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导流隧洞工程冬季混凝土衬砌施工质量控制 何 明 ( 延安南沟门水利枢纽工程有限责任公 司 陕西 延安 7 1 6 0 0 0 ) 摘 要 水利工程建设过程中， 由于建设工期要求十分 紧迫 ， 为加快施工进度 ， 时常进行冬季混凝土 施工作业。本文以陕北地 区某导流隧洞为例， 剖析 了冬季混凝土施工原理， 介绍几种冬季混 凝土施工质量控制措施和效果 ，对解决一些工程或特定条件限制而进行冬季混凝土施工的 问题有一定 的指导意义。 关键词 导流隧洞； 冬季混凝土； 施工； 质量控制 中图分类号 ： 1 、 ， 5 2 1 文献标识码： B 1工程概况 某导流隧洞工程位于陕北黄陵县洛 河流域葫芦河河口上游 3 k m处 ，由进口 段 、 洞身段和出口消能段组成 ， 进 口底板 高程 8 0 3 m， 最大下泄流量 4 6 8 m 。进 口 设放 水塔 ， 高 6 8 m； 洞身段全长 7 9 5 m， 采 用 6 0 m8 0 m圆拱直墙断面 ，隧洞比降 l ，采用 C 4 0和 C 2 5 钢筋砼衬砌，砌护 厚度 6 0 0 m m、 8 0 0 m m。 洛河流域属暖温带大陆性季风气候 ， 冬季寒冷干燥， 春季干旱多风 ， 夏季气候 温热 ， 秋季凉爽多雨 。根据黄陵县 、 洛川 县气象站实测资料统计 ，多年平均气温 9 - 3 9 6 ， 极端最低气温 一 2 3 0 o C 。 2问题的提 出 冬季施工由于施工条件及环境不利， 是工程质量事故易出现的季节 ，质量事 故发生率约占全年事故三分之二以上 ， 尤 以混凝 土工程 居 多。 由于受工期制约， 导流泄洪洞混凝土 衬砌质量决定于冬季施工 的成效 ，而混 凝土工程在导流洞泄洪工程中所 占的地 位 ，对工程质量和安全起到至关重要 的 作用 ， 因此 ， 做好导流隧洞混凝土冬季施 工控制工作尤其重要。 3冬季混凝土施工原理 混凝土浇筑后由于水泥与水产生水 化反应而逐渐凝结和硬化 ， 产生强度。而 水泥水化作用的速度除与水泥的矿物组 成和混凝土配合 比有关外 ，还与环境温 度密切相关。当温度升高时， 水化作用加 快 ， 强度增长也加快 ， 混凝 土在低温时 ， 水化作用明显减缓， 强度增长受到阻滞。 当温度降至 0 o C 以下时， 水泥水化作用基 本停止 ， 混 凝土强 度增长 也停止 。实践证 明， 当气温在 3 以下时 ， 混凝土易受早 期冻害， 其内部水分开始冻结成冰， 在混 凝土内部产生膨胀 ，体积增大 8 9 ， 造成膨胀应力 ， 使混凝土疏松 ， 强度和防 渗性能降低 ，甚至会丧失承载能力。故 水工混凝土施工规范) ( D L T 5 1 4 4 2 0 0 1 ) 规定 凡工程 所在 地 区气 温连续 5 d稳定 在 5 以下或最低气温连续 5 d 稳定在 一 3 o C 以下时， 即进入低温季节施工时期。通过 实验证明，混凝土抗压强度不仅受混凝 土内部水分的形态变化 ，组成材料的品 种、 质量和配合 比的直接影响， 还受称量 偏差 、 混凝土拌合、 人模与振捣的间接影 响。因此 ， 为了保证混凝土的抗压强度和 工程质量 ，必须采取相应的措施控制上 述 因素的各种影响。 4冬季施工的主要措施 4 1冬季混 凝土施 工控 制流程 ( 见 图 1 ) 4 2冬季 混凝土 施工 管理措施 ( 1 )做好施工人员的培训与技术交 底工作。冬季施工由于在负温下进行作 业， 不 了解或不熟悉冬季施工规律 ， 极易 造成工程质量事故 ，为保证工程质量 ， 冬 季 施 工 前 必 须 进 行 施 工 人 员 培 训 和 技术交底工作 ， 组织学习国家和地方有 关冬季施工规范、 标准 、 规定 ； 学习有关 冬 季施 工 的基 本理 论知 识 及施 工 方 法 以 及有关混凝土施工应该注意事项等。 ( 2 )安排专人收集工地冬季气温变 化资料。对现场测温工作统一安排专人 测温 ，并负责每天天气预报的收听和气 象记录， 掌握近期气温变化情况 ， 并及时 传达和汇报气象信息 ，以便及时采取措 施应付气温骤变。 4 3 冬季混凝土施工技术措施 ( 1 ) 优化配合 比。导流洞工程混凝土 采用泵送入仓，为了保证混凝土的流动 性 ， 尽量降低水灰比， 将用水量降低至最 低 限度 ， 项 目部决定稍增水泥用量 ， 将水 灰 比控制在 0 4以下( 配合 比表见表一) ， 从而增加水泥水化热量 ，缩短混凝土达 到龄期强度的时间，并且保证混凝土的 流动性满足泵送要求 ，大大降低混凝土 的冻害 。 ( 2 ) 掺用引气剂。在保持混凝土配合 比不变的情况下，加入引气剂后生成的 气泡， 相应增加 了水泥浆的体积 ， 提高拌 合物得流动性 ， 改善其粘聚性和保水性。 由于气泡能隔断混凝土中毛细管通道 ， 以及气泡对混凝土内水分结冰时所产生 的膨胀压力的缓冲作用 ，能显著提高混 凝土的抗冻性和抗渗性。此外， 气泡还能 使混凝土弹性模量 降低 ，对提高混凝土 抗裂性有利。 4 4保温加热措施 在优化混凝土的配合比的情况下， 选 择适当的保温加热措施 ，能很好地提高 混凝土冬季施工质量。 4 4 1原 材料 的保温 加热措 施 ( 1 ) 对料场的混凝土粗细骨料采用表 面覆盖塑料布或者土工布，拌合前将骨料 表面的冻结层、 雪团、 冰块等进行清除 ， 保 证骨 料温度 在正 温以上 。 ( 2 ) 在拌合站处搭建一个锅炉 ， 采用 煤块加热锅炉的方法进行拌合用水 的加 热 ，因为 水 的 比热 容 约为 砂 石 骨料 的 5 倍多 ， 所以将 l k g 水温度加热 1 相 当于 l k g 砂石料温度提高 5 c c以上，故采用加 热拌合用水是一种比较经济 、有效的保 温加热措施。 将水温控制在 4 0 5 0 。 通过值班人员现场测温记录 ，改水温可 以控 制 出机 口温 度位 于 1 1 一1 4 范 围，能够满足出机 口温度在 1 0 以上的 要求。 4 4 2拌合的保温加热措施 0 ( ( ) ( ) 、 、 c ( ) 0 表 1 图 1 冬季混凝土施工质量控 制流程 图 混凝土配合比 每立方米混凝土各种原材料用量( k g ) 配合比 水灰 比 石子 水 水泥 粉煤灰 砂 H F外 加剂 引气剂 1 0 2 O 2 0 4 0 C4 0 W 6 F2 0 0 0 3 4 1 4 0 3 5 O 6 2 7 3 9 5 5 4 5 5 4 8 6 5 0 0 4 ( 1 ) 增加混凝土拌合时间。为了保证冬 季混凝土生产拌合物的充分混合 、搅拌均 匀， 消除各种原材料的温度差异和骨料结块 以及冰块的影响， 项目部要求拌和站将拌合 时间延长至正常拌合时间的 1 5 倍 。 ( 2 ) 拌合楼的保温措施。在拌合站处采 用塑料布或土工布搭设暖棚 ， 在暖棚内设置 升温煤炉 ，拌合站出机 口采用毛毡进行包 裹 ，将拌合进水管采用泡沫板进行包裹， 减 少热量损失。在拌合站内悬挂温度计 ， 根据 温度变化随时调整暖棚内煤炉个数 ， 保证混 凝 土的 出机 口温度在 1 0 以上 的要 求 。 4 4 3运输 与 浇筑保温 加热措 施 ( 1 )导流洞混凝土采用混凝土罐车运 输 ， 泵送人仓浇筑方式 ， 混凝土运输罐车外 包裹泡沫板进行保温， 采取措施尽量缩短运 输时间和停留时间；泵送混凝土的管道 ， 采 取泡沫板进行包裹。