定拆模時(shí)間。本地區(qū)11月、12月氣溫在-10以上，因此采用經(jīng)驗(yàn)公式即紹爾公式：N=（tg+10）zN混凝土成熟度0C.d或0C.hz養(yǎng)護(hù)時(shí)段dtgz時(shí)段內(nèi)混凝土硬化時(shí)的平均溫度0C1.3.3混凝土的溫度損失其損失包括運(yùn)輸過(guò)程和澆筑過(guò)程中溫度損失。運(yùn)輸過(guò)程：公式tu=A(to-ta)ztu運(yùn)輸過(guò)程的溫度損失0Cto混泥土出機(jī)口溫度0Cta室外計(jì)算溫度0Cz運(yùn)輸時(shí)間hA裝運(yùn)混泥土容器系數(shù)吊罐0.13，敞口式0.2澆筑過(guò)程溫度損失：公式tj0.17（tB,P-tc）zctj-澆筑混泥土溫度損失0CtB,P混泥土入倉(cāng)溫度0Ctc暖棚內(nèi)溫度0Czc平倉(cāng)、振搗到上層覆蓋的時(shí)間即澆搗時(shí)間h2本工程幾種冬季施工措施費(fèi)用的比較2.1負(fù)溫混凝土施工法通過(guò)試驗(yàn)，經(jīng)計(jì)算分析加GK2A型防凍劑，澆后覆蓋彩條布和草袋表面蓄熱常規(guī)養(yǎng)護(hù)措施比常規(guī)混凝土增加費(fèi)用為3，本工程增加費(fèi)用=180元/方x206000x0.03=11.1萬(wàn)元。2.2電熱法施工參考有關(guān)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算分析比常規(guī)混凝土增加費(fèi)用為30左右，本工程需增加費(fèi)用=180x20600x0.3=108萬(wàn)元。2.3暖棚法施工參考有關(guān)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算分析，增加費(fèi)用為40左右，本工程需增加費(fèi)用=180x20600x0.4=148.3萬(wàn)元。經(jīng)比較負(fù)溫混凝土法比電熱法節(jié)約資金96.9萬(wàn)元，比暖棚法節(jié)約資金137.2萬(wàn)元。3負(fù)溫混凝土法施工3.1負(fù)溫混凝土法施工有關(guān)要求過(guò)去負(fù)溫混凝土是摻有大量氯鹽的混凝土，在外界負(fù)溫條件下澆入不保溫的模板中，進(jìn)行簡(jiǎn)單的覆蓋養(yǎng)護(hù)，以防混凝土冷卻過(guò)快和霜雪落在混凝土上。據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求一般適宜于棧橋墩、擋墻等非主體無(wú)筋混凝土工程。隨著新型材料的發(fā)展，混凝土防凍劑被廣泛采用，且應(yīng)用于主體工程。3.2自一里首部樞紐主體工程采用負(fù)溫混凝土法施工的可行性分析自一里首部樞紐工程冬季施工的主要項(xiàng)目都有1#4#擋水重力壩段部分混凝土，上下壩公路連接擋墻，上述部位均為無(wú)筋大體積混凝土。氯鹽溶液改摻GK-2A型防凍劑（具有防滲要求的加引氣劑），該防凍劑具有防凍、減水、引氣、早強(qiáng)性能，該防凍劑主要作用降低了冰結(jié)點(diǎn)，使混凝土在負(fù)溫情況下繼續(xù)水化反應(yīng)，抗凍能力提高到-150C。本工程經(jīng)多次配比試驗(yàn)，GK-2A防凍劑摻量為3.8，對(duì)有防滲要求的混凝土再加1/1000GK-9A型引氣劑，澆筑中采用碘鎢燈蓄熱形成施工小氣候，澆完后推遲模板拆除時(shí)間，拆模后立即掛草簾，混凝土表面覆蓋彩條布、草袋防雪蓄熱養(yǎng)護(hù)的常規(guī)措施，因此不需特殊保溫措施，可進(jìn)行主體混凝土施工。3.3負(fù)溫混凝土法施工過(guò)程控制3.3.1原材料控制為避免混凝土早期受凍，采用堆高，彩條布覆蓋的方法對(duì)儲(chǔ)料堆的沙石骨料進(jìn)行保溫、防雨和防雪。3.3.2摻加外加劑提高砼抗凍力采用GK-2A型防凍劑，該防凍劑具有防凍、減水、引氣、早強(qiáng)性能，該防凍劑降低了冰結(jié)點(diǎn)，使混凝土在負(fù)溫情況下繼續(xù)水化反應(yīng)，抗凍能力提高到-150C。3.3.3拌和中的溫控措施拌和樓屬房式結(jié)構(gòu)，樓內(nèi)外溫差達(dá)34，并延長(zhǎng)混凝土拌和時(shí)間30s以上，保證砼出機(jī)口溫度。3.3.4運(yùn)輸中保溫措施雖混凝土運(yùn)輸距離較近（200m左右），但混凝土運(yùn)輸過(guò)程仍采用草袋覆蓋保溫，防雨和防雪。3.3.5混凝土結(jié)合面處理對(duì)施工縫不用水沖洗，采用風(fēng)槍和綿紗清洗倉(cāng)面。3.3.6澆筑中的溫控措施對(duì)已澆混凝土及時(shí)覆蓋彩條布，碘鎢燈蓄熱形成小氣候。3.3.7澆筑后的溫控措施對(duì)新澆混凝土收倉(cāng)后立即覆蓋彩條布草袋保溫、防雪防雨，采用搭設(shè)簡(jiǎn)易的溫棚和碘鎢燈蓄熱保溫，推遲模板的拆除時(shí)間，撤后立即掛草簾保溫。4混凝土施工質(zhì)量控制情況分析4.1施工溫度情況為確保施工質(zhì)量總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)混凝土施工溫度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，定期對(duì)混凝土出機(jī)口溫度，室外溫度混凝土入倉(cāng)溫度進(jìn)行測(cè)試和統(tǒng)計(jì)，測(cè)試時(shí)間選在8：00，12：00，18：00，1：00。在室外溫度為00C-50C時(shí)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)總結(jié)混凝土內(nèi)部溫度比室外高10C50C,在砂石骨料無(wú)冰塊的情況下出機(jī)口溫度在10C60C間，混凝土運(yùn)輸損失溫度約為0.50C。下面表1為12月份一組C15混凝土實(shí)測(cè)溫度。