严寒干燥地区某常态混凝土双曲拱坝温度控制技术.pdf
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1、 混凝土工程 续表 坝段号 高 程 ( m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 O 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 6 0 5 6 6 7 7 6 6 6 6 6 7 7 7 7 6 6 5 9 2 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 7 6 6 5 7 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 6 6 5 6 7 6 6 6 6 6 6 6 6 6 5 5 5 6 6 6 6 6 6 6 3 高温期混凝土温度控制措施 高温期混 凝 土温 度 控 制 的主 要 环节 在 配 合 比选 择 、 出机口温度控制、混凝土运输温度
2、控制、仓面温度控制 和后期混凝土温度控制 五个 方面 。 3 1 配合比选择 由于坝址区的不利气候条件,加之大坝主体为常态 混凝土,单位体积水泥用量较高,在保证坝体混凝土达 到设计要求 的前提 下 ,优 化配 合 比,减 小 混凝 土水化 热 温升就成为混凝土温控的首要任务。 本工程大量采 用三级 配 和 四级 配混 凝 土来减 少水 化 热温升。选择 9 0 d龄期的参数作为判定标准。同时,选 用发热量较低的中热水泥和掺粉煤灰的方式来降低混凝 土水化热 。通过 多次试 验 ,最 终确 定大 坝混 凝 土施 工配 合比 ( 见表 4 ) 。 表 4 混凝土施工配合 比 配合比 材料用量 参数
3、( k g m ) 强度 级配 等级 粉煤灰 胶凝 天然砂 人工砂 粗骨料 水胶比 用水量 水泥 粉煤灰 砂 减水剂 引气剂 ( ) 材料 5 O 5 O 小石 中石 大石 特大石 o 3 O W 1 0 F 4 0 0 O 4 3 3 5 9 2 2 1 4 1 3 9 7 5 5 9 5 2 9 8 2 9 7 3 0 8 4 6 1 7 6 8 1 8 1 9 0 0 6 0 。3 0 W 1 0 F 4 0 0 四 O 3 8 3 5 8 2 1 9 1 1 2 4 6 7 5 7 0 2 8 5 2 8 5 3 3 2 3 3 2 4 9 8 4 9 8 1 3 3 7 0 0 2
4、3 3 2出机 口温度 控 制 混凝土 出机 口温 度控 制 主要采 取 骨料 风冷 、制冷 水 拌和、加片冰拌和的综合措施。 3 2 1 骨料风冷 制冷系统配置两台套总制冷量 2 6 0万 k c a l 的高压螺 杆制冷压缩机组 。7 9 预冷 混凝土 生产能 力 1 5 0 m。 h 。 大坝实际最大浇筑仓 面面积 约为 5 0 0 m ,按 2 5 h覆盖 一 层,控制人仓强度只需达到 6 0 m。 h即可满足强度需要。 因此 ,制冷系统 配置 可以满 足高 温 季节最 高强 度 时预 冷 混凝土的生产要求。 骨料采用二 次风 冷 。一 次风 冷设 置混 凝 土风 冷料 仓 一 座 ,
5、料仓 内设总容积 4 0 0 m。 的料仓 4个 ,分别为 4 种 粗 骨料进行风冷。按照 6 O h的最大需求计算,料仓容量 可满足约 7 h的混凝土浇筑用量,骨料在料仓内可充分冷 却 。实践表 明 ,混凝 土浇筑前 2 h开启 骨料 风冷 ,骨料 平 均温度可降至 4 C左右,混凝土拌制温度得到有效保障。 二次风冷设 在拌 和楼 顶层 的储 备 料仓 ,采用 壁挂 式 冷风机随楼安装。储备料仓共 6个,实际生产时对其中4 个粗骨料仓进行风冷,天然砂和人工砂料仓因风冷后容 易结块 ,不宜 风冷 。 筛分系统骨料成品料堆下部设置地弄 ,成 品骨料通 过传送带输送 至风 冷 料仓 。由于采 用
6、了地 弄供 料 ,料 堆 底部的骨料温度受环境温度影 响小,提高 了粗骨料在一 次风冷料仓的降温保证率。骨料风冷过程 中,由专人监 控制冷管路的吸气和排气压力,以此控制骨料温度,使 骨料降温得到充分保障。 3 2 2 制冷水 拌和 由于气候 和季节 的变化 ,坝址 区 4月和 1 O月 的河水 温度较低 ,可直接用 于混凝 土拌制 ;5 9月份 河水 温度 在 7 1 4 之间 ,对控制混凝土 出机 口温度不利 。 为控制混凝土拌制温度 ,设置一座冷却水池。冷却 水池临近制冷车间,从制冷车间分支出一条制冷管路, 并在水池中布设百叶片,较高温度 的河水进入水池后, 通过制冷叶片得到冷却。为提高河
7、水冷却效果,拌和楼 设置中转水池,冷却水池的水泵人中转水池后用于混凝 土拌和。中转水池的设置为冷却水池冷却河水赢得了时 间,使制冷水的温度得到有效保证。通过采取上述措施, 高温季节制冷水可持续保持在 I C 左右。 3 2 3 添加片冰拌和 由于冷却 水拌制 混凝 土 的温 度控 制作 用有 限 ,高 温 季节施工 时 ,仅 用制 冷水拌 和难 以达 到混 凝土 浇筑 温度 控制要求 ,因此,设置独立的片冰系统用于控制高温季 节混凝 土出机温度。 由 F I P 6 0 S A型单体片冰机 1台套、制冷量 6 1 8 k W 的 制冷压缩机 1台套、5 0 t 箱式自动储冰库一座组成片冰系 统
