小湾水电工程大坝混凝土通水冷却施工工艺

摘 要：小湾水电工程双曲拱坝坝高294.5 m，采用通仓浇筑方式，河床基础部位最大浇筑块长90 m。通水冷却是小湾拱坝大体积混凝土温度控制过程中的重要一环，文章通过介绍小湾拱坝混凝土通水冷却的施工工艺，旨在为其他大体积混凝土通水冷却施工提供较好的参考和借鉴。

关键词：小湾拱坝；混凝土；通水冷却

中图分类号：TV431 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）18-0155-02

小湾水电站大坝为双曲拱坝，坝高为294.5 m，其混凝土浇筑总量达865万m3，采用通仓浇筑，不设纵缝，最大单仓浇筑长度达到90 m。参建单位根据设计要求，结合小湾实际及施工经验，总结编制了一系列高标准的混凝土通水冷却施工工艺并严格执行，有效地控制了小湾拱坝混凝土内部最高温度，保证了混凝土浇筑质量。

1 小湾拱坝混凝土通水冷却标准

小湾拱坝混凝土施工强度大，容许最高温度标准要求高，控制严，国内已有部分技术规范的规定都远远低于其温控标准。小湾水电站A版《拱坝混凝土通水冷却施工技术要求》于2005年9月10日至2007年11月20日期间实施；B版《拱坝混凝土通水冷却施工技术要求》于2007年11月20日至2008年5月20日期间，实施；自2008年05年20日开始，小湾水电站开始实施C版《拱坝混凝土通水冷却施工技术要求》（以下简称C版技术要求），C版技术要求中的小湾拱坝混凝土温度控制过程中的通水冷却施工分一期、中期和二期三个阶段， 各阶段通水冷却标准，见表1。

2 小湾拱坝混凝土通水冷却施工主要措施

2.1 通水冷却水管布置

小湾大坝混凝土坝体冷却水管布置间排距（水平×垂直）根据不同浇筑部位及浇筑层厚分别采用0.8 m×1.0 m、1.0 m×1.0 m、1.0 m×1.5 m、1.5 m×1.0 m和1.5 m×1.5 m。冷却水管材料一种为黑铁管（DN25 mm），主要用于固结灌浆高程以下或结构复杂的孔口坝段；在大坝中大量使用的为HDPE塑料管（Φ32 mm）。施工过程中，采用 “U”型卡（由Φ10 mm圆钢制成）将塑料管固定在混凝土浇筑层面上，将水管的进口和出口均布置在坝体下游。同时，通过各坝段距下游坝面2 m～3 m范围内预埋的竖向引管将每个9 m～12 m灌区范围内的所有冷却水管集中，在坝体下游面的各层栈桥（栈桥每12 m坝高设一层）和马道及坝后贴角上集中布置各组引管，对应连接进、回水管口，同时将标明有“坝段-高程-组号-冷却水管从下游面的接口至蛇形起弯点的长度-管长”等信息的标示牌挂设在坝后的每一套冷却水管管口处，以便于对冷却通水流量、水温等参数的现场控制管理。

2.2 一期通水冷却施工工艺

降低二期冷却开始时的混凝土温度，减少坝体混凝土内外温差和温度应力，同时为了降低浇筑层混凝土初期水化热温升，进一步控制混凝土温度不超过允许最高温度是一期通水冷却的主要目的。在小湾拱坝混凝土一期通水冷却过程中，在坝体内通过预埋临时和永久测温仪器，观测收集拱坝混凝土内部温度的数据变化情况，分析得到通水降温规律后，进一步编制形成相对完善的通水流量控制办法。

主要控制内容如下：采用10 d（或7 d）前后的界限值机动地调整通水流量，新浇仓号在高温季节前10 d按1.5 ～1.8 m3/h控制（以上限控制为主） 通水流量，在最高温度出现或10 d后将通水流量及时调整为1.2 m3/h以下。在冬季外界气温较低时，前 10 d新浇仓号的C18030混凝土最大通水流量按1.2 m3/h进行控制，C18035混凝土最大通水流量按1.5 m3/h进行控制，C18040混凝土最大通水流量按1.8 m3/h进行控制，且最小通水流量不小于0.6 m3/h，在最高温度出现或10 d后将通水流量及时调整为0.3～0.4 m3/h。

