浅谈绰勒枢纽溢洪道工程混凝土防裂措施

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摘 要：本文介绍了绰勒溢洪道混凝土浇筑施工防止裂缝产生所采取的工程方案，说明了只要措施得当，是可以有效地预防和减少裂缝的发生。

关键词：防裂；搞掺粉煤灰；养生保温

中图分类号：TV1 文献标识码：A

1 工程概况

绰勒水利枢纽工程位于内蒙古自治区兴安盟扎赉特旗境内的嫩江一级支流绰尔河中游河段上，是以灌溉为主，结合防洪、发电等综合利用为目的的大（Ⅱ）型水利工程。坝顶高程234.8m，总库容2.6亿m3，水电站装机容量10.5MW。

枢纽工程由壤土心墙砂砾坝壳主、副坝、混凝土溢洪道、发电站工程组成。溢洪道位于紧靠左岸的河床内，设10孔开敞式溢流孔，堰面采用WES实用堰，堰顶高程221.5m，溢流前缘总宽141.6m，，每孔净宽12m，设12×9.6m（宽×高）弧形工作闸门，消能方式为带T型墩的底流消能。溢流孔采取堰面分缝，中墩宽2.4m。

2 自然条件

绰尔河流域地处寒温带大陆季风气侯区，坝址所在地多年平均气温4.3℃，历年极端最低气温－37℃，属严寒地区，极端最高气温可达41℃。春季干燥多风，春夏两季蒸发量较大，5～9月混凝土浇筑高峰期间，自然蒸发量占全年70%左右，易使混凝土受干裂影响，多年平均最大风速17.7m/s，相应风向为北风，寒潮较为频繁，对大体积混凝土工程温控防裂甚为不利。

3 工程条件

从大体积混凝土温度控制、泄洪冲刷及冻融破坏角度出发，溢洪道内部混凝土为C9020F50W6，堰面混凝土为1.0m厚的C30F300W6。坝体、墩、墙高度较低，在25m以内，岩基对混凝土结构的约束区则在6～11m，几乎占混凝土总量的半数。混凝土总量仅10万m3左右，工期较短，不宜采取制冰、风冷、水冷和埋管通冷却水等措施解决大体积混凝土温控防裂问题。混凝土水平运输采用多级皮带机和自卸汽车，垂直运输为履带式塔带机加吊罐，最大运距接近400m。

4 防裂方案

4.1 优化混凝土设计标准

科学合理先进的设计标准，是国内外大体积混凝土工程解决温控防裂的前提，也是治本之策。采用90d是国内外重力坝大体混凝土工程常规性标准，利用混凝土后期强度有利于降低坝温，减少大体积混凝土裂缝的有益措施和成功经验，已在国内各大工程中得到广泛的应用和证明。

4.2 选用优质原材料

4.2.1 水泥：选用品质优良，力学强度稳定的中热大坝32.5Mpa硅酸盐水泥或32.5Mpa普通硅酸盐水泥，如抚顺水泥厂的“长白”水泥。

4.2.2 粉煤灰：优选1级灰，这能加大掺量，二次水化效应高，抗裂性也好。

4.2.3 粗细骨料：河砂级配良好，含泥量小于3%，但允许存在微细颗粒（粒径＜0.074mm）以增加混凝土密实度，粗骨料坚硬卵石，冲洗干净含泥量不允超标，尽可能多使用粒径大的卵石配制三、四级配混凝土，这可减少水泥用量，增加坝重，降低坝温。

4.2.4 水：抽取低温地下水拌和混凝土，喷淋骨料，养护混凝土削降坝温。

4.2.5 微膨胀剂：可购海城轻烧氧化镁。

4.2.6 减水剂、引气剂通过试验优选。

4.2.7 高温季节加大砂石骨料的堆存高度，应保持6～8m堆高，以减少日照辐射热对料堆温度的影响，也减少骨料破碎率带来的不利作用，堆底散布面积大，料底大，易将底部土料浸入。新进场水泥若处于高温状态，要放置降温和陈化稳定后，以解决高温和安定性不良所带来的危害。

4.3 高掺粉煤灰

高掺粉煤灰是降低坝体温度、提高混凝土抗裂能力、改善混凝土和易性最简便有效的方法之一。

高掺粉煤灰具有如下特点：

4.3.1 混凝土早期水化热低，7d为不掺者的50%。

4.3.2 混凝土水化热增长均匀缓慢，这可延缓凝结时间，为混凝土铺料、层间结合创造了条件。

4.3.3 后期强度增长大，如混凝土抗压强度R28d为100%，R90d为140～200%，R180d为170～230%，混凝土抗拉R28d为100%，RL90d为190～250%，RL180为220～280%。

