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研究在高海拔地区低温季节中混凝土筑坝综合技术及其运用

2020-05-28 201 上传者：管理员

摘要：我国地大物博，幅员辽阔，由于这样的背景使得我国很多地区的地理位置情况差异较大，使得不同地区之间的气候条件有着巨大差异，尤其是在高原高寒地区，地区环境十分恶劣，温度湿度都较为有限，早晚昼夜温差较大。这样的气候环境对于高海拔地区混凝土大坝工程的建设工作造成了很大影响，直接影响着大坝工程的质量。文章从混凝土筑坝综合技术入手，结合案例针对高海拔地区低温季节混凝土筑坝综合技术应用进行了研究与分析，希望能够促进混凝土工程顺利进行，减少施工问题的发生，提高施工质量。

关键词：
低温季节
凝土筑坝综合技术
安全性
混凝土工程
稳定性
高海拔地区
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碾压混凝土筑坝技术是高海拔地区低温季节混凝土筑坝技术中应用广泛的一种技术，该筑坝技术对水泥合模板的用量较少，薄层大仓面浇筑碾压，可避免分缝分块问题，实现连续施工，温度控制简便，施工周期较短，整体的施工成本较低，和常态混凝土坝相比较，具有很大的优势与特点。在青海西藏等高海拔地区，气候条件恶劣，夜间多冰雹和降雨，不同季节之间气候差异也较大，尤其是在低温季节时，会对混凝土大坝造成恶劣影响，导致混凝土出现裂缝等问题，对整体混凝土的稳定性和安全性造成影响，严重的会造成巨大安全事故发生。为了保证混凝土工程的安全性和稳定性，实现大坝的正常运行，做好高海拔地区低温季节特殊气候条件下的混凝土施工至关重要。

1、高海拔地区低温季节混凝土筑坝综合技术

某水电站位于西北内陆地区，主要属于温带大陆性气候，主要气候特点为夏季降水量较少，气温较高，水量蒸发较强，冬季气候恶劣，温度较低，冰冻期有4个月，地区年平均降水量是171.6毫米，但是地区蒸发量却是1378.7毫米，年平均温度8.5摄氏度，但是最高温度为37.2摄氏度，甚至已经有几年的温度达到40摄氏度。最低气温为-33摄氏度，冻土深度达到1.5米，有时甚至更深。这个水电站的海拔超过1700米，结冰期在每年的11,12月份，1月份到2月底为解冻期，大概在3月低结束，岸河厚度最大为1.1米，冰河厚度最大为0.8米，根据气象局的资料分析，平均温度大于等于5摄氏度的天数为150天，平均温度在大于等于0摄氏度小于5摄氏度之间的天数为106天，平均温度在大于等于-3摄氏度小于0摄氏度之间的天数为80.5天，平均温度在大于等于-5摄氏度小于-3摄氏度之间的天数为60.9天，平均温度在大于等于-10摄氏度小于-5摄氏度之间的天数为20.6天。还有，地区白昼，早晚之间的温差较大，最大温差超过20摄氏度。这样的气候条件和环境对碾压混凝土坝的设计和施工造成了很大的阻碍，尤其是在防裂、温控方面有很大的难度。通过混凝土筑坝综合技术的应用，使周边缝和诱导缝相结合，对坝体设计防渗层，抗冻层和主受力层，薄拱坝内开设廊道，大孔口等一系列措施，使混凝土坝的问题得到了良好的解决，保证了混凝土坝的质量。

在高海拔地区低温季节进行混凝土大坝的施工时，经常会出现越冬层面水平施工缝的开裂问题，为减少此类问题的发生，施工人员要做好相关的防护措施，尽量避免开缝问题出现[1]。很多科学实践表明，在高海拔地区低温季节进行混凝土大坝的施工时，施工人员尽管已经采取了很多的温度控制措施和越冬保温的措施，但是在低温季节时，在越冬层面上下游的位置，还是会出现因为各种原因导致越冬层面水平十公分施工缝出现开裂问题。越冬层面水平施工缝的开裂原因主要有两点，一是由于越冬面层间的抗拉强度低于本体抗拉强度引发的，二是混凝土上下层温差和内表温差产生的温度应力超过混凝土的抗裂强度造成的。越冬层面水平施工缝，会对整体的混凝土大坝的稳定性和安全性造成影响。尤其是上游的水平施工缝的开裂，严重的将会对大坝的整体安全造成严重安全事故发生。越冬层面水平施工缝的开裂处理的措施也比较麻烦，具有很强的专业性和技术性，处理的费用也较高。所以，在混凝土大坝的设计施工过程中除了要做好有效的防裂措施手段[2]，控制好施工温度之外，还可以采取以下方法预防裂缝问题的发生：首先，施工人员在保证坝体稳定的情况下，可以分别在挡水坝段越冬层面附近的上下游位置，设置诱导缝，来实现应力释放和重分布及严格防止上游面产生水平缝的目的。设施诱导缝时，施工要保证上游缝深为一米，设置两道止水，在诱导缝端埋设开口圆管，缝面涂抹好沥青脂。下游设置诱导缝时，施工人员要保证缝深为3米，在诱导缝端埋设开口圆管，缝面呈向下倾斜的状态，倾斜角度大概为3度左右，保证角度的科学合理。经过专家仿真计算结果和研究显示，通过诱导缝的设置，挡水坝段上下游面最大主拉应力都在标准范围之内。通过预设诱导缝在高海拔地区低温季节混凝土大坝施工中的应用，有效减少了施工缝的开裂问题的发生，保证施工的顺利进行，提高了混凝土的质量[3]。

