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摘要：结合重庆市奉节县梅溪河渡口坝水电站大坝枢纽土建工程，针对该工程如何做好大坝混凝土温度控制与防裂措施，提高大坝混凝土的抗裂能力进行了探讨。
关键词：大坝混凝土；温度控制；防裂措施
Abstract: combining the FengJieXian mei river ferry chongqing dam hydropower station dam hub civil engineering, how to do well for this project concrete dam temperature control and guards against the crack measures to improve the dam of crack resistance of concrete are discussed in this paper.
Key words: the dam concrete; Temperature control; Guards against the crack measures
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
梅溪河渡口坝水电站位于重庆市奉节县梅溪河上游，混凝土拱坝为3级建筑物。建基面高程▽470.00m，坝顶高程▽578.50m，最大坝高108.5m。体型采用拋物线型变厚双曲拱坝，顶拱中心角98°，最大半中心角46.76°，最小半中心角26.88°，拱冠梁处拱圈中心线最大曲率半径120.6m，最小曲率半径53.4m，坝轴线长284.123m，共分16个坝段。坝顶厚4.5m，底厚20.0m，厚高比0.18。
2 大坝混凝土裂缝成因概述
大坝混凝土内出现的裂缝按其深度不同，可分为贯穿裂缝、深层裂缝及表层裂缝3 种。贯穿裂缝切断了结构断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的；深层裂缝是部分切断了结构断面，也有一定的危害性；表层裂缝一般危害性较小，但处于基础或老混凝土约束范围内的表层裂缝，在内部混凝土降温过程中可能发展为贯穿裂缝。
温度裂缝是由温度变化在不同的约束条件下，致使微观裂缝扩展形成宏观裂缝。一般来说，表面裂缝如果较浅、没有发展到结构中的钢筋表面且随温度变化不再发展，通常不影响工程质量，但绝大多数是有害裂缝。
大坝混凝土在施工阶段，外界气温的变化影响是显而易见的。因为外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高，而如果外界温度下降，又增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外界混凝土与内部混凝土的温度梯度，这对大体积混凝土是极为不利的。
3大坝混凝土温控防裂施工技术
大坝混凝土施工过程中，混凝土的温度控制严格遵照设计技术文件和相关规范执行。对混凝土原材料、配合比设计、拌和、运输、入仓浇筑、通水冷却及养护等全过程进行质量监控，合理安排混凝土施工浇筑顺序及施工时间。大坝混凝土温控防裂施工技术措施主要体现在以下几方面：
3.1优化大坝混凝土配合比设计提高混凝土抗裂能力
大坝混凝土开始浇筑前，安排充分的时间进行大坝混凝土施工配合比优化设计。选用42.5Mpa中热硅酸盐水泥，洛璜电厂粉煤灰和优质的高效缓凝减水剂，尽量采用四级配的混凝土，多掺粉煤灰，减少水泥用量，减少混凝土水化热温升，提高混凝土抗裂能力。
3.2合理控制浇筑层厚度及层间间隔
大坝混凝土采用薄层短间歇均匀上升，河床坝段基础强约束区及度汛过渡的老混凝土浇筑分层厚度为1.5m，约束区以上浇筑层厚为3.0m，层间间隔时间控制在5～12天左右。
3.3重点做好混凝土拌和时的温度控制
在净料堆场上方搭设遮阳棚，防止太阳光直射骨料，增大骨料堆积厚度，适当降低骨料温度。为满足夏季混凝土施工，在拌和系统安装一台冷水机组，制出5℃的制冷水对粗骨料进行喷雾降温冷却，同时在拌和系统旁安装两套日产20吨的制冰系统，按骨料的实际含水量变化情况及时调整混凝土用水量和加冰量，安排实验专职人员严格监控拌和过程，确保混凝土出机口温度及坍落度满足要求。
3.4加强混凝土浇筑环节温控措施
充分利用高温季节中有利的浇筑时段，抓住早、晚和夜间温度相对较低的时机，合理组织安排仓位砼浇筑，尽量减少转运次数，缩短运输时间，采用缆机和塔机配合作业，提高混凝土入仓速度，避免混凝土运输车在受料斗前长时间等候，运输车设置防晒、防雨设施，卸入仓面的混凝土及时平仓振捣。
