中国水利水电第十六工程局有限公司福建福州350003
摘要：大体积混凝土以其具有强度高、抗震性好及可塑造强等优点，被广泛应用于各种基础设施建设工程中。但是，大体积混凝土结构的施工技术较复杂，特别在北方寒冷地区冬季施工难度较大，施工区域冬季气温长期在负温状况下，施工过程中必须有专门的施工方案措施保证大体积混凝土不受冻、不出现裂缝,加强对大体积混凝土冬季施工质量的管控，精心组织施工，为建设工程的整体质量奠定坚实的基础，本文以北京市南水北调配套工程密云水库调蓄工程埝头泵站厂房为例，着重介绍泵站厂房大体积混凝土冬季施工技术应用。
关键词：泵站厂房；大体积混凝土；冬季施工
1工挰概述
埝头泵站厂房位于北京市京密引水渠桩号69+200～69+429.7范围内。设计流量为20m3/s，总装机容量1600kW。泵站等别为Ⅱ等，泵站主要建筑物级别为2级。泵站选用4台立式轴流泵机组，3工1备，单机流量6.67m3/s。厂房大体积混凝土结构有主副厂房基础与进出水流道。泵站采用立式布置，厂房基础为1.2m厚混凝土板结构，进水流道为肘形，出水流道为虹吸式，如下图所示。根据施工总进度计划安排，厂房的大体积混凝土结构均在寒冷的冬季完成，故如何保证混凝土冬季施工质量成本工程关键。
埝头泵站厂房主副厂房基础与进出水流道结构简图
2大体积混凝土冬季施工技术措施
2.1施工准备
(1)骨料在进入低温季节前筛洗完毕。成品骨料设有足够的储备和堆高，并设有防止冰雪和冻结的措施。
(2)拌和混凝土之前，采用热水或蒸气冲洗拌和机，并将积水排除。
(3)在浇筑混凝土前，对基础、预埋铁件及与新混凝土接触的冷壁，采用蒸汽加热至仓面边角（最冷处）表面正温（大于0℃）为准，经检验合格后进行浇筑混凝土。
(4)仓面清理采用热风枪方法。
(5)在软基上浇筑第一层基础混凝土时，基土应先覆盖保温不能受冻。
2.2施工方法
2.2.1本工程冬季混凝土的施工方法遵照下列要求：
(1)在严寒和寒冷地区预计日平均气温-10℃以上时，宜采用蓄热法；预计日平均气温-15℃～-10℃以上时可采用综合蓄热法或暖棚法，本工程地处华北地区故采用暖棚法。
(2)混凝土的拌和时间比常温季节适当延长，已加热骨料和混凝土，以缩短运距，减少倒运次数为原则进行施工。
(3)在施工过程中，及时调节混凝土的机口温度，保持浇筑温度均匀。控制方法首先考虑加热拌和用水；当加热拌和用水尚不能满足浇筑温度要求时，再考虑加热骨料。
(4)混凝土浇筑完毕后，外露表面应立即进行保温。重点在新老混凝土接合处和边角处做好保温，保温层厚度是其他保温层厚度的2倍，保温层搭接长度大于30㎝。
2.2.2冬季浇筑的混凝土，拆除模板应遵守下列方法进行：
（1）非承重模板拆除时，混凝土强度要大于允许受冻的临界强度或成熟度值。
（2）承重模板的拆除经过同条件试件强度后确定。
（3）拆模时间及拆模后的保护均根据测温计录确定，并遵守内外温差不大于20℃或2d～3d内混凝土表面温降不超过6℃。
2.3混凝土出机温度及浇筑温度的选择
混凝土的浇筑温度系指经过平仓震捣，将要盖上第二层混凝土拌和物之前的温度。为了减小内外温差和基础温差，浇筑温度越低越有利，规范规定入模温度不低于5℃,一般不超过10℃。因此，大体积混凝土施工的浇筑温度一般以5-10℃为宜。
根据当地的气候条件和保温方法，由浇筑温度，加上运输及浇筑过程中的热量损失，就可得到混凝土的出机温度。规范规定不低于10℃，一般控制在10-15℃为宜。
