宜兴抽水蓄能电站上水库面板混凝土冬季施工

1 工程概况
　　江苏宜兴抽水蓄能电站上水库位于铜官山主峰附近的沟源坳地，由钢筋混凝土面板混合堆石主坝、碾压混凝土重力副坝和库周山岭合围而成。上水库库盆的防渗面板由40cm厚钢筋混凝土构成，面板混凝土共计约7.23万m ，其面积约l8万m 。
　　根据工期安排，上水库面板混凝土浇筑时间为2006年12月一2007年5月，施工期大多为低温季节。混凝土月均浇筑量为1.21万m ，时间紧、任务重，做好面板混凝土的冬季施工是保证其施工质量的关键。
　　2 面板混凝土冬季施工技术要求及有关资料
　　2．1 设计要求
　　根据国家电力公司上海勘测设计研究院下发的《上水库钢筋混凝土防渗面板施工技术要求》第9.3条：混凝土浇筑温度应大于5℃，并做好保暖工作。
　　2．2 基本资料
　　2．2．1 气象参数
　　该抽水蓄能电站上库所处位置2006年12月一2007年3月的气温统计资料如表1所示。
　　2．2．2 混凝土配合比参数(如表2所示)

2．3 混凝土施工的热工理论计算
　　2．3．1 混凝土热工计算
　　(1)混凝土施工中的热工关系。混凝土的出机口温度不小于设计提出的混凝土浇筑温度与混凝土运输、人仓、振捣过程中温度损失之和。同时应考虑混凝土入仓后，由于基层面及保温材料吸收部分热量而引起的温度降低，混凝土的出机口温度取决于各种组成材料搅拌前的温度，混凝土搅拌后的理论温度按下式计算：



2．3．2 混凝土热工理论计算成果
　　骨料和水泥温度根据往年混凝土施工时测量值分别取：砂子2℃、石子1℃、水泥35℃，水温按往年的测量值为1℃ 一4℃；实际情况从混凝土运输、人仓、平仓振捣至表面覆盖的时间分别为0.1 h和2 h。按照设计规定的混凝土浇筑温度的技术要求，满足混凝土最低浇筑温度5℃所进行的热工理论计算成果表如表3所示。

从表3的计算成果可以看出，通过提高拌和用水的水温可以使混凝土的浇筑温度满足设计要求。
　　2．3．3 锅炉供热能力的计算
　　根据搅拌站的混凝土生产能力，计算拌和用水预热的耗热量，计算式如下：