C15混凝土施工實(shí)測(cè)溫度表表1序號(hào)室外溫度混凝土出機(jī)口溫度混凝土入倉(cāng)溫度備注1-30C40C3.50C2-1.50C70C5.50C3-20C60C50C4-50C20C1.50C4.2混凝土質(zhì)量控制成果分析據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)分析：加氯鹽負(fù)溫混凝土7天齡期實(shí)際強(qiáng)度為20-25（28天標(biāo)養(yǎng)）強(qiáng)度，28天負(fù)溫混凝土實(shí)際強(qiáng)度為4050（28天標(biāo)養(yǎng)）強(qiáng)度，180天方能達(dá)到28天標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度。本工程加GK-2A型防凍劑，為確保本工程施工質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，指導(dǎo)施工，混凝土試塊采用標(biāo)養(yǎng)和室外仿真養(yǎng)護(hù)（即在露天自然狀態(tài)下養(yǎng)護(hù)）進(jìn)行對(duì)比分析，混凝土室外仿真養(yǎng)護(hù)成果顯示，取部分試塊說(shuō)明，統(tǒng)計(jì)分析其3天和7天強(qiáng)度較標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度比低，28天強(qiáng)度基本標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度一致，如1#壩段2002年12月份施工的C15混凝土，當(dāng)時(shí)室外溫度-30C，混凝土入倉(cāng)溫度為3.50C，7天自然養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度為6.2Mpa，其7天標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度為8.4Mpa，28天標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度為18.1Mpa,28天自然養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度為16.3Mpa。2#壩段C15混凝土，當(dāng)時(shí)室外溫度-40C，混凝土入倉(cāng)溫度為1.50C，3天自然養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度為3.5Mpa，其3天標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度為6.4Mpa,28天標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度為17.8Mpa,28天自然養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度為16.1Mpa。在2003年12月份施工4#壩段C20混凝土，當(dāng)時(shí)室外溫度-3.50C，混凝土入倉(cāng)溫度為1.50C，其28天標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度為24.1Mpa,28天自然養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度為21.9Mpa。為確保質(zhì)量及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題處理問(wèn)題，在負(fù)溫混凝土的每倉(cāng)都取有試塊，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析在-60C以上施工，3天自然養(yǎng)護(hù)試塊的強(qiáng)度比3天標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度低40左右，7天自然試塊的強(qiáng)度比7天標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度低25左右，28天自然試塊的強(qiáng)度與28天標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度接基本一致，每個(gè)試塊的強(qiáng)度均大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)，在質(zhì)量評(píng)定時(shí)自然養(yǎng)護(hù)的試塊和標(biāo)養(yǎng)的試塊一同參與混凝土質(zhì)量的評(píng)定，各種參數(shù)均為優(yōu)良，在澆筑后采用覆蓋草袋，彩條布等養(yǎng)護(hù)措施，表面未發(fā)生凍裂現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)對(duì)冬季澆筑的混凝土在2#壩段鉆孔取芯，經(jīng)評(píng)價(jià)其質(zhì)量與常溫下施工的混凝土相同，層間結(jié)合良好，砼密實(shí)，無(wú)缺陷。驗(yàn)證了砼的可靠性。5結(jié)語(yǔ)自一里水電站首部樞紐工程，負(fù)溫混凝土施工法在主體工程的成功應(yīng)用有以下幾條經(jīng)驗(yàn)值得總結(jié)：在-100C以上防凍劑取代氯鹽進(jìn)行負(fù)溫混凝土施工，在澆完后表面采用覆蓋塑料薄膜和草袋保溫養(yǎng)護(hù)，其混凝土質(zhì)量能滿足規(guī)范要求，澆筑大體積無(wú)筋混凝土是可行的，-100C以下還需進(jìn)一步總結(jié)。負(fù)溫混凝土施工法，保溫措施費(fèi)用低，在施工時(shí)對(duì)砂石骨料必須注意，要求無(wú)冰塊比較干燥的骨料，因此必須提前儲(chǔ)備，表面需有防雪防雨措施，含冰塊的骨料不能進(jìn)倉(cāng)，會(huì)引向早期水化反應(yīng)，早期強(qiáng)度起不來(lái)，一定注意?；炷裂娱L(zhǎng)拌和時(shí)間是必要的，可提高早期水化反應(yīng)，提高入倉(cāng)溫度，提高混凝土早期強(qiáng)度，同時(shí)在倉(cāng)面制造小氣候也是必要的，在澆筑后表面不能直接受冰雪侵蝕的覆蓋養(yǎng)護(hù)措施很有必要。星欣設(shè)計(jì)圖庫(kù)資料專賣(mài)店擁有最新最全的設(shè)計(jì)參