保证混凝土在运输中 ， 不得有表层冻结 、 混凝土离析 、 水泥砂浆流 失、 坍落度损失等现象。通过现场值班人员 测温表明 采取改措施不仅可以保证混凝土 良好的和易性还 能够保证人模温度在 5 以上 。 ( 2 ) 在混凝土浇筑前 ， 利用隧洞本身有 利条件 ， 采用暖棚法混凝土浇筑， 将导流洞 进出口两端分别设置两道门帘， 在洞内每隔 5 0 m设置加热煤炉和电坞灯 ， 尤其是仓面处 增加煤炉和电钨灯数量 ，根据现场测温表 。面， 能保证仓面温度在 5 以上。 4 4 4混凝土养护的保温加热措施 将导流洞进 出口两端分别设置两道门 帘 ，在 洞 内每 隔 5 0 m设 置 加热 煤 炉 和 电坞 灯， 在已浇筑的混凝土处增加煤炉和电钨灯 数量 ， 使洞内温度保持在 1 0 以上。待达到 拆模要求时， 继续加热保温养护。 拆模完毕 后 ，安排 工人对 混凝 土面 涂 刷混凝 土 养护 剂 ，减 少水 分蒸 发 ， 以 利于混 凝土 的水 化反 应 ， 促 进 混凝 土强 度 发 展 。 5结果分析 5 1 温度数据统计 导流洞工程冬季施工期 ( 1 1 月 中旬 一 次年 2月 中旬 )实测 室外环境 平均气 温 一 1 3 ， 最低气温 一 2 4 。 拌合站暖棚最低气 温 1 O ， 浇筑仓面暖棚最低气温 8 ， 同室 外温度相差 2 O 左右，可以看出采用暖棚 法进行混凝土浇筑保温效果 比较明显。 5 2同条件下试块养生强度分析 在 导流 洞工程 整个 冬季 施工 过程 中 ， 业 主 、 监理 、 施工严格按照施工规范要求 ， 对每 一 个单元工程的混凝土拌合物进行 了相同 一条件下的试块取样 、 留置和养护， 并送往委 托实验室进行各种性能检验 。结果如下 ： 2 0 组 C 4 0试块，抗压强度最大值为 4 7 9 M P a ， 最小值为 4 O 8 M P a ， 平均值为 4 2 6 N P a ； 1 组 W6抗渗试块和 1 组 F 2 o o 抗冻试块均满足 设计要求。 6结语 通 过 导 流洞 工程 的实 践 以及 取 得 的成 果 ， 在对混 凝土 冬季施工 时 质量 控制应 注 意 以下 几点 。 ( 1 ) 添加高效减水剂和引气剂。添加减 水剂和引气剂 ， 保证混凝土的和易性， 使配 合比中的用水量降低至最少 ， 并且提高混凝 土的早期强度与抗冻性 ， 避免混凝土的早期 冻 害 。 ( 2 ) 适 当减少水 泥用 量 。为 了控 制混 凝 土表面温度裂缝 ，可以适当减少水泥用量 ， 降低混凝土的最高绝热温升， 可以解决混凝 土升温阶段裂缝的产生。 ( 3 ) 原材料的加热。 首先选择加热拌合 水，因为水的比热容约为砂石骨料的 5倍 多，所以将 l k g 水温度加热 1 相当于 l k g 砂石料温度提高 5 以上， 故采用加热拌合 用水是一种 比较经济 、有效的保温加热措 施 。 ( 4 ) 严格控制混凝土入仓温度。在混凝 土运输与浇筑过程中， 严格控制混凝土出机 口温度 ， 尽量缩短混凝土的运输时间， 加快 混凝土浇筑速度 ， 减少热量损失 ， 严格控制 混凝土人仓温度 ， 使之满足冬季混凝土施工 要求 。 ( 5) 加 强冬 季混凝 土养 护 。根据 施工 现 场的实测气温和施工场地条件， 对浇筑完的 混凝士仓面采取相应的保温保湿措施 ， 加强 冬 季混凝 土养护 工作 。 通过以上温控与质量控 制措施 可以看 出 ， 只要采取相应 的施 工措施 ， 冬季 混凝 土 施 工 是 可 行 的 并 且 混 凝 土 施 工 质 量 也 可 以保 证 的 ，由此可 以解 决一些 工程或 特定 条件限制 而进行冬 季混凝土施 工 的 问题 。跌 剩 ( 责任编辑 ： 黄灵芝)