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摘要：温度裂缝是混凝土施工中常见的一种裂缝类型，也是土木工程界至今尚难以很好解决的工程实际问题之一。在南水北调中线刁河渡槽施工中，采取了预防和控制温度裂缝的一系列实践证明，在大体积、高标号混凝土的施工及在外部环境温度变化较大地区混凝土的施工中，是可以采取综合温控措施来预防和控制混凝土温度裂缝产生的，使结构尽可能不出现温度裂缝，从而确保工程质量。
Abstract: the temperature cracks in the concrete construction is a common crack types, also is the civil engineering is still difficult to very good solve one of engineering problems. In the south-to-north water transfer project construction DiaoHe aqueduct, taken preventive and control the temperature cracks a series of practice has proved, in the mass, high standard of concrete construction and in the external environment temperature changes in the construction of large concrete, is can take comprehensive temperature control measures to prevent and control the temperature cracks of concrete structure does not appear as far as possible the temperature cracks, so as to ensure the quality of the project.
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1前言
温度裂缝是混凝土施工中最常见的一种裂缝类型，也是土木工程界至今难以很好解决的工程实际问题之一。
温度裂缝多发生在大体积，高标号混凝土表面或者温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥发生水化反应产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大，大量的水化热积聚在混凝土内部而不易散发，导致其内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成混凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工的中后期，通常只在混凝土表面较浅的范围产生，严重时往往还会出现大致平行于结构物短边方向的贯穿性裂缝。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，加速混凝土的碳化，降低混凝土的耐久性，抗冻融，抗疲劳及抗渗能力等，影响建筑物外观，使用寿命，严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。
2工程概况
南水北调中线一期工程淅川段刁河渡槽位于河南省邓州市九龙乡姚营村南500m的河段上。南水北调中线一期干线工程为Ⅰ等工程，输水建筑物为1级建筑物。刁河渡槽为输水工程的一部分，其主要建筑物为1级，次要建筑物为3级。渡槽设计总长度660m，包括进口渠道段、进口渐变段、进口节制闸、进口连接段、槽身段、出口连接段、出口闸室段和出口渐变段。刁河渡槽设计流量为350m3/s，加大流量为420m3/s。
3刁河渡槽温度裂缝控制施工条件
3.1水文气象条件
按照施工的常规方案，单跨渡槽先浇筑底板混凝土，至侧墙“八”字墙以上60cm左右的高度，间歇10天后再浇筑上层所有混凝土。表2.1为刁河渡槽工程所在的流域内内乡气象站实测气象资料，流域内全年盛行的风向为NE。结合气象资料，渡槽工程的可施工期为每年的3月份～11月份及12月份至次年2月份。
表2.1多年平均气象资料
项 目 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 年
多年平均气温（℃） 1.5 3.5 8.9 15.1 20.8 26.0 27.4 26.6 21.4 16.1 9.5 3.4 15.0
极端最高气温（℃） 21.3 23.9 28.5 32.9 37.2 42.1 41.2 40.2 36.7 33.7 27.1 22.4 42.1
极端最低气温（℃） -14.4 -14.3 -6 -3.9 5.1 12.8 16.4 14.5 7.2 -1.6 -6.7 -11.4 -14.4
多年平均地温（℃） 2.5 5.1 11.0 18.4 24.9 30.2 31.5 31.1 24.4 18.1 10.6 4.1 17.7
多年平均风速（m/s） 1.8 2.0 2.2 2.1 1.9 2.3 2.0 1.7 1.5 1.5 1.6 1.7 1.9
最大风速（m/s） 11.0 12.7 15 12.7 15.0 15.0 15.0 19.0 9.0 13.0 12.0 12.0 19.0
3.2渡槽槽身结构设计