当外界气温高于25℃时，运输车进拌和楼前采取喷雾方式降低车厢板的温度。在3月～11月运输混凝土时，对吊罐、运输车辆等运输设备采取保温措施，以减少运输过程中温度回升。低温季节运输混凝土过程中，采取保温措施防止混凝土温度受外界影响降低过多。当浇筑仓内气温高于25℃时，采用机械设备进行仓面喷雾，直至混凝土终凝。浇筑过程中仓内气温高于25℃时，浇筑坯层平仓振捣后立即覆盖等效热交换系数β≤15kJ/(m2•h•℃)的保温材料，且上坯混凝土覆盖时间不超过4h。若仓内气温高于25℃，收仓层面采取保湿措施防止水分损失，如覆盖彩条布、塑料布等，混凝土终凝后及时揭开覆盖材料进行表面流水养护，流水清洁、均匀覆盖整个仓面，流水时间至混凝土最高温度出现后1～2天，以后换成洒水养护。
3.5通水冷却
通水冷却是拱坝混凝土温控中非常重要的措施，本工程冷却水管采用直径32mm的HDPE管，其导热系数大于1.0kJ/m.h.℃。由于本拱坝体型较薄，水管采用1.5m*1.5m（水平间距*垂直间距）、垂直于水流方向蛇形布置，其单根最大长度不超过250m，进出口布置在坝体下游，间距不小于70cm，外露不小于100cm，并在出口处编上标示号，做好记录，为便于以后的测温管理。
一期通水冷却进水口水温为11±1℃，与混凝土最高温度之差不超过23℃，水流方向每24h变换一次，通水时间高温季节不少于21d，低温季节不少于15d，前10d通水流量1.2～1.8m3/h，10d后通水流量采用0.5～1.0 m3/h，最大降温速率每天不大于1℃。冷却准备结束时应进行全面的闷温，一冷结束时的混凝土温度达到设计要求的24±1℃。中期通水冷却在每年的10～11月份进行，通天然河水，进口水温与混凝土最高温度之差不超过15℃，水流方向每24h变换一次。中冷结束时达到设计要求的21±1℃，最大降温速率每天不大于0.5℃。
二期通水冷却前对每个蛇形管回路进行通水检查其畅通情况，之后各二冷区（拟灌区、盖重区、过渡区）进行一次普遍的闷水测温，以确定混凝土二期冷却前的起始温度。灌区（接缝灌浆）的相邻坝段和上部两个灌区的坝块需同时进行二期通水冷却。二冷时连续通水，进口处水温一般为6～10℃，水流方向每24h变换一次，进口水温与二冷前闷水测温得到的混凝土最高温度之差不超过15℃。拟灌区温度满足设计要求后及时进行接缝灌浆，灌浆完成后，采用水泥浆对坝内冷却管进行回填灌浆，再切除管的外露部分，并处理至满足坝面美观要求。
3.6加强混凝土的养护和保护
养护是大体积混凝土施工的关键环节，其目的主要是降低混凝土的内外温差以降低混凝土块体的温度应力，其次是降低混凝土的温升和温降速率，充分利用混凝土的抗拉强度，提高混凝土块体承受温度应力时的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。主要措施包括：气温骤降期间，适当推迟拆模，尤其防止在傍晚气温下降时拆模；混凝土拆模后立即粘帖或覆盖保温材料，持续保护至龄期超过90d或被后浇混凝土覆盖；坝体上下游坝面拆模后常年粘贴等效热交换系数为β≤9kJ/（m2•h•℃）的保温材料，直至水库蓄水前；日气温变幅较大季节（12月～翌年4月）浇筑混凝土时，在模板外侧粘贴等效热交换系数β≤15kJ/（m2•h•℃）的保护材料；10月～翌年4月对坝内孔洞、通风洞、廊道、电梯井等采取有效措施，防止空气流动。
4 结束语
混凝土温度裂缝的控制是关系到结构能否满足正常使用要求的重要研究课题。尤其是在水利水电工程方面，大坝建设中的温度裂缝会对大坝质量及可靠性产生致命的影响，为此必须要加强大坝大体积混凝土温度裂缝的控制与研究。本文结合渡口坝水电站混凝土拱坝，对大坝混凝土温度控制与防裂措施进行了探讨分析，对于进一步提高大体积混土温度裂缝的控制防范措施应用具有较好的指导借鉴意义。
关键词：大坝混凝土；温度控制；防裂措施
Abstract: combining the FengJieXian mei river ferry chongqing dam hydropower station dam hub civil engineering, how to do well for this project concrete dam temperature control and guards against the crack measures to improve the dam of crack resistance of concrete are discussed in this paper.
