徐树梅
中国葛洲坝集团第三工程有限公司阿尔塔什右岸工程项目部, 新疆 喀什 830000
摘要:通过采用智能温度监测技术对混凝土温度实时监控,实时掌握大体积混凝土内部温度变化情况,及时采取相应的措施控制温差,以减小混凝土的温度应力,有效防止了混凝土有害裂缝的发生,保证了施工质量。
关键词:大体积混凝土;温度监测;里表温差;降温速率;阿尔塔什水电站
1工程概况
阿尔塔什水利枢纽工程位于喀什地区莎车县和克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县交界处,是叶尔羌河干流山区下游河段的控制性水利枢纽工程,是叶尔羌河干流梯级规划中“两库十四级”的第十一个梯级,主要由拦河坝、泄水建筑物、发电引水系统、电站厂房、生态基流放水洞等建筑物组成,规划水库正常蓄水位1820米,最大坝高164.8米,水库总库容22.49亿立方米,电站总装机容量755兆瓦,设计年发电量22.6亿千瓦时。工程总投资86亿元,总工期为74个月,是目前新疆最大的水利工程。因在设计、施工等方面面临诸多技术难题,被业内专家称为“新疆的三峡工程”。该次温度监测采集位于II#发电引水系统工程进口闸井底板,该底板基础体积较大,长35.5米,宽约33米,厚4米。
2测温依据及温控指标
(1) 测温依据:按照现行国家标准《大体积混凝土施工规范》(GB 50496-2009)[1]和《混凝土结构工程施工规范》(GB 50666-2011)[2]的有关规定。
(2) 温控指标
a.温升峰值:混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于 50℃。
b.里表温差:混凝土浇筑体的里表温差不宜大于25℃。
c.降温速率:混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d。
d.混凝土表面与大气温差:当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20℃时,方可全部拆除保温覆盖层。
3温度测点及线路布置
据现场实际情况,临时制定测点及线路方案。如图1所示,沿混凝土浇筑体厚度方向,共布置10组,中线P4、Z3、Z2、Z1、Z6和P1六组测位,右侧P3、Z4、D2和D1四组测位,每组分别布置7个测点,混凝土上部(混凝土表面以内30cm)1个、混凝土底部(混凝土底面上20cm)1个、间隔60cm 5个,测点命名依次为c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7;另外在Z3、Z6、D2处各布置1个环境温度测点。中线和右侧经通信电缆集中引出到塔吊基础处采集。
图1 大体积混凝土浇筑体的温度测点与线路布置
4温度传感器安装及保护
(1)用Φ16螺纹钢筋长4.6米作为固定支架,将温度采集模块绑扎于钢筋一端,将测温线沿该钢筋长度方向用扎带固定在钢筋上,用绝缘胶带将测温线紧贴钢筋表面,再将该钢筋支架固定在混凝土的上、下钢筋网上。
(2)采用总线方式将温度采集模块相连,测温采集通信电缆绑扎于钢筋下面,引出线集中布置。
(3)温度采集模块用多层自封袋罩住,避免混凝土浇筑过程中、天气所引起的不必要损坏。
5 混凝土浇筑与温度采集
大体积混凝土的施工采用整体分层连续浇筑。该工程于2018年6月2日2:00开始,2018年6月4日18:00浇筑结束,24小时不间断连续浇筑,历时64小时。浇筑方式:
(1)由里向外泵送;(2)直接倾倒和人工溜槽;(3)采用泵送方式浇筑满剩余的部位。
温度采集软件于布线完成后搭建,中线6组温度采集于2018年6月2日16:00开始,右侧4组于6月2日21:30开始。
6 温度曲线分析
中线测位各点的中心温度数据列于表1。可见,各个测位的中心温度最高均可达75℃以上。其中,测位P1和Z1的中心温度,最快达到最高温度,约4.2d。另外,各测位中心的降温速率均不超过0.8℃/d,满足规范要求。由于混凝土是热的不良导体,水化热积聚在混凝土内部不易散发[3];同时,底板厚度较大,达4m,很容易导致里表过大而产生有害裂缝。因此,这方面应予以高度重视。
混凝土整体的变化趋势都是一个先上升后下降,最后趋于一个稳定值的过程。由于底板较厚,达到4m,中线各个测位的里表温差较高,在25-30℃之间。在温度监测过程中,对于里表温差超限的部位,谨慎对待,采取了相应措施以减小混凝土的温度应力,避免了有害裂缝的产生。
右侧测位各点的中心温度数据列于表2。可见,右侧各个测位的中心温度最高也均达到75℃左右。其中,测位D1的中心温度,最快达到最高温度76.1℃,约3d。另外,各测位中心的降温速率均不超过0.8℃/d,满足规范要求。
右侧各个测位的里表温差较高,也在25-30℃之间。同样地,对于里表温差超限的部位,根据规范要求采取了相应措施减小混凝土的温度应力,减少有害裂缝产生的可能性。
7 结语
通过应用温度监控技术,实时观察超厚底板大体积混凝土温度动态变化,直观地监测混凝土里表温差。对于里表温差超限的部位,谨慎对待,根据规范要求采取了相应的措施减小混凝土的温度应力,以减少有害裂缝发生的可能性,保障了大体积混凝土工程的质量。
参考文献:
[1] GB 50496-2009, 大体积混凝土施工规范[S].北京: 中国计划出版社, 2009.
[2] GB 50666-2011, 混凝土结构工程施工规范[S].北京: 中国建筑工业出版社, 2012
[3] 朱伯芳.大体积混凝土温度应力及温度控制[M].北京: 中国电力出版社,1999.