中国水电顾问集团华东勘测设计研究院 徐建荣###。
【摘要】分析周公宅坝址气象特点及拱坝混凝土特性后，提出了合理的温度控制标准及多种温度控制措施，较好地控制了混凝土的内外温差与最高温度。温控标准和措施实施后，取得了很好的温控效果，确保了坝体混凝土质量。
周公宅水库坝址位于宁波市鄞州区章水镇周公宅村附近，距宁波市约51km。周公宅水库工程是一座具有供水、防洪结合发电等综合利用的大（Ⅱ）型水利工程。水库枢纽主要由拦河坝、泄洪及放空（水）建筑物、引水隧洞、地面发电厂房及开关站等组成。挡水建筑物为混凝土双曲拱坝，最大坝高125.5m，坝体混凝土约59万m3。
坝址区属典型的亚热带季风气候，多年平均气温16.3℃，月平均最高气温32.4℃，月平均最低气温0.8℃，极端最高气温39.0℃，极端最低气温-11.1℃。坝址地面气温特性及多年月平均水温见表1、2。多年平均风速2.7m/s，最大风速19.7m/s。
表1 地面气温特性表（℃）###。
表2 多年月平均水温表（℃）###。
周公宅混凝土双曲拱坝坝顶高程240.0m，最大坝高125.5m。横缝间距20m，布置22条横缝，共计23个坝段，最大浇筑仓面588m2 高程199.0m以下坝体为C9025四级配混凝土，高程199.0m以上为C9020四级配混凝土。
大坝混凝土粗骨料均由熔结凝灰岩破碎而成，砂主要为人工砂，部分为天然砂。水泥为尖峰P.O42.5普通硅酸盐水泥，粉煤灰采用宁波北仑火电厂Ⅱ级灰。外加剂采用浙江龙游ZB-1减水剂和上海枫杨实业有限公司SJ-2型引气剂。
混凝土热力学指标见表3，表4为大坝混凝土绝热温升试验成果。
表3 混凝土热力学指标###。
表4 大坝混凝土绝热温升试验成果###。
（1）基础温差标准。根据坝址气象特点、坝体混凝土特性，结合温度应力分析，确定基础温差标准如表5。
表5 基础温差标准（℃）###。
（2）上、下层温差。在老混凝土上浇筑新混凝土时，要求浇筑块上下层混凝土允许温差不大于20℃。
（3）混凝土内、外温差。为防止混凝土表面裂缝，对混凝土的内、外温差进行了控制，允许内、外温差为：基础约束区（0~0.4L）和老混凝土约束区内为22℃，非约束区（小于0.4L）内为257。若出现内、外温差达到临界值，可采取外部保温、内部通制冷水的方法缩小温度梯度。
（4）浇筑温度。基于上述温度控制标准、逐月坝址气温、通水冷却等确定的坝体允许最高浇筑温度和坝体允许最高温度分别为表6和表7。
表6 各月允许最高浇筑温度（℃）###。
表7 坝体允许最高温度（℃）###。(www.xing528.com)
（5）水管冷却温差。为了防止水管冷却时水温与混凝土浇筑块温差过大和冷却速度过快致使混凝土产生裂缝，初期通水冷却温差不超过25℃，中后期通水冷却温差不超过20℃，并且控制混凝土的日降温速度在1.0℃/d范围内。
尽可能在低温季节浇筑约束区混凝土，利用周公宅坝址高温季节昼夜温差较大的特点，混凝土浇筑一般安排在夜间。
基础约束区、老混凝土约束区和孔洞附近混凝土，因温度控制要求严格，采用薄层、短间歇、跳仓、连续浇筑法，浇筑层厚1.5m~2m，浇筑层间歇期5~7天，最长不大于14天，基础约束区范围内不允许出现老混凝土层。非约束区混凝土浇筑层厚1.5m~3m，浇筑层间歇期7~10天，最长不超过14天，超过28天的混凝土按老混凝土处理。
混凝土施工中，要求各坝块均匀上升，相邻坝块高差不大于10m~12m，最高坝块和最低坝块高差不超过15m。
非高温季节采用常温混凝土，高温季节则采用预冷混凝土，表8为逐月混凝土预冷综合措施。