2.4原材料加热
当气温不低于-5℃时，一般只须将拌和水加热，可满足出机温度的要求。水温不超过60℃，以免水泥发生假凝。当气温低于-5℃时，须将水与细骨料加热，同时加热粗骨料使其中的冰雪融化。加热砂石料时应避免过热和过分干燥，最高温度不宜超过75℃。
水的加热可用锅炉、电热或蒸汽，砂料加热可用封闭的蛇形管，石料加热使用蒸汽。
2.5控制裂缝的措施
(1)选择合理的结构形式和分缝分块。实际经验计算和理论分析，当浇筑块平面尺寸控制在15m×15m左右时，温度应力比较小。
(2)合理选择混凝土原材料，优化混凝土配合比。目的是使混凝土具有较大的抗裂能力。
(3)选择水泥：混凝土主要考虑低热和高强，一般采用矿渣水泥。
(4)掺用混合材料：掺用混合材的目的是降低混凝土的绝热温升，提高混凝土抗裂能力。混合材包括矿渣、粉煤灰等。
(5)掺用外加剂：外加剂有减水剂、引气剂、缓凝剂，早强剂等多种类型。
(6)严格控制混凝土温度，减小基础温差，内外温差及表面温度骤降。
2.6温度观测
(1)外界气温宜采用自动测温仪器与人工测温相结合。
(2)暖棚内气温每4h一次，以距混凝土面50㎝的温度为准，测四边角和中心温度的平均数为暖棚内气温值。
(3)水、外加剂及骨料的温度每小时测一次。
(4)混凝土的机口温度、运输过程中温度损失及浇筑温度，根据需要测量或每2h测量一次。温度传感器或温度计插入深度不小于10㎝；
(5)气温骤降和寒潮期间，应增加温度观测次数。
2.7热工计算
根据现行规范要求，砼冬季施工出机温度不小于10℃，入模温度不小于5℃。经过加热以后，取水泥和石子的温度为5℃，热水拌合温度取60℃，砂温度取为40℃。本工程施工混凝土配合比为水泥224kg，砂768kg，石子1061kg，水160kg，砂含水量取5％，石子含水量取2％。
（1）拌合物的理论温度按下式子计算：
＝[0.92×（224×5＋768×40＋1061×5）＋4.2×60×（160－0.05×768－0.02×1061）＋1.13×（0.05×768×40＋0.02×1061×5）－335×（0.05×768＋0.02×1061）]/[4.2×160＋0.92×（224＋768＋1061）]＝16.15℃
（2）砼从搅拌机出时温度按照下式计算（搅拌机棚内温度按照-15℃取）：
＝16.15-0.16×[16.15-（-15）]＝11.166℃﹥10℃
（3）砼拌合物经运输到浇筑时的温度按照下式计算（温度损失系数取为0.25，环境温度按照-15℃计）：
=11.166-(0.25×0.5+0.032×1)×[11.166-（-15)]=7.058℃﹥5℃
由上可知，当气温在最冷至-15℃时，采用60℃热水搅拌混凝土，砂加热至40℃，水泥与石子温度保持在5℃左右，砼出机温度及入模温度均满足要求。
3结束语
大型泵站大体积混凝土在冬季施工时，施工技术较复杂，如果不采取有效的措施，容易产生各种质量的问题。在施工时，我们的工程项目技术人员一定要针对实际情况采取合理有效的措施方案，对混凝土原材、搅拌、运输、浇筑、养护各个环节作好保温防冻工作，减少温度对混凝土施工质量的影响，保证工程项目施工中的每个步骤都能达到规范规定的要求，并且不断总经验教训，为今后的工作提供参考与借签。
参考文献：
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