2.3 中期通水冷却施工工艺

小湾的中期冷却是为了防止一冷后的温度回升，要在一冷结束后，二冷开始前不间断的循环进行，控制坝体混凝土温度在18 ℃和20 ℃之间。中期通水冷却通水流量和通水方式根据一期通水冷却闷温结果适当调整，当一期通水冷却结束后其闷温温度在20～21 ℃之间时，通水流量参考值为0.5～0.7 m3/h （其中标号低的取下限），通水方式按通水5～7 d，闷温5 d进行控制；当一期通水冷却结束后闷温温度在19 ℃和20 ℃之间时，通水流量参考值为0.5～0.7 m3/h（其中标号低的取下限），通水方式按通水3 ～5 d，闷温5 d进行控制；当一期冷却结束后闷温温度在18.5～19.0 ℃之间时，间歇5 d后根据抽查检测的闷温结果决定中期冷却通水流量和通水方式。

2.4 二期通水冷却施工工艺

小湾拱坝二期通水冷却的目的是降低拱坝坝体大体积混凝土的内部温度，以达到设计要求的适宜进行接缝灌浆的封拱灌浆温度。主要是根据分区、分部位的冷却水管铺设情况和二期通水冷却前相应灌区坝段的中期冷却温度分别对二期通水冷却通水流量和通水方式进行控制。

通水冷却前10 d，对于处于下游部位的拟灌区和盖重区冷却水管通水流量按0.3～0.5 m3/h进行控制，对处于中、上游部位的拟灌区和盖重区的冷却水管通水流量按0.4～0.6 m3/h进行控制；10 d后，拟灌区和盖重区中、上游部位通水流量仍然按0.3～0.5 m /h进行控制，拟灌区和盖重区下游部位通水流量按不大于0.3 m3/h控制。对于岸坡坝段，初次进行二期冷却通水的盖重区与拟灌区通水流量按0.～0.8 m3/h进行控制。

通水前10 d，处于过渡区中、上游部位的冷却水管通水流量按0.4～0.5 m3/h进行控制，处于过渡区下游部位的冷却水管通水流量按0.3～0.4 m3/h进行控制；10 d后，过渡区的冷却水管通水流量统一按不大于0.3 m3/h进行控制。

2.5 通水冷却检测

小湾水电站大坝混凝土通水冷却检测项目很多，主要包括（但不限于）以下几项：进回水温度、流量、各冷却阶段闷温温度、机组供水量等。主要采用红外线点温仪对供水主管和冷却水管进回水温度、各阶段闷温温度检测，并采用玻璃棒温度计或电子温度计进行校核，采用温度计检测水温时，将温度计插入水中2 ～3 min稳定后读数，读数误差控制在1 ℃以内，将每组数据测取3个或多个数值的平均值作为最终结果。采用水表和超声波流量计对机组供水量进行检测，同时每隔4h采用使用超声波流量计与温度同步对冷却水管流量检测一次。

3 资料整理和统计分析

要真实、准确、可靠地反映大坝混凝土通水冷却情况，小湾水电站拱坝混凝土通水冷却过程的原始记录就必须能够真实反映施工过程，资料整理与分析主要有以下几个方面：

①对坝体各个通水冷却阶段的相关参数进行记录；

②对各阶段的通水流量和进水温度进行测量，现场完成其原始记录；

③及时建立当日相关检测记录台账；

④由三检人员和监理人员旁站监督对各阶段的闷温温度进行检测，并将相关检测结果予以记录并签字认可；

⑤做好冷却水供应的相关检测及机组运行情况记录。

4 结 语

从监理单位和施工单位检测数据统计分析，各阶段通水冷却对进水温度、通水流量、通水历时和出水温度等施工参数进行了有效控制，最终的混凝土二期通水冷却闷温温度满足设计要求。小湾水电站大坝混凝土浇筑过程中，在执行《拱坝混凝土通水冷却施工技术要求》的过程中，对相关内容进行了修正，通过不断实践总结，形成了一整套的混凝土一期、中期与二期个性化、动态化的通水冷却工艺，且小湾拱坝混凝土中期通水冷却在国内大坝混凝土温控领域更属创新，为今后大体积混凝土通水冷却施工及管理提供了宝贵的经验。

参考文献：

[1] DL/T 51442001，水工混凝土施工规范[S].

[2] SL 2822003，混凝土拱坝设计规范[S].

[3] 赵仲，王红军.小湾水电站大坝混凝土温控施工工艺[J].施工技术，2010，（12）.

[4] 郭万里，董庆煊，普新友.小湾高拱坝混凝土温度控制与管理[J].水力发 电，2009，（9）.