8、 ,其理论生产量 为 6 0 t d 。需要加 冰拌和 时 ,片冰通 过 冰库下部的旋转刮刀将片冰刮至出冰 口,再通过螺旋机 输送 到拌 和楼 称量 后加入拌和机 。 35 水利水 电施工2 0 1 5 第 4期 总第 1 5 1 期 实际生产时 ,根据 日气 温变 化和 出机 口混凝 土温 度 检测情况 ,动态调整 加冰 量 。实 践证 明 ,高 温季 节加 冰 控制在 5 3 0 k g m。 时 ,可满足浇筑温度控制要求 。 混凝土运输温度控制 。混凝土采用 2 0 t自卸汽车水平 运输 ,采用 6 m。 自储能式卧罐配合辐 射式缆机 垂直入仓 , 从拌和系统到供 料平 台约需 1 2
9、mi n车程 。在 不考 虑运 输 设备保温的情况下,整个车程混凝土温升 3 5 C;同时, 由于高蒸发的气候特点,混凝土坍落度也损失较大。 为尽量减小运 输环 节 的混凝 土温度 回升 ,施 工 中采 取对运输车辆和卧罐喷涂 5 c m厚发泡聚氨酯的保温措施 , 并在车厢上部搭设遮 阳棚 ,防止 日晒 ,减少水分损失。 通过对车辆喷涂保温层,可将水平运输时的混凝土 温升由 3 5 C降到 1 5 2 ;混凝土坍落度损失可由 3 4 c m降到 2 3 c m。 3 3 仓面温 度控 制 混凝土人仓后 的温度控 制 主要是 为 了实现 下层 混凝 土快速覆盖和解决高蒸发引起 的混凝土泛 白问题
10、 。 实 际施 工 时 ,主要 采 用 随浇 筑 随覆 盖 的控 制 方 法 , 入仓混凝 土在 平仓 振捣 完后 ,立 即用 三 防帆布覆 盖 ,减 少 日光直射 ,延缓 混凝 土温 升 。同时 ,在仓 面 内配 备喷 雾补水设施,调节仓面小气候,防止混凝土因高蒸发引 起 的表面快速 失水 。通 过采用 上述方 法 能有效 解决 浇筑 仓面由于气候条件带来的不利因素,可将混凝土浇筑温 度控制在设计范 围内。 3 4 后期 混凝 土温度 控制 后期混凝 土温 度控制 主要从 养 护和通 水 冷却方 面控 制温度 。 3 4 1 混凝土养护 混凝 土在 浇筑 完成 后 ,不 仅要 考虑 因干燥
11、和高 蒸发 引起 的快速失 水和 防裂 ,同时要考 虑昼夜 温差 大 和寒潮 频繁 时的保温 。 为解决该 问题 ,采 用覆 盖 2 层 聚乙烯保 温被 ,保温 被为双层 编织布 内置 泡沫 塑料 而成 ,尺寸 为 l m1 0 m, 厚度 为 2 c m。由于保温 被具 有 良好 的锁 水性 ,混凝 土在 养护期能长时间保持水分不蒸发。同时,保温被内的泡 沫塑料具有保 温性 能 ,可 以抵 御昼 夜温差 和寒 潮等 不利 天气 条件 的影 响。 3 4 2 通水冷却 ( 1 )冷却水管材质 。 冷却水管分 为两种 材质 ,一种是 坝基 强 约束 区范 围 内用于混凝土冷却的钢管,另一种是弱约
12、束区及 自由区 用 于混凝 土冷却 的高导热性 HD P E塑料冷却水 管。 钢管采用外径 2 5 mm、壁厚 1 5 1 8 mm 的镀锌钢 管 ,转弯处采 用 标 准 9 O 。 弯 头 连接 。钢管 由于导 热 系数 大,可忽略水管本身的热阻,对于基础强约束区混凝土 温控有利 。 高导热性 HD P E塑料冷却水管干管内径 3 2 mm,壁 厚 2 mm,呈 白色 ,导热 系数 1 6 6 k J ( m h ) ,管材 3 6 在小于 3 5 MP a内水压力作用下不漏水,可直接在仓面 上铺设成蛇形管,减少大量接头,便于施工。 ( 2 )冷却水管布设。 冷却水管采用蛇形布置,水平间距按
13、 l m控制,塑料 冷却水管层间间距按 l m控制 ,镀锌钢 管层问间距按 1 1 5 m控制 。单根水 管 的长度不 大 于 2 0 0 m,最 多允许 三 根蛇形干管并联 在一根 支管 上 ;一个 仓面最 多 布置两 根 支管 ,当同一仓 面需要 布置 多条水 管 时,各 条水 管 的长 度应基本相等。同一干管上不允许超过 6个接头,单管 流量控制在 1 2 -1 5 m h 。 ( 3 ) 通水冷却要求 。 坝体混凝土通水冷却分为三期,分别为初期通水 、 中期通 水 和 后 期 通 水 。混凝 土 降 温 速 率 控 制 在 0 5 I C d 。 初期通水采用天然河水或 6 制冷水 ,
14、在混凝土开仓 前 0 5 h开始,通水时长 1 4 2 1 d ,冷却时间按混凝土降 温幅度控制,约束区为 6 8 、自由区为 8 1 O 。初 期通水 的 目的是控制混凝土最高温度 。 每年 9 月份对 当年 4 7 月份浇筑 的混凝 土 ,1 O月份 对当年 8 、9月份浇筑的混凝土进行中期通水,冷却采用 天然河水,通水时长 3 0 5 0 d ,冷却时间按混凝土温度降 到 1 6 1 8 为准 。 后期通水采 用天然 河水 ,开始 时按该 组混 凝 土最短 龄期 9 0 d为准 ,通水时长 5 0 6 0 d ,最终冷却 至封拱温度 6 8 。 ( 4 )通水冷却控制措施。 通水冷却主要
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