Key words: the dam concrete; Temperature control; Guards against the crack measures
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
梅溪河渡口坝水电站位于重庆市奉节县梅溪河上游，混凝土拱坝为3级建筑物。建基面高程▽470.00m，坝顶高程▽578.50m，最大坝高108.5m。体型采用拋物线型变厚双曲拱坝，顶拱中心角98°，最大半中心角46.76°，最小半中心角26.88°，拱冠梁处拱圈中心线最大曲率半径120.6m，最小曲率半径53.4m，坝轴线长284.123m，共分16个坝段。坝顶厚4.5m，底厚20.0m，厚高比0.18。
2 大坝混凝土裂缝成因概述
大坝混凝土内出现的裂缝按其深度不同，可分为贯穿裂缝、深层裂缝及表层裂缝3 种。贯穿裂缝切断了结构断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的；深层裂缝是部分切断了结构断面，也有一定的危害性；表层裂缝一般危害性较小，但处于基础或老混凝土约束范围内的表层裂缝，在内部混凝土降温过程中可能发展为贯穿裂缝。
温度裂缝是由温度变化在不同的约束条件下，致使微观裂缝扩展形成宏观裂缝。一般来说，表面裂缝如果较浅、没有发展到结构中的钢筋表面且随温度变化不再发展，通常不影响工程质量，但绝大多数是有害裂缝。
大坝混凝土在施工阶段，外界气温的变化影响是显而易见的。因为外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高，而如果外界温度下降，又增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外界混凝土与内部混凝土的温度梯度，这对大体积混凝土是极为不利的。
3大坝混凝土温控防裂施工技术
大坝混凝土施工过程中，混凝土的温度控制严格遵照设计技术文件和相关规范执行。对混凝土原材料、配合比设计、拌和、运输、入仓浇筑、通水冷却及养护等全过程进行质量监控，合理安排混凝土施工浇筑顺序及施工时间。大坝混凝土温控防裂施工技术措施主要体现在以下几方面：
3.1优化大坝混凝土配合比设计提高混凝土抗裂能力
大坝混凝土开始浇筑前，安排充分的时间进行大坝混凝土施工配合比优化设计。选用42.5Mpa中热硅酸盐水泥，洛璜电厂粉煤灰和优质的高效缓凝减水剂，尽量采用四级配的混凝土，多掺粉煤灰，减少水泥用量，减少混凝土水化热温升，提高混凝土抗裂能力。
3.2合理控制浇筑层厚度及层间间隔
大坝混凝土采用薄层短间歇均匀上升，河床坝段基础强约束区及度汛过渡的老混凝土浇筑分层厚度为1.5m，约束区以上浇筑层厚为3.0m，层间间隔时间控制在5～12天左右。
3.3重点做好混凝土拌和时的温度控制
在净料堆场上方搭设遮阳棚，防止太阳光直射骨料，增大骨料堆积厚度，适当降低骨料温度。为满足夏季混凝土施工，在拌和系统安装一台冷水机组，制出5℃的制冷水对粗骨料进行喷雾降温冷却，同时在拌和系统旁安装两套日产20吨的制冰系统，按骨料的实际含水量变化情况及时调整混凝土用水量和加冰量，安排实验专职人员严格监控拌和过程，确保混凝土出机口温度及坍落度满足要求。
3.4加强混凝土浇筑环节温控措施
充分利用高温季节中有利的浇筑时段，抓住早、晚和夜间温度相对较低的时机，合理组织安排仓位砼浇筑，尽量减少转运次数，缩短运输时间，采用缆机和塔机配合作业，提高混凝土入仓速度，避免混凝土运输车在受料斗前长时间等候，运输车设置防晒、防雨设施，卸入仓面的混凝土及时平仓振捣。
