2.4　主要温控措施

理论计算和实践都表明，碾压混凝土坝温度应力是导致坝体发生裂缝的主要因素，其他荷载引起的应力与温度应力相比相对较小，温度应力起着控制作用。虽然碾压混凝土水泥用量较少，混凝土的绝热温升较常态混凝土小，但由于碾压混凝土是多个坝段一起连续上升，只有通过顶面和上下游面散热，如不采取措施，坝体降温是一个漫长的过程，有资料表明可能需要几十年后坝体才能达到稳定温度。施工期间如果温度控制不当，一旦坝体混凝土的温度超过允许值，在基础温差、内外温差和上下层温差的作用下，混凝土将产生裂缝，使混凝土的整体性、抗渗性、耐久性受到破坏。因此，做好施工期间的温度控制，是碾压混凝土坝浇筑成败的关键，在这样恶劣气候条件下修建碾压混凝土坝，温度控制工作显得尤为重要。本工程将采取以下温控措施。

（1）施工安排。基础约束区的混凝土尽可能安排在低温季节进行施工。根据坝址区气候特点，基础混凝土安排在4月、10月浇筑较为合适。

（2）在满足混凝土设计强度前提下，尽量选用水化热低的水泥，优化混凝土配合比，加大集料粒径，但不宜大于8mm；适量掺入粉煤灰和其他混合材料减少水泥熟料用量，从而减少发热量，降低绝热温升。

（3）采取结构措施，减少基础对坝体的约束。两岸岸坡坝段和主河床坝段，坝体横缝间距采用15m；两岸台地坝段横缝间距采用30m，在30m中间设诱导缝一条。

（4）高温季节温控。本工程高温季节施工时段是每年的5—9月。高温季节温控的主要目标是控制坝体混凝土的浇筑温度，保证坝体的最高温度不超过设计允许最高温度。

1）砂石系统、拌和系统温控措施。在碾压混凝土夏季施工中，砂石系统、拌和系统温控的主要目的是控制混凝土的出机口温度，而控制混凝土出机口温度最有效、最简易的方法是控制骨料温度。骨料在每方混凝土中所占比重达90%，因此，控制骨料的温度是控制混凝土入仓温度的关键。采用的措施是：①骨料成品料堆搭设防晒棚，防止阳光直射料堆，减少阳光直射引起骨料的温升；②增加堆料高度，各料场应尽量多储备骨料以加大成品料堆高度，要求堆料高度大于10m；③利用地龙取料从料堆底部取料，在输送骨料的皮带机上设遮阳棚，并在适当位置安装喷雾装置进行喷雾；④骨料风冷。修建制冷厂，利用冷风机将冷风送至储料罐，将骨料预冷至小于7℃，骨料运送至拌和楼（料仓）由冷风机继续保温。

2）水泥、粉煤灰的温控措施。①建立水泥库。将袋装水泥、粉煤灰储存在仓库内，仓库要遮阳、干燥、通风；②水泥、粉煤灰罐表面涂刷白色漆并用白帆布外包，以反射阳光，减少水泥、粉煤灰罐的吸热；③降低水泥、粉煤灰的温度。在每个水泥、粉煤灰罐的下部锥体部位，用ϕ38mm的塑料管紧密缠绕且外用保温被将塑料管包裹严密，然后在管内通3～4℃冷水，以达到降低水泥、粉煤灰温度目的。

3）拌和用水的温控措施。采用3～4℃冷水拌和。采取的措施是：①修建蓄水池存储拌和水，蓄水池上方搭设凉棚，挡住阳光直射，减少阳光直射引起水温的升高；②冬季储存块冰，在高温季节投入蓄水池以降低拌和水的温度；③修建制冷厂，制备3～4℃冷水；④外加剂用冷水溶化。

4）混凝土运输过程的温控措施。①自卸汽车在运输混凝土过程中要搭设活动遮阳棚（用塑料编织布制作），避免阳光直射混凝土，防止温度倒灌，派专人负责该项工作；②加强混凝土运输的组织管理，加快混凝土的入仓速度，确保混凝土在运输过程中温度回升不超过1℃。