槽身段全长350m，跨径布置为30m+8×40m简支开口箱型渡槽，采用双线双槽布置形式。单槽顶部全宽15m，底部全宽15.1m，单槽净宽13.0m，两槽间内壁间距5.0m，两槽之间加盖人行道板。双线渡槽全宽顶宽33m，底宽33.5m，如图1.1所示。
图1.1刁河渡槽单跨槽身结构示意图
3.3渡槽槽身设计技术要求
槽身设计技术要求高，槽身混凝土标号为C50W6F150；对于槽身混凝土的抗裂性，设计要求是在槽身上无论出现任何裂缝，纵向的或横向的，表面的或者贯穿的都是不允许的。
4刁河渡槽温度裂缝控制综合措施
鉴于刁河渡槽工程设计技术要求高，槽身结构和施工环境复杂，以及南水北调中线工程的重要作用。参建各方对施工质量尤其是温度裂缝的预防与控制都极为重视。最终，在刁河渡槽槽身施工中比较明确的采取了混凝土内部降温和外部保温保湿的温度裂缝的预防与控制措施。
4.1优选原材料、优化混凝土配合比、降低混凝土水化热
进行混凝土施工配合比优化设计时，采用发热量较低的中热水泥，降低混凝土单位水泥用量，减少混凝土水化热温升，保证混凝土极限拉伸值。提高混凝土的抗裂能力。
4.2混凝土出机口温度控制措施
① 控制胶凝材料温度，提前2-3d组织水泥和粉煤灰进场存放，使其沉伏降。
② 堆高砂、石骨料堆4m以上，提前堆放5d以上，装载机尽量从下部取料。
③ 夏季在骨料场成品仓上搭设防晒凉棚，并设置喷淋冷水装置，采用冷水喷淋骨料降温；冬季在骨料堆上加盖防雨雪保温油布。
④ 夏季在拌合站以及其料斗和传送带上搭设防晒凉棚；冬季用油布对拌合站及其料斗和传送带进行全封闭保温，并设置电加热管加热。
⑤ 采用加冷水和拌热水的混凝土。夏季高温季节采用加冰水拌合方案，根据理论计算，冷水拌合混凝土能有效降低混凝土出机温度；水温降低1℃可使混凝土出机温度降低0.25℃左右。冬季采用锅炉加热水拌合。
4.3混凝土运输过程的温度控制
为降低混凝土运输过程中在夏季的温度回升和在冬季外部低温的倒灌影响，主要采取以下措施。
① 加强管理，强调调度权威性，尽量避免混凝土运输过程中等车卸料现象，缩短运输时间。
② 高温季节，混凝土运输车辆及输送泵采用保温措施，采用1cm的保温被包裹，以防在运输过程中受日光辐射和温度倒灌，减少温度回升，降低混凝土运输过程中的温度回升率。
③ 冬季低温季节，为减少外界对混凝土的侵袭影响，也是要对混凝土运输车辆及输送泵采取保温措施，采用1cm厚的保温被进行包裹。
4.4混凝土浇筑过程温度控制
4.4.1混凝土入仓温度回升控制
①在模板外侧满贴1-2cm厚的保温板，以减少内外温差和减少外部高温或低温对于入仓后混凝土温度上升的影响。
②在槽身内埋置冷却水管，适时通冷却水循环降温。
4.4.2混凝土浇筑温度回升控制
①合理安排混凝土浇筑时间，夏季混凝土安排在早晚和夜间施工，以尽量避开白天高温时段浇筑混凝土；冬季则尽量安排在白天浇筑混凝土。
②加快混凝土入仓强度，尽量缩短先浇筑层面的浇筑时间，以控制仓面覆盖时间在混凝土初凝时间内。
③选择在槽身特征部位埋设传感式温度计，加强混凝土内部和大气温度检测；适时调节冷却水温度和循环速度。
4.5混凝土浇筑后的温度控制
①浇筑仓面待混凝土终凝后4-6h内，混凝土表面及时覆盖聚乙烯保温被或覆盖土工膜保温、保湿。
②冬季施工时，对槽身底板下承重排架周边以及槽身两边进行全封闭，并内置加热装置，升温至15-20℃，持续1周以上。
③安排专职人员加强对混凝土温度和冷却水系统进行监控并适时进行调整。确保混凝土内外温差不超过设计要求的25℃
5小结
在南水北调中线淅川段刁河渡槽工程槽身施工中，采取了预防和控制温度裂缝的一系列综合措施，取得了施工期未出现一条温度裂缝的良好效果，为成功解决在广大中原地区野外施工高标号、大体积混凝土而不出现温度裂缝这一难题提供了一个比较成功的范例。实践证明，在大体积、高标号混凝土的施工及在外部环境温度變化较大地区混凝土的施工中，是可以采取综合温控措施来预防和控制温度裂缝的产生，使结构尽可能不出现温度裂缝，从而确保工程质量。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
Abstract: the temperature cracks in the concrete construction is a common crack types, also is the civil engineering is still difficult to very good solve one of engineering problems. In the south-to-north water transfer project construction DiaoHe aqueduct, taken preventive and control the temperature cracks a series of practice has proved, in the mass, high standard of concrete construction and in the external environment temperature changes in the construction of large concrete, is can take comprehensive temperature control measures to prevent and control the temperature cracks of concrete structure does not appear as far as possible the temperature cracks, so as to ensure the quality of the project.