采用提高骨料堆料高度、料场降温、预冷骨料和防止骨料运输过程中温度回升等措施降低骨料温度，并由片冰和制冷水拌和混凝土，从而降低混凝土出机温度。由-8℃片冰和5℃制冷水拌和可直接降低混凝土温度，但受拌和水总量所限，降温幅度尚嫌不足；在骨料堆场搭设遮阳棚，要求骨料堆高不低于6m，堆存时间5~7天后，使地垄皮带所取骨料温度有所降低；骨料预冷则由设在混凝土搅拌楼骨料仓的附壁式冷风机完成。
表8 大坝混凝土温度控制措施###。
为减小预冷混凝土温度回升，卧罐及吊罐侧壁均用聚乙烯隔热，在浇筑仓面设喷雾风机，平仓振捣密实后5分钟内由保温被覆盖，缩短浇筑覆盖时间等。高温季节入仓浇筑温度一般比出机温度回升2℃~3℃，基本低于设计允许值。
为了控制混凝土浇筑块的最高温度和后浇块覆盖后混凝土内水化热温升，利用预埋的冷却水管在混凝土收仓12h内开始初期冷却。
预埋的冷却水管材料则根据浇筑部位不同分别选用。基础约束区、廊道和孔洞周边及局部钢筋较密部位等温控要求较高的区域，采用Ø25.4mm、壁厚1.5mm的钢管，浇筑层厚1.5m，冷却水管层间距1.5mxl.5m，部分边坡坝段基础约束区当浇筑层厚调整为2.0m时，相应冷却水管层间距调整为2.0mxl.0m;其余部位则采用Ø32mm、壁厚2.2mm的聚乙烯塑料管，一般浇筑层厚为3.0m，冷却水管层间距1.5mxl.5m。冷却水管在仓面上蛇形布置，一般一条回路长度不大于250m。
为防止初期冷却管内水温与管外混凝土温差过大和冷却速度过快，初期冷却水与混凝土的温差不超过25℃，混凝土平均日降温速度不超过1℃/d。初期冷却时间一般为15~20天，如20天后温度仍未降至28℃以下，则延长通水时间。冷却水管内通水流向每天变换一次，通水流量为15L/min-22L/min。
混凝土表层温度裂缝大多由混凝土内外温度梯度过大引起，因此加强混凝土表面保温，控制混凝土内外温差，可以有效防止温度裂缝的产生。周公宅水库坝址区冬季寒潮频繁，保温成为防止因气温骤降致使混凝土产生裂缝的有效措施。要求日降温达到或超过6℃时，仓面覆盖保温被，拆模后的坝体上下游面及横缝面悬挂1Cm厚的聚乙烯泡沫彩条布并固定在坝面。对于坝体孔洞及廊道等部位，除严格控制混凝土浇筑温度外，还采取了封闭通道、挂保温门帘等措施。
混凝土浇筑完毕后，对层面及时覆盖草袋并流水养护，保持表层适当的温度和湿度，形成混凝土良好的硬化条件，冬季仓面覆盖保温被。
为进一步缩小浇筑块内外温差，预防混凝土表面裂缝的产生，降低后期冷却的冷却容量，周公宅拱坝实施了后期冷却前的浇筑块再降温，即中期冷却。中期冷却在初期冷却结束后与后期冷却前1个月的适当时间进行，可根据各浇筑块的具体施工时间以及河水天然水温调整。中期冷却采用河水冷却，时间一般为一至两个月，要求坝体平均温度降至20℃~22℃或接近天然河水水温。
坝体后期冷却一般安排在秋冬季，采用6℃~11℃的制冷水或天然河水，冷却时间一般为1.5个月，使坝体达到封拱温度。
分析临时施工监测温度计和永久温'度计的温度监测资料，最高温升一般出现在混凝土浇筑后3~7天，混凝土温升幅度高温季节一般为17℃~20℃，非高温季节一般为11℃~18℃。非高温季节常温混凝土浇筑温度和最高温度均低于设计允许值，高温季节较好地控制出机温度后，最高温度基本满足设计要求。周公宅水库已于2006年4月下闸蓄水，大坝混凝土浇筑已完成，仅在仓面上发现十几条由温度骤降引起的表面短细温度裂缝，未发现危害性的贯穿性裂缝，取得了较好的温控效果，说明对周公宅坝制定的温度控制标准和温控措施是有效的。
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