当外界气温高于25℃时，运输车进拌和楼前采取喷雾方式降低车厢板的温度。在3月～11月运输混凝土时，对吊罐、运输车辆等运输设备采取保温措施，以减少运输过程中温度回升。低温季节运输混凝土过程中，采取保温措施防止混凝土温度受外界影响降低过多。当浇筑仓内气温高于25℃时，采用机械设备进行仓面喷雾，直至混凝土终凝。浇筑过程中仓内气温高于25℃时，浇筑坯层平仓振捣后立即覆盖等效热交换系数β≤15kJ/(m2•h•℃)的保温材料，且上坯混凝土覆盖时间不超过4h。若仓内气温高于25℃，收仓层面采取保湿措施防止水分损失，如覆盖彩条布、塑料布等，混凝土终凝后及时揭开覆盖材料进行表面流水养护，流水清洁、均匀覆盖整个仓面，流水时间至混凝土最高温度出现后1～2天，以后换成洒水养护。
3.5通水冷却
通水冷却是拱坝混凝土温控中非常重要的措施，本工程冷却水管采用直径32mm的HDPE管，其导热系数大于1.0kJ/m.h.℃。由于本拱坝体型较薄，水管采用1.5m*1.5m（水平间距*垂直间距）、垂直于水流方向蛇形布置，其单根最大长度不超过250m，进出口布置在坝体下游，间距不小于70cm，外露不小于100cm，并在出口处编上标示号，做好记录，为便于以后的测温管理。
一期通水冷却进水口水温为11±1℃，与混凝土最高温度之差不超过23℃，水流方向每24h变换一次，通水时间高温季节不少于21d，低温季节不少于15d，前10d通水流量1.2～1.8m3/h，10d后通水流量采用0.5～1.0 m3/h，最大降温速率每天不大于1℃。冷却准备结束时应进行全面的闷温，一冷结束时的混凝土温度达到设计要求的24±1℃。中期通水冷却在每年的10～11月份进行，通天然河水，进口水温与混凝土最高温度之差不超过15℃，水流方向每24h变换一次。中冷结束时达到设计要求的21±1℃，最大降温速率每天不大于0.5℃。
二期通水冷却前对每个蛇形管回路进行通水检查其畅通情况，之后各二冷区（拟灌区、盖重区、过渡区）进行一次普遍的闷水测温，以确定混凝土二期冷却前的起始温度。灌区（接缝灌浆）的相邻坝段和上部两个灌区的坝块需同时进行二期通水冷却。二冷时连续通水，进口处水温一般为6～10℃，水流方向每24h变换一次，进口水温与二冷前闷水测温得到的混凝土最高温度之差不超过15℃。拟灌区温度满足设计要求后及时进行接缝灌浆，灌浆完成后，采用水泥浆对坝内冷却管进行回填灌浆，再切除管的外露部分，并处理至满足坝面美观要求。
3.6加强混凝土的养护和保护
养护是大体积混凝土施工的关键环节，其目的主要是降低混凝土的内外温差以降低混凝土块体的温度应力，其次是降低混凝土的温升和温降速率，充分利用混凝土的抗拉强度，提高混凝土块体承受温度应力时的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。主要措施包括：气温骤降期间，适当推迟拆模，尤其防止在傍晚气温下降时拆模；混凝土拆模后立即粘帖或覆盖保温材料，持续保护至龄期超过90d或被后浇混凝土覆盖；坝体上下游坝面拆模后常年粘贴等效热交换系数为β≤9kJ/（m2•h•℃）的保温材料，直至水库蓄水前；日气温变幅较大季节（12月～翌年4月）浇筑混凝土时，在模板外侧粘贴等效热交换系数β≤15kJ/（m2•h•℃）的保护材料；10月～翌年4月对坝内孔洞、通风洞、廊道、电梯井等采取有效措施，防止空气流动。
4 结束语
混凝土温度裂缝的控制是关系到结构能否满足正常使用要求的重要研究课题。尤其是在水利水电工程方面，大坝建设中的温度裂缝会对大坝质量及可靠性产生致命的影响，为此必须要加强大坝大体积混凝土温度裂缝的控制与研究。本文结合渡口坝水电站混凝土拱坝，对大坝混凝土温度控制与防裂措施进行了探讨分析，对于进一步提高大体积混土温度裂缝的控制防范措施应用具有较好的指导借鉴意义。