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1前言
温度裂缝是混凝土施工中最常见的一种裂缝类型，也是土木工程界至今难以很好解决的工程实际问题之一。
温度裂缝多发生在大体积，高标号混凝土表面或者温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥发生水化反应产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大，大量的水化热积聚在混凝土内部而不易散发，导致其内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成混凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工的中后期，通常只在混凝土表面较浅的范围产生，严重时往往还会出现大致平行于结构物短边方向的贯穿性裂缝。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，加速混凝土的碳化，降低混凝土的耐久性，抗冻融，抗疲劳及抗渗能力等，影响建筑物外观，使用寿命，严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。
2工程概况
南水北调中线一期工程淅川段刁河渡槽位于河南省邓州市九龙乡姚营村南500m的河段上。南水北调中线一期干线工程为Ⅰ等工程，输水建筑物为1级建筑物。刁河渡槽为输水工程的一部分，其主要建筑物为1级，次要建筑物为3级。渡槽设计总长度660m，包括进口渠道段、进口渐变段、进口节制闸、进口连接段、槽身段、出口连接段、出口闸室段和出口渐变段。刁河渡槽设计流量为350m3/s，加大流量为420m3/s。
3刁河渡槽温度裂缝控制施工条件
3.1水文气象条件
按照施工的常规方案，单跨渡槽先浇筑底板混凝土，至侧墙“八”字墙以上60cm左右的高度，间歇10天后再浇筑上层所有混凝土。表2.1为刁河渡槽工程所在的流域内内乡气象站实测气象资料，流域内全年盛行的风向为NE。结合气象资料，渡槽工程的可施工期为每年的3月份～11月份及12月份至次年2月份。
表2.1多年平均气象资料
项 目 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 年
多年平均气温（℃） 1.5 3.5 8.9 15.1 20.8 26.0 27.4 26.6 21.4 16.1 9.5 3.4 15.0
极端最高气温（℃） 21.3 23.9 28.5 32.9 37.2 42.1 41.2 40.2 36.7 33.7 27.1 22.4 42.1
极端最低气温（℃） -14.4 -14.3 -6 -3.9 5.1 12.8 16.4 14.5 7.2 -1.6 -6.7 -11.4 -14.4
多年平均地温（℃） 2.5 5.1 11.0 18.4 24.9 30.2 31.5 31.1 24.4 18.1 10.6 4.1 17.7
多年平均风速（m/s） 1.8 2.0 2.2 2.1 1.9 2.3 2.0 1.7 1.5 1.5 1.6 1.7 1.9
最大风速（m/s） 11.0 12.7 15 12.7 15.0 15.0 15.0 19.0 9.0 13.0 12.0 12.0 19.0
3.2渡槽槽身结构设计
槽身段全长350m，跨径布置为30m+8×40m简支开口箱型渡槽，采用双线双槽布置形式。单槽顶部全宽15m，底部全宽15.1m，单槽净宽13.0m，两槽间内壁间距5.0m，两槽之间加盖人行道板。双线渡槽全宽顶宽33m，底宽33.5m，如图1.1所示。
图1.1刁河渡槽单跨槽身结构示意图
