三峡冲沙闸消能防冲建筑物混凝土温度控制（高志华,陈勇）

摘要: 三峡冲沙闸下游消能防冲建筑物工程具有混凝土标号高、混凝土浇筑块体尺寸大、温控标准高及混凝土料运输距离远等特点，混凝土温度控制方面采取了优化混凝土配合比、降低混凝土出机口温度、控制混凝土浇筑温度回升及初期通冷却水等综合措施，监测资料表明混凝土内部最高温度均控制在设计允许最高温度以下，取得了满意的效果，为其他类似工程混凝土温度控制提供了参考。

关 键 词: 冲沙闸;消能防冲建筑物;混凝土温度;控制;措施;三峡工程

中图分类号: TV653∶TV431 文献标识码: A

1 工程概况

长江三峡水利枢纽升船机和左岸电站之间布置有冲沙闸，消能防冲建筑物位于冲沙闸的下游，主要为以后冲沙闸的下泄水流起消能防冲作用。工程在平面上呈直线布置，依次由消力池、消力坎、整流塘等建筑物组成。工程全线长363.6m，混凝土总方量约为9.4万m3 。

2 混凝土温控特点

（1）混凝土标号高。除重力墙混凝土标号为####C90 20F100W8外，其余混凝土均为高标号抗冲磨的C30 F250W10、C40 F250W10混凝土。

（2）混凝土浇筑块体尺寸大，除少量上部边墙混凝土外，全部为大体积混凝土。其中整流塘底板为高标号的抗冲耐磨混凝土（####C30 F250W10），其最大设计结构尺寸为13m×11m×3m。

（3）温控标准高。按照技术文件要求，12月至次年2月份采用自然入仓，6～8月份不允许浇筑底板及抗冲耐磨混凝土，其他季节除重力墙非约束区浇筑温度控制在16～18℃外，其他部位浇筑温度控制在12～14℃。本工程混凝土设计允许最高温度见表1。

（4）混凝土料运输距离远。根据合同要求，冲沙闸下游消能防冲建筑物混凝土由右岸的84m拌和系统生产提供，混凝土运输距离长达13.5km左右。

3 混凝土温控措施

3.1 优化混凝土配合比，降低水化热

（1）在混凝土配合比设计过程中，选用发热量较低的水泥。不同品种的水泥单位发热量相差4J/g，假如每立方米混凝土水泥用量以100kg计，则混凝土绝热温升就会相差约1～2℃。因此本工程混凝土选用中热水泥，在工程后期还使用了部分低热水泥。

（2）在混凝土中掺加高效减水剂和一级粉煤灰，减少水泥用量。相关研究资料表明，每立方米混凝土少用10kg水泥，就可以降低混凝土温度1℃左右。在本工程混凝土的配合比设计过程中采用了双掺高效减水剂和一级粉煤灰的措施来减少水泥用量。通过掺加减水率高达20%的减水剂和掺加20%的一级粉煤灰，使###C30 混凝土（二级配）的单位水用量减至115kg，相应的水泥用量降低至230kg，从而大大降低了混凝土水化热。

3.2 降低混凝土出机口温度

在高温季节采用预冷混凝土，即3月和11月混凝土出机口温度采用10℃，4～10月混凝土出机口温度采用7℃。84m混凝土拌和系统使用二次风冷骨料和加冰拌和的方式生产预冷混凝土，可满足混凝土出机口温度的控制要求，混凝土出机口温度合格率达98%以上。

3.3 减少混凝土运输浇筑过程中的混凝土温度回升

（1）根据本工程混凝土运输距离远的特点，采取了在混凝土运输汽车车厢的侧壁焊接一层钢板，同时在钢板与原车厢之间填充聚苯乙烯泡沫板;在车厢顶部设可移动式帆布遮阳棚，每天安排专人负责拉盖遮阳棚。通过以上措施，混凝土运输途中的混凝土温度回升基本控制在1℃左右。

（2）优化资源，加快混凝土施工速度。混凝土施工是一条龙式的生产过程，各个环节紧密结合，环环相扣。一旦那个环节出现问题，必将对整个生产过程产生影响，因此在混凝土开仓浇筑前，先按照监理工程师批准的仓面设计要求，配置充足的浇筑人员和设备，以缩短层间覆盖时间。同时在高温季节施工过程中采取岗位负责制和缩短交接班时间等措施，大大提高了施工效率，混凝土浇筑速度明显加快。

（3）仓面保温。在混凝土浇筑坯层振捣完毕后立即覆盖3cm厚聚乙烯泡沫为内胆、防雨布为外套的专用保温被，其尺寸一般为1.5m×2.0m，可根据仓内布料情况人工及时转移铺盖。在高温季节设置仓面喷雾，降低仓面环境温度。根据实测数据，当喷雾的雾化效果较好的情况下，可降低环境温度5～6℃。

（4）避开高温时段浇筑。三峡坝区夏季上午10∶00至下午5∶00之间为高温时段，最高气温可达40℃以上。现场混凝土施工通常安排下午6∶00以后开仓，并加强施工管理，加大混凝土入仓强度，尽量在第2天上午10∶00之前收仓。

（5）合理安排混凝土施工进度计划，确保混凝土在设计要求的间歇期内连续均匀的上升，避免出现混凝土仓位长间歇和不满足最小间歇期的现象。

3.4 混凝土初期通冷却水

混凝土内部埋设冷却水管，在混凝土浇筑收仓后12h内开始通冷却水。冷却水管采用1英寸（直径2.54cm）黑铁管，冷却水管一般按1.5～2m（浇筑层厚）×1.5m（水管间距）间距埋设。4～10月份混凝土初期通水采用制冷水，11～3月份采用常温水，制冷水进水温度6～8℃，通水时间10～15d，水管通水流量不小于25L/min，每隔24h更换冷却水进出口。同时对重点仓位根据测温管监测数据，实行个性化通水，随时调整冷却水温度和通水流量。

3.5 流水养护和冬季混凝土保温

（1）混凝土拆模后即开始流水养护，采用φ25mm塑料管，每隔20～30cm钻φ1mm左右的小孔，挂在模板上或外露钢筋头上，通水流量为15L/min左右。水管随模板上升而上升。白天实行不间断流水养护，夜间（20∶00～6∶00）实行间断流水养护，即流水1h，保持湿润1h，而当气温超过25℃时必须不间断养护，养护时间不少于28d。

（2）冬季混凝土保温。根据招标文件要求，永久外露面在低温季节（10～4月）混凝土立面一般拆模后及时跟进进行永久保温，5～9月浇筑的混凝土在10月中旬以前完成混凝土保温工作。混凝土冬季保温采用外贴3.0cm厚的聚乙烯苯板的形式。

4 结语

三峡冲沙闸下游消能防冲建筑物工程自开工以来共完成混凝土浇筑8万m3 ，完成浇筑仓次300多个。通过在混凝土温度控制方面采取优化混凝土配合比、降低混凝土出机口温度、控制混凝土浇筑温度回升及初期通冷却水等综合措施，混凝土浇筑温度大都可以控制14℃以内（设计允许浇筑温度为16℃）;从埋设的测温管监测数据来看，混凝土内部最高温度均低于设计允许最高温度，整个工程混凝土至今未出现裂缝。这说明采取上述综合温控措施是能满足设计要求的温控标准的，且效果也是显著的。

参考文献:

［1］ 朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制.北京:中国电力出版社，1999.

［2］ 水工混凝土施工规范（第一版）（DL/T5144-2001）.北京:中国电力出版社，2002。

作者简介: 高志华，男，武警水电三峡工程指挥部，工程师。