5）混凝土仓内的温控措施。①在混凝土浇筑仓内上下游侧的顶部架设喷雾管，利用冷却水和高压风形成低温雾气，以改变仓内小环境，降低仓内气温，可以有效防止温度倒灌和减少Vc值的损失；②加快混凝土的入仓覆盖速度，缩短混凝土暴露时间，保证从拌和开始到碾压完毕的时间间隔不超过2h；③在仓内配备可收展的保温被，在阳光直射强烈和有大风时，混凝土应做到随摊铺随碾压随用保温被覆盖，待混凝土升至环境温度且没有大风和直射阳光时，再打开保温被散热；④在高温季节在混凝土内埋设冷却水管。对5—9月浇筑的混凝土，进行通水冷却。冷却水管排间距1.5m×1.5m，长度小于200m。浇筑后2d通河水冷却，通水15d。为使混凝土均匀降温，通水方向应每0.5d变换一次。对基础约束区（高程624.00～645.00m）、坝体度汛缺口也应在混凝土内埋设冷却水管进行通水冷却；⑤尽量避开白天中午阳光直射的施工时段，利用早晚和夜间低温时段浇筑混凝土。当气温超过25℃时，停止混凝土浇筑；⑥混凝土达到终凝，及时进行薄层流水养护，削减水化热温升，降低混凝土的最高温度。养护时间不少于28d。

（5）大坝越冬保护措施。本工程施工期为每年4—10月，11月进入负温期，此时混凝土浇筑龄期较短，强度较低，而混凝土内部水化热温升导致坝体内外温差很大。理论研究和国内外的工程实践都表明，由于混凝土的内外温差，在严寒地区修建的碾压混凝土坝上下游越冬层面和水平施工缝是薄弱部位，极易开裂，是工程的隐患。为了避免上述情况的发生，拟采取以下措施：

1）根据其他工程的经验，在坝体上下游面采取“四季穿棉袄”的方法，即在坝体上下游面长年覆盖高密度聚苯乙烯泡沫板，对减少由于内外温差引起的裂缝效果十分显著。本工程上下游面也覆盖厚10cm高密度聚苯乙烯泡沫板作为永久保温措施。

2）坝体混凝土施工期第一年冬季，坝体浇筑顶面高程为645.00m左右，此时大坝浇筑还未出基坑，除坝体上下游面覆盖10cm厚高密度聚苯乙烯泡沫板外，坝体上下游基坑回填石渣保温。同时，在混凝土顶面覆盖棉被及聚乙烯薄膜，然后回填厚2m石渣。

3）坝体混凝土施工期第二年冬季，坝体浇筑顶面高程为700.00m左右，顶面覆盖聚乙烯泡沫板、棉被及聚乙烯薄膜各一层，然后回填厚1m石渣。

4）在采取了以上越冬保护措施后，第二年4月大坝混凝土浇筑时老混凝土仍处于低温状态，对新浇筑的新混凝土的约束力较大，此时应提前在老混凝土预埋的聚乙烯水管中通热水预热老混凝土，同时，严格控制新混凝土的入仓温度不大于13～14℃，以减少新老混凝土上下层温差。

5）在越冬层面设置与横缝止水连接的水平止水铜片。如前所述，冬季水平间歇面是一个施工薄弱环节，层间结合强度低，极易产生水平裂缝。为了防止此层面成为渗水通道，建议在越冬层面设置水平止水铜片。

（6）在秋冬季低温季节和气温骤降时，将廊道、中孔和底孔等孔口部位进行严密封闭保护，以防冷风贯通混凝土发生表面裂缝；或采取加热措施，使廊道、中孔和底孔等孔口内不出现负温。

（7）控制模板拆除时间。模板拆除时间，根据混凝土强度和混凝土的内外温差确定，避免在夜间和气温骤降时拆除模板。预计拆除模板后混凝土表面降温可能超过6℃时，推迟拆模时间。

（8）垫层部位采用微膨胀混凝土。根据其他工程的经验，垫层采用微膨胀混凝土，可有效降低温度应力及综合应力，降低幅度为5%～10%，混凝土微膨胀量可达到100×10-6左右。据此，在基础垫层混凝土中掺用一定量的MgO，以补偿混凝土温降收缩。本工程基础垫层混凝土中掺用一定量的MgO后，混凝土自身体积变形呈微膨胀型，但自身体积变形量仅为27.9×10-6，膨胀量不高。MgO的掺量一般为胶凝材料的2%～3%。贵州索风营水电站碾压混凝土坝现场试验成果表明，大坝混凝土掺用3%的MgO，可得到20～50με的膨胀变形。

（9）在大坝迎水面涂刷水泥基高分子材料，提高混凝土表面的抗渗和抗裂性能。

（10）工地建立气象预报室，对气温、降水和风进行预报与监测，为施工安排和决策提供依据。