3.3渡槽槽身设计技术要求
槽身设计技术要求高，槽身混凝土标号为C50W6F150；对于槽身混凝土的抗裂性，设计要求是在槽身上无论出现任何裂缝，纵向的或横向的，表面的或者贯穿的都是不允许的。
4刁河渡槽温度裂缝控制综合措施
鉴于刁河渡槽工程设计技术要求高，槽身结构和施工环境复杂，以及南水北调中线工程的重要作用。参建各方对施工质量尤其是温度裂缝的预防与控制都极为重视。最终，在刁河渡槽槽身施工中比较明确的采取了混凝土内部降温和外部保温保湿的温度裂缝的预防与控制措施。
4.1优选原材料、优化混凝土配合比、降低混凝土水化热
进行混凝土施工配合比优化设计时，采用发热量较低的中热水泥，降低混凝土单位水泥用量，减少混凝土水化热温升，保证混凝土极限拉伸值。提高混凝土的抗裂能力。
4.2混凝土出机口温度控制措施
① 控制胶凝材料温度，提前2-3d组织水泥和粉煤灰进场存放，使其沉伏降。
② 堆高砂、石骨料堆4m以上，提前堆放5d以上，装载机尽量从下部取料。
③ 夏季在骨料场成品仓上搭设防晒凉棚，并设置喷淋冷水装置，采用冷水喷淋骨料降温；冬季在骨料堆上加盖防雨雪保温油布。
④ 夏季在拌合站以及其料斗和传送带上搭设防晒凉棚；冬季用油布对拌合站及其料斗和传送带进行全封闭保温，并设置电加热管加热。
⑤ 采用加冷水和拌热水的混凝土。夏季高温季节采用加冰水拌合方案，根据理论计算，冷水拌合混凝土能有效降低混凝土出机温度；水温降低1℃可使混凝土出机温度降低0.25℃左右。冬季采用锅炉加热水拌合。
4.3混凝土运输过程的温度控制
为降低混凝土运输过程中在夏季的温度回升和在冬季外部低温的倒灌影响，主要采取以下措施。
① 加强管理，强调调度权威性，尽量避免混凝土运输过程中等车卸料现象，缩短运输时间。
② 高温季节，混凝土运输车辆及输送泵采用保温措施，采用1cm的保温被包裹，以防在运输过程中受日光辐射和温度倒灌，减少温度回升，降低混凝土运输过程中的温度回升率。
③ 冬季低温季节，为减少外界对混凝土的侵袭影响，也是要对混凝土运输车辆及输送泵采取保温措施，采用1cm厚的保温被进行包裹。
4.4混凝土浇筑过程温度控制
4.4.1混凝土入仓温度回升控制
①在模板外侧满贴1-2cm厚的保温板，以减少内外温差和减少外部高温或低温对于入仓后混凝土温度上升的影响。
②在槽身内埋置冷却水管，适时通冷却水循环降温。
4.4.2混凝土浇筑温度回升控制
①合理安排混凝土浇筑时间，夏季混凝土安排在早晚和夜间施工，以尽量避开白天高温时段浇筑混凝土；冬季则尽量安排在白天浇筑混凝土。
②加快混凝土入仓强度，尽量缩短先浇筑层面的浇筑时间，以控制仓面覆盖时间在混凝土初凝时间内。
③选择在槽身特征部位埋设传感式温度计，加强混凝土内部和大气温度检测；适时调节冷却水温度和循环速度。
4.5混凝土浇筑后的温度控制
①浇筑仓面待混凝土终凝后4-6h内，混凝土表面及时覆盖聚乙烯保温被或覆盖土工膜保温、保湿。
②冬季施工时，对槽身底板下承重排架周边以及槽身两边进行全封闭，并内置加热装置，升温至15-20℃，持续1周以上。
③安排专职人员加强对混凝土温度和冷却水系统进行监控并适时进行调整。确保混凝土内外温差不超过设计要求的25℃
5小结
在南水北调中线淅川段刁河渡槽工程槽身施工中，采取了预防和控制温度裂缝的一系列综合措施，取得了施工期未出现一条温度裂缝的良好效果，为成功解决在广大中原地区野外施工高标号、大体积混凝土而不出现温度裂缝这一难题提供了一个比较成功的范例。实践证明，在大体积、高标号混凝土的施工及在外部环境温度變化较大地区混凝土的施工中，是可以采取综合温控措施来预防和控制温度裂缝的产生，使结构尽可能不出现温度裂缝，从而确保工程质量。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。