2、高海拔地区低温季节混凝土筑坝施工注意事项

碾压混凝土筑坝施工环境必须保持在-3摄氏度以上，当碾压后的混凝土层面和拌和料温度在3摄氏度以上时，才可以进行浇筑碾压混凝土。当环境温度降到0摄氏度以下且龄期不足21天的碾压混凝土层面温度下降到3摄氏度以下时，为了保证施工顺利，施工人员应该通过厚帆布、毡、草袋等保温材料或其他可用的临时性保护材料覆盖碾压混凝土层面，保证混凝土的温度，保证混凝土的温度在3摄氏度以上。温度如果一直低于3摄氏度，就要一直用保暖材料进行覆盖，控制好温度。在温度极低的雨雪天气时，应该停止施工，及时采取保暖措施。

为了避免骨料在低温环境中出现冻冰结块问题，施工时施工人员要在成品骨料堆内设置蒸汽排管，通过热风对混凝土拌和楼料仓内的粗骨料进行加热，骨料加热的温度要达到冬季混凝土各月出机口温度的要求[4]。

由于施工地区海拔气温较低，施工人员应该对混凝土运输车外侧贴泡沫保温板等措施来保证混凝土的温度。施工时，施工人员要控制好混凝土的出机口温度，温度较低时，及时对其进行调整，保持浇筑温度均匀。

高海拔地区，尤其是低温季节，施工部位不宜分散。所以施工时，施工人员要对已浇筑的、有保温要求的混凝土及时的采取保暖措施，保证施工顺利[5]。

施工人员在温度较低时，要做好对冲沙孔等孔洞部位的挂帘保护工作。

在高海拔地区，低温季节早晚昼夜之间的温差较大，会对拆模工作造成严重影响，因此，施工人员应该尽量避开在夜间或气温骤降时进行拆模工作。如果有特殊情况，必须开展拆模工作时，施工人员要做好相应的防护措施，可以在拆模的同时通过铺设10厘米厚保温板的方式进行保护，保证施工效果[6]。

施工人员为了提高施工质量，应该尽量避免在夜间浇筑混凝土，尽量在白天开展浇筑工作，避免低温带来的影响。

高海拔地区气温变幅较大，会对混凝土造成影响，因此，施工人员应该对于长期暴露的基础混凝土及其他重要部位的混凝土做好保护工作。施工过程中，施工人员要保持碾压混凝土的仓面的湿润度，通过仓面喷雾改造小环境，降低混凝土的暴露面和暴露时间，减少混凝土与寒冷空气直接接触，尤其是坝体孔洞部位施工人员应该着重保护[7]。

3、结束语

增强高海拔地区低温季节碾压混凝土筑坝施工质量至关重要，对混凝土坝的稳定运行有着深远的意义。在混凝施工过程中，施工人员要采取科学的手段和技术，针对施工情况进行处理，充分发挥技术的应用效果。在技术应用施工过程中，要加强对碾压混凝土筑坝技术的重视，在应用过程中，根据实践结果，对技术进行不断的优化与创新，使技术向着更好的方向发展，加强对碾压混凝土筑坝技术的推广及应用，最大程度的发挥其作用，为高海拔地区的混凝土坝的工程贡献一份力量，促进地区经济的发展。

参考文献：

[1]徐泽平.混凝土面板堆石坝关键技术与研究进展[J].水利学报,2019,50(1):62-74.

[2]马鸿钰.堆石混凝土技术在高寒地区水库施工中的应用研究[J].甘肃水利水电技术,2018,54(6):52-56.

[3]李远程,张利娟,史海英,等.高寒地区面板坝设计中的特殊问题与对策[J].中国农村水利水电,2018(10):105-108,140.

[4]刘丹,孙西欢,李永业,等.高寒地区筑坝碾压混凝土配合比优化设计方法研究[J].长江科学院院报,2016(3):137-140.

[5]张兰华,贾蕴翔,黄伟奇.高寒地区混凝土面板堆石坝坝体填筑施工技术探讨[J].混凝土,2010(9):133-134,144.

[6]黄华宁.浇筑式沥青混凝土心墙坝在新疆高寒地区水电站防渗工程中的应用[J].企业科技与发展,2013(16):61-63,69.

[7]曾正宾,何金荣,田小岩.高寒地区高抗冻耐久性碾压混凝土的研究与应用[J].中国水利,2007(21):27-28,60.

浦锐.高海拔地区低温季节混凝土筑坝综合技术的研究与运用[J].科技创新与应用,2020(16):153-154.