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廠壩三期工程混凝土溫控實踐
控制和減少混凝土內(nèi)外溫差,使大體積混凝土內(nèi)外形成一個穩(wěn)定、均勻的溫度場,是防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的關鍵。三峽具有季節(jié)變化顯著、晝夜溫差大、氣溫驟降頻繁等氣候特點,冬季極端最低氣溫零下9.8℃,夏季極端最高氣溫達43.9℃,除冬夏季節(jié)之外,其他季節(jié)均有多達4~6次的氣溫驟降現(xiàn)象。在這樣的氣候條件下,冬、春、秋三季必須加強混凝土保溫,夏季則要嚴格控制混凝土溫度上升,因此三峽工程的混凝土溫度控制是一個經(jīng)年持續(xù)、不斷變化和充滿挑戰(zhàn)的重大課題。
右岸廠壩三期工程在總結(jié)二期工程成功經(jīng)驗的基礎上,通過成立業(yè)主、監(jiān)理、設計和施工單位等參建四方主要領導為主的溫控協(xié)調(diào)小組,統(tǒng)一部署,細化各環(huán)節(jié)控制措施,通過建立溫控預警及快速反應等制度強化檢查和落實,2004年6~8月做到了R90150#大壩內(nèi)部混凝土實際最高溫度普遍比設計允許值低4~8℃,對防止和減少混凝土裂縫具有十分重要的意義。
1、混凝土溫控設計及控制要求
1.1 分層分塊及間歇期控制
根據(jù)混凝土溫控對塊體尺寸的一般規(guī)律,大體積混凝土施工塊體長邊一般不宜大于40~45 m,長邊不宜大于短邊的4倍,分層厚度一般不超過2 m,并應有一定的層間間歇期。右岸廠壩的設計也嚴格遵循上述要求,設計長寬比最大為3.23,最大長邊43m,最小短邊13.3 m。右岸大壩共21個壩段,其中廠房壩段又分為鋼管槽和實體兩個壩段,最大寬度為25 m;大壩順流向總寬118 m,設兩條縱縫,最大塊體長度為43m。右岸廠房每個機組段均分為左右兩塊,順流向分4個區(qū),最大長邊則小于20 m,長寬比均小于2.0,并錯縫布置。大壩基礎約束區(qū)分層厚度為1.0~1.5 m,脫離基礎約束區(qū)為2.0m;廠房大體積混凝土分層厚度一般為2.0 m,上部結(jié)構混凝土則達到了3.0 m。為充分利用澆筑層頂面散熱,混凝土間歇期夏季一般按7~10 d控制,冬季按5~9d控制。
1.2 基礎允許溫差
由于大壩基巖的約束性很強,設計基礎約束區(qū)混凝土溫差要求控制在16~25℃之內(nèi),澆筑塊長邊尺寸越大則要求越嚴,基礎強約束區(qū)比弱約束區(qū)要少3℃。
1.3 混凝土內(nèi)部允許最高溫度
右岸大壩混凝土標號以C15為主,上游防滲層等部位為C20,廠房則主要為C25。由于大壩塊體較大,溫控標準特別是混凝土內(nèi)部最高溫度控制更嚴,冬季為24~27℃,夏季為33~37℃,基礎強約束區(qū)加嚴1~2℃;廠房冬季要求不高于24~29℃,夏季不高于34~39℃。
1.4 上下層溫差
當下層混凝土齡期超過28 d成為老混凝土時,要求控制上、下層溫差在連續(xù)上升壩體的上下四分之一長邊范圍內(nèi),上層最高平均溫度與下層實際平均溫度之差不大于17℃。
1.5 特殊部位溫控要求
大壩局部存在并縫的部位,并縫前下部混凝土須冷卻至壩體穩(wěn)定溫度(16~18℃),并縫混凝土須安排在低溫季節(jié)澆筑;廠房Ⅲ區(qū)所設封閉塊也要求在低溫季節(jié)回填,封閉塊兩側(cè)混凝土齡期必須大于1個月并冷卻到20℃以下;基礎填塘、陡坡混凝土澆至相鄰基巖面高程附近后,須冷卻到與基巖溫度相近(18~20℃)時才能澆筑上部混凝土。
1.6 混凝土原材料與配合比
大壩內(nèi)部C15混凝土限制最大水膠比0.60,其他混凝土一般不大于0.45~0.50,可以摻入粉煤灰降低水泥用量。粉煤灰要求使用Ⅰ級灰,需水量小于95%,且內(nèi)部混凝土最大摻量不大于40%,其他混凝土不大于20%~25%。水泥出廠控制3d水化熱不超過251 kJ/kg,7d水化熱不超過293 kJ/kg,進入拌和樓時水泥溫度不超過60℃。
1.7 混凝土出機口溫度與澆筑溫度
基礎約束區(qū)混凝土冬季12~2月采用自然入倉,其它季節(jié)采用門塔機入倉時澆筑溫度不得超過12~14℃,采用塔帶機入倉時,4~10月澆筑溫度不得超過14~16℃,相應的混凝土出機口溫度7℃。脫離基礎約束區(qū)混凝土澆筑溫度16~18℃,相應的混凝土出機口溫度分別為14℃和7~9℃,二、三級配混凝土澆筑溫度相應加嚴。
1.8 人工冷卻
大壩135 m以下縱縫需要接縫灌漿,要求按混凝土內(nèi)部最高溫度控制要求及并縫要求進行初期、中期和后期通水冷卻;大壩135m以上沒有并縫要求的部位進行初期和中期通水,以削減內(nèi)外溫差;廠房封閉塊、蝸殼二期混凝土等部位混凝土進行初期通水冷卻。
1.9 混凝土表面保溫
5~9月澆筑的混凝土,10月初設施工期永久保溫層,其它季節(jié)澆的混凝土拆模后立即保溫,保溫材料必須滿足混凝土表面等效放熱系數(shù)的要求,即大體積混凝土β≦2.0~3.0 W/m2?℃,大壩上游面、電站進水口等
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