白莲崖水库大坝混凝土温度监测技术

摘要：白莲崖水库大坝混凝土施工过程中，通过温度监测，将现场记录数据转变为有用的信息，为温控措施的施工决策提供详实数据依据。通过监测数据系统分析，采取了一系列改进、创新温控技术，保证了大坝混凝土施工质量。

关键词：温度；监测；温控；改进；创新

1、工程概况

白莲崖水库工程位于安徽省六安市霍山县境内东淠河佛子岭水库上游西支漫水河上，距下游已建的佛子岭水库26km，距霍山县城约30km。是国务院确定的治淮重点工程之一。

2、温度监测系统

2.1监测系统构成

白莲崖水库工程采用自动化安全监测系统，根据该工程的特点和设计原则，吸取了国内外大坝安全监测系统的经验，监测系统采用分布式监测系统网络拓扑结构为中心的辐射结构，结构构成如下图所示：

安全监测系统结构图

监测系统按照功能则可划分为三个主要组成部分：测量系统、资料采集和管理系统、数据分析和解释系统。其中测量系统即为结构终端的各监测传感器（监测仪器），资料采集和管理系统为各采集站（DAU）及监测分站，数据分析和解释系统为监测总站。

2.2温度监测

坝体温度场监测在施工期监测中至关重要，能够间接推测温度应力，是拱坝应力监测不可或缺的补充。本工程布设的应变计、裂缝计、测缝计均可兼测坝体温度，在此基础上再增加典型断面3个布置坝体温度计54支，形成能够监测整个坝体温度场的温度监测网格。同时布设坝面温度计14支兼测库水温。为了解大坝基础温度钻孔埋设基础温度计5支。形成比较完整的温度监测系统。

3、数字监测与坝体混凝土施工过程的温度控制

3.1浇筑温度控制

白莲崖水库大坝碾压混凝土主要采用汽车运输直接入仓、负压溜槽等方式浇筑混凝土，浇筑混凝土过程中的温度控制根据环境气温不同，主要是对原材料进行遮阳；防止拌和料在运输过程和浇筑过程中的温度回升，防止浇筑温度超标，采取了遮阳、仓面喷雾等措施，保证浇筑温度达到了设计要求；冬季开仓前备够2 /3～3 /4仓面面积的保温被，浇筑层振捣完毕后立即覆盖保温被保温，达到设计的浇筑温度。

3.2冷却通水

冷却水管在仓面上按1.5m ×1.5m蛇形布置，3m升层布置两层塑料水管。冷却水管埋设完后画出布置图并对每组水管编号，注明每组水管冷却范围。冷却通水分为初期、中期、后期三期通水。初期通水主要是削减混凝土初期温峰，降低大体积混凝土内部最高温度， 使其控制在设计允许范围内，通过10d初期通水，混凝土温度一般降至24～28℃。中期通水削减混凝土内部温度至20～22℃，减少冬季混凝土内外温差，使混凝土顺利过冬。后期通水则是对需要进行接缝、接触灌浆的部位进行冷却， 使之达到14～16℃的灌浆温度。

3.3冬季保温

控制和减少混凝土内外温差，使大体积混凝土内外形成一个稳定、均匀的温度场，是防止混凝土产生温度裂缝的关键。白莲崖水库地处安徽西部大别山区，具有季节变化显著、昼夜温差大、气温骤降频繁等气候特点，冬季最低气温零下15℃，夏季最高气温达40℃，每年有5～8次的气温骤降现象。

为了有效防止大坝上、下游面产生裂缝，在上、下游永久外露面采用了粘贴5cm厚聚苯乙烯板，应用结果表明：气温在-8～10℃之间，温度变幅为18℃，气温2h变化最大为4.2℃，聚苯板内部温度在-1～0.4℃之间，温度变幅为1.4℃，连续两测点变化最大为0.5℃，5cm厚聚苯板内部基本上保持相对恒温、恒湿。

对刚浇筑的混凝土除仓面外露保温被覆盖外，侧面混凝土难以及时粘贴5cm厚聚苯乙烯板，采取了延迟大钢模板拆除时间，利用模板自身对新浇筑混凝土进行保温。

3.4温控管理措施

主要包括天气、温度变化时，采取相应的措施，以及加强领导，实行温控责任制。

施工单位每天从气象部门获得天气预报后，生产班组根据天气情况安排生产，高温时督促加强浇筑温度控制，气温骤降时督促加强保温工作，降雨天气合理安排开仓时机，已开仓的在设计允许的雨量强度范围内，加强防雨措施，超出设计允许的雨量强度时，暂时性停仓，加强覆盖；浇筑温度距设计允许值2～3℃时，现场采取调节喷雾效果，加强保温被覆盖，加强入仓强度等措施；收仓后初期冷却阶段每天监测混凝土初期温度，当其上升过快或最高温度距设计允许值2～3℃时，采取加大通水流量，仓面流水养护等温控削峰措施。

白莲崖水库建设单位成立了温控工作组，建设单位负责人任组长，各职能部门及设计、监理、监测单位、施工单位派员组成，各自承担相关职能。施工单位按照工作分工，成立了物资保障组、混凝土浇筑组、通水冷却组、保温组、组织协调组，负责现场的组织协调、物资供应、通水冷却、温度监测等工作，使各项工作责任到人，各负其责，使温控工作有序开展，温控措施能及时得到落实。

4、数字监测的应用效果

4.1为大坝混凝土质量控制提供了新的手段，提高了温控技术水平和效率

混凝土施工过程温度数据和混凝土温控数据量较大，采用传统的手段搜集的数据分散、滞后、不全面，致使施工过程工艺数据难以保持完整性、准确性、实时性，施工过程的重要数据不能有效分析，就无法有效控制和管理施工工艺过程，也不能形成有效的知识积累，支持工艺流程、技术措施的持续改进与优化。白莲崖水库大坝施工全程采取数字监控，实现从原材料准备、浇筑阶段、到养护温控阶段的全面的温度监测，采取温控成果查询分析功能，实现了对混凝土施工与温控过程的全面管理与监控；同时，结合数值计算与理论分析方法，实现动态分析与反馈，为大坝混凝土施工过程质量控制提供了新的手段。

4.2数字监测为理论研究工作提供了实时数据，理论研究帮助技术决策

工程建设单位、设计单位将相关温控及应力应变实测数据，及时提供给相关理论研究单位和专家，研究人员根据现场的施工数据和温控数据对混凝土应力状态和开裂风险进行分析和评估，并提出合适的处理措施，为现场技术决策提供了理论依据，为现场施工质量了提供了理论保证。

5、结语

白莲崖水库大坝混凝土施工过程中，通过温度监测，将现场记录数据转变为有用的信息，为施工期温控措施的决策提供详实数据依据。通过监测数据系统分析，采取了上述各项改进、创新温控技术，保证了大坝混凝土施工质量。

参考文献：

1、安徽省白莲崖水库初步设计报告，安徽省水利水电勘测设计院，2005年；

2、安徽白莲崖水库安全监测资料，国电南瑞集团，2010年。