4.3.4 抗裂性能好，一般拉压比可达0.12～0.14，韧性好，自身收缩较小，干缩率也比常态混凝土低的多，这些特点对防止裂缝很有利。

4.3.5 水泥效率高，1kg水泥效率抗压为0.3～0.4Mpd/kg，超过常态混凝土一倍多。

4.3.6 抗冲磨性能好，比常态混凝土提高2～3倍以上。

此外，掺用较多粉煤灰也增加了混凝土的密实性，提高了抗渗性，每掺10kg粉煤灰可降低坝体温度1℃，有良好的温控效果。但对接触空气的外部混凝土易产生碳化危害，但对内部混凝土不存在任何影响。溢洪道闸室及重力式墙体内部混凝土粉煤灰掺量可按30%、35%、40%、45%掺量通过试验选比确定。

4.4 混凝土拌和利用抽取地下水降温

混凝土拌和场搭设防晒棚防晒、防雨和防风。拌和楼转料漏斗安设管路抽取地下水降温，运输主皮带尾轮底部夏季炎热天气安设喷水管润湿皮带，粗料堆喷雾状水降温。运输汽车间断式喷水润湿。配料必须准确无误，不允许计量出错，混凝土拌和遵守投料秩序按规定时间将混凝土拌和均匀，迅速送至浇筑地点。

4.5 科学分层分块，薄层浇筑流水养生

先浇筑好填仓基础混凝土，尤其是断层深坑，埋适量块石分层浇筑。处理好岩基面，以减少基岩对混凝土的约束作用。约束区混凝土采取薄层浇筑，一般在2m以内。混凝土浇筑后进行流水养生至上层混凝土浇筑时停止，以削减混凝土温度。低温季节混凝土浇筑厚度可达到3m，小断面结构可高至5m以上，但须保持模板的稳定，控制好浇筑速度不使模板变形。混凝土浇筑块分块和层厚要和拌和强度相适应，避免失调出现间歇缝。相邻块高差保持在3m以内，减少侧面暴露产生裂缝。混凝土分层有顺序的铺料，防止分离，仔细振实，处理好表面，混凝土凝固后，铺设草帘流水养生。

4.6 夏季避高温时段，混凝土内掺高效缓凝型减水剂进行浇筑作业

夏季高温季节气温超过25℃停止作业，混凝土浇筑安排在每天下午16时～次日上午10时进行，这期间选择仓面面积小的部位快速薄层施工。高效缓凝型减水剂有的可使缓凝时间达10时以上，也可在此期在作业停歇面上喷少量雾状水保持混凝土湿润，或进行薄膜苫盖、采取二次振捣返浆缓凝、或适当增加减水剂用量缓凝，上述方法可使混凝土虽经避高温暂停浇筑，仍使作业面能连续进行浇筑作业。

4.7 采用翻转钢模施工，提高混凝土表面质量

溢流堰面采用翻转钢模进行混凝土浇筑，连续作业一气呵成，使堰面光滑致密平顺，便于抹面压实，苫盖塑料薄膜保湿及洒水养生。光实平顺的溢流坝面能避免或减少裂缝的发生，提高混凝土抗气蚀、抗冲磨的耐久性能。

4.8 加强混凝土的养生和保温工作

绰勒地区气候干燥多风，冬季气候严寒且寒流较频繁，其他季节日温差变化也大。低坝墙底上下游宽度超过20m以上有4处，底宽超过18m的有3处，其它底宽在9.95～17m以内。这些情况表明混凝土很易发生干缩、温度和基础约束裂缝。

溢流坝面、消力池底板、消力墩等混凝土表面是溢流和抗冲刷磨损的结构，更应及时苫盖草帘勤加浇水养护，这不仅能保湿降温，且是提高混凝土表面强度和耐久性的良好而经济的方法。

结语

上述方案在绰勒溢洪道混凝土浇筑施工时得到了切实的落实，综合效果十分明显，加上每年冬休时节采取基坑蓄水保温，基础混凝土未发现危害性裂缝。永久暴露的堰面、墩、墙虽有个别的表面裂缝，处理后均不致产生结构破坏。

参考文献

[1]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].中国电力出版社，1999年.

[2]华东水利学院主编，水工设计手册（混凝土坝）[M].中国水利水电出版社，1983年10月.

[3]陈显.大体积混凝凝土裂缝成因分析及其防治措施简介，福建省水利水电科学研究院，福建省第十一届水利水电青年学术交流会论文集，2007年.