按照表3的热工理论计算成果，月平均最低气温时拌和水温最高，选择满足最高水温的要求计算最大小时总耗热量，以此来选择锅炉型号。本工程副坝左坝头搅拌站混凝土生产强度为30m3／h，最大小时总耗热量为629143.2kJ，配置一台供热量为15万kcal／h的燃油热水锅炉，可以满足生产要求。
　　2．3．4 保温材料的热工计算
　　结合本地区的实际情况，低温季节采用”蓄热法”对混凝土面板进行保温养护。蓄热法保温的保温程度一般用覆盖材料的热阻值R表示。保温必须的热阻值R与外界气温及混凝土的水化热有关。根据上水库面板混凝土水泥用量和低温季节的日平均气温内差，计算出能满足要求的混凝土保温材料的热阻值为0.45m2℃／W(参考《水利水电工程施工手册》第3卷)。
　　根据以往类似工程表面保温材料的使用经验，对上水库混凝土面板冬季保温材料初步确定为一层普通塑料薄膜(0．5mm厚)加一层2.5cm厚保温被(聚苯乙烯泡沫塑料)，塑料薄膜的导热系数为0.013 W／(m·℃)，保温被的导热系数为0.042～0.059W／(m·℃)，那么保温材料的总热阻可按下式计算：
　　R =0．05 +Σ(h／λ) (2．3—7)
　　式中，R——模板及覆盖材料的总热阻，m2·℃／W；
　　h——某一种材料的厚度，m；
　　λ — 某一种材料的导热系数，W／(m·℃)。
　　按上式可计算出该组合材料的总热阻为0.54m2·℃／W，满足要求。
　　3 混凝土面板冬季施工措施
　　3．1 建立混凝土生产供热系统
　　根据混凝土热工计算及锅炉的容量要求，合理选择各搅拌站的燃油热水锅炉，建好锅炉房、做好锅炉及管路安装调试工作，按时投入使用。
　　3．2 骨料的储备和保温
　　充分发挥料堆自身的保温功能，一是将骨料堆尽量堆高，二是骨料仓的进料时间全部选在白天，以减小进料过程中气温对骨料温度的影响，骨料进仓时避免有冻块的骨料进仓。
　　料堆表面用保温被覆盖，若遇到雨雪天气，要及时清除料堆上的积雪，骨料使用时，先将表层受冻骨料推开，取下层料使用。
　　3．3 严格控制混凝土的出机口温度
　　定时检测骨料、水泥温度及室外气温，选用适宜温度的热水进行骨料拌和，定时检测混凝土出机口温度、人仓温度及浇筑温度，及时调整水温，确保混凝土浇筑温度满足设计要求。
　　拌制混凝土前，先用热水冲洗拌和机，并将积水和冷水排除，使拌和机体处于正温状态，混凝土拌和时间比常温季节延长10s左右。
　　用热水拌和时，水温不宜超过60℃，若超过60℃，应改变加料顺序，先搅拌骨料与水，然后再加入水泥搅拌，以免水泥假凝。
　　进配料仓的骨料应保证清洁干净，骨料表面不能结冰。
　　3．4 减少混凝土运输过程中的温度损失
　　运输混凝土的自卸车利用其自身的废气进行保温。在车厢底板上加2mm厚钢板，形成约50mm高的空腔，通人废气加热，其温度可达130℃～135℃。但为了确保安全，应使车厢底的废气出口截面面积比人口管子截面大4～5倍，车厢顶部用保温被将混凝土覆盖。运输混凝土的搅拌车搅拌筒要外穿保温外套。
　　搅拌站暂停工作或结束时，用热水将运输设备及混凝土拌和机洗净，当恢复运输时先用热水给运输设备加热，加热后要将车厢和搅拌筒中的积水清除干净后方可再装混凝土。
　　尽量减少混凝土的运输时间及倒运次数。
　　3．5 减少混凝土浇筑施工的温度损失
　　将已浇混凝土面的清理工作尽量安排在白班，如有结冰，采用风枪冲洗。加快混凝土的人仓速度，及时平仓振捣，避免混凝土拌和物外露时间过长，对新浇筑混凝土要及时用塑料薄膜进行覆盖，减少混凝土浇筑过程中的温度损失及水分蒸发，及时对新浇筑混凝土面进行保温保湿。
　　3．6 混凝土保温养护及拆模
　　混凝土抹面结束后，及时喷洒养护液，覆盖一层塑料薄膜后，再覆盖一层2．5cm厚保温被。为防止保温被被风吹走，在混凝土浇筑时预先在其表面预埋u形铁丝，保温被覆盖后用毛竹条与预埋铁丝固定，每隔3m一条。混凝土面板的边角部位的保温被厚度应比其他部位厚2—3倍。
　　拆模时间为混凝土强度允许受冻的临界强度，且拆模后的养护应满足温控防裂要求，保证内外温差小于20℃，2～3d内混凝土表面温降小于6℃，具体操作按事先试验结果确定。应避免在夜间或预期气温将骤降的时间拆模，拆模时间应安排在气温较高的中午进行。一般情况下，应尽量延长拆模时间。
　　4 结语
　　宜兴抽水蓄能电站上水库面板混凝土冬季施工，由于制定了一系列行之有效的施工技术措施，满足了本工程冬季施工的需要，浇筑完成的面板混凝土强度全部满足设计要求，面板混凝土单元质量合格率100％，优良率达93％以上。

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