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摘要：西藏旁多水利枢纽工程地处拉萨河上游，平均海拔在4000米以上，年混凝土正常施工时段仅6个月，为确保工程的按期发电，在2012、2013两个冬季采取了冬季施工措施。该地区极端最低气温-30度，在如此恶劣的气候条件下，我们采取了科学的和规范的施工，混凝土质量全部达到设计要求。
关键词：混凝土冬季施工；保温养护；强度分析
1、工程概况
西藏旁多水利枢纽工程地处西藏自治区拉萨河流域上游，坝址位于林周县旁多乡下游1.5km，下游距拉萨市直线距离63km。项目开发任务以灌溉、发电为主，兼顾防洪和供水。水库正常蓄水位4095m、汛期限制水位4093.5m、死水位4066 m、电站装机容量160MW、灌溉面积65.28×104亩。水库总库容12.3×108m3，工程规模为Ⅰ等大（1）型工程。地震基本烈度为Ⅷ度。枢纽主要由碾压式沥青混凝土心墙砂砾石坝、泄洪洞、泄洪兼导流洞、发电引水系统、发电厂房和灌溉输水洞等组成。本项目包括发电引水洞工程和发电厂房工程。
西藏旁多水利枢纽工程位于拉萨河流域，属高原温带季风气候，干湿季异常分明。具有气温低、日温差大、年温差小、降水强度小、蒸发旺盛等高原气候特征。旁多坝址多年平均气温3.9℃，极端最高气温为27.4℃，极端最低气温为-29.3℃，多年平均降水量为533.2MM，多年平均蒸发量为1970.5MM，多年平均风速为2.5M/S，多年平均相对湿度为47%，最大冻土深度为1.3M。拉萨河流域初冰期为10月下旬至11月中旬，终冰期为次年3月下旬至4月上旬。
2、冬季施工措施
2.1砼冬季施工
当施工区昼夜平均气温连续五天小于5℃和最低气温小于-3℃时为冬季施工，浇筑砼按冬季施工要求进行。根据气象资料该地区十月中旬至十一月中旬一直到次年三月下旬至四月上旬为混凝土冬季施工时段。
2.2、冬季施工方法
本工程冬季砼施工，主要是确定砼养护龄期、防止砼早期冻害、保证砼后期强度和耐久性满足要求。施工过程中，根据施工时的气温情况，通过选用合理的水泥品种、外加剂、加热保温措施，来获得优良的工程质量。本工程由于是厂房结构砼，比表面积大，砼拌制加温及砼浇筑过程中采用搭建保温棚及浇筑后覆盖保温被的方法来控制砼的温度。具体做法：在混凝土浇筑仓面上用钢管搭设保温棚，再在钢骨架上铺设一道20mm厚保温被和一层300g的土工布，根据仓面大小，在仓面内布设多台30kw工业电暖风机，保持仓内温度在5-10度；混凝土生产采用加热水搅拌，出机口温度控制在10度左右，混凝土的入仓温度保证在5度以上。在施工过程中严格控制水灰比并对砼的配合比做适当的调整，大体积砼沿用设计配合比，对于上部小体积的板、梁、柱结构砼，考虑其早期承载要求，根据工程需要提高一个强度等级。立模用模板采用15mm厚胶合板，对混凝土起到保温作用。
3、冬季砼强度分析
对冬季混凝土同条件养护下强度随龄期增长应该按照折算成熟度的方式来分析，为优化冬季混凝土施工技术，确保冬期混凝土质量积累经验和方法。研究表明，冬期混凝土在0℃以下其强度也有较缓慢的增长，其与龄期基本无确定性关系，但与成熟度呈明显对应关系。冬季混凝土成熟度应按冬季施工规程考虑到温度等效系数进行折算，并根据折算成熟度来确定等效养护龄期。
3.1实验方案
本次实验地区为西藏自治区拉萨市林周县旁多水利枢纽，检测试样为发电厂房部分的C25等级混凝土。工程经过2011-2012及2012-2013两个年度的冬季施工，共计完成约2.3万立方米的混凝土，施工过程中共安排了具有代表性的六个砼仓号，进行了混凝土同养和标养的对比试验以及冬季混凝土后期强度增长的对比试验。所用原材料为：高争P.O 42.5水泥；细度模数2.7左右的河沙；5-20mm卵石；20-40mm卵石；外加剂采用江苏博特新材料有限公司生产的JM-A高效减水剂和GYQ引气剂。试验日期为2011年11月至2012年8月及2012年11月至2013年8月。混凝土共成型96组，其中48组进行标准养护，48组进行同条件养护。
3.2混凝土试件强度增长规律
（1）标准养护条件下混凝土强度随龄期的增长规律
相关研究表明，混凝土标养条件下其强度与龄期间大体呈对数趋势，标养龄期（28d）前的早期强度增长较快，后期强度增长较慢。强度在90d后基本停滞，此时同28d强度相对增长15%左右。若以28d标准龄期混凝土强度fcu，o为基准，混凝土相对强度值f'cu，k=fcu，k/fcu，o随龄期的变化成对数关系，具体如下：
早期强度 f'cu，k=0.26lnt+0.13（t≤28d）
后期强度 f'cu，k=0.13lnt+0.57（t>28d）
f'cu，k—混凝土相对强度 t—养护龄期
（2）标准养护条件下混凝土强度成熟度的增长规律
从热效应角度考虑，养护温度对混凝土的强度增长采用成熟度来描述。标养条件下混凝土相对强度随成熟度M（℃·d）的增长规律，可按每一天增长20℃折算。若以标准龄期相应的560℃·d成熟度作为基准，则混凝土相对强度值f'cu，k随成熟度增长的计算公式如下：
早期强度 f'cu，k=0.26lnM-0.65（t≤560）
后期强度 f'cu，k=0.13lnM+0.18（t>560）
f'cu，k—混凝土相对强度 M—成熟度
3.3冬期同条件养护下混凝土强度增长分析
3.3.1冬期强度随龄期的增长
冬季混凝土施工受干燥、低温、多风影响，同条件养护混凝土强度fcu，w（冬期强度）增长缓慢，比较离散规律性不强。考虑冬季经历降温、低温、升温的不同时段，故将冬季分为初冬、严冬、冬末分别分析fcu，w的增长规律。把 fcu，w 折算成对标准养护强度的相对值f'cu，w=fcu，w/fcu，o，然后再归纳成随龄期的变化曲线 3.3.2冬期混凝土强度增长的分析
由图1中的混凝土冬期强度增长曲线，可得如下结论：
（1）混凝土冬期同条件养护强度增长与标养强度类似，随龄期基本呈对数趋势增长。
（2）冬期同条件养护比标养强度降低，冬季时段不同，降低程度也不同，严冬期强度最低。
（3）混凝土强度受温度的影响强烈，因此采用能够反映气温变化的成熟度来描述冬期混凝土强度增长规律，并确定等效养护龄期，是较为合理的方法。
（4）冬季情况特殊，成熟度和等效养护龄期应遵从冬季施工相关规程的规定。
3.4冬期施工的相关规定
（1）低温下混凝土强度的增长
混凝土浇筑后水泥水化过程会释放能量，加上混凝土是热的不良导体而具有一定的保温蓄热性。因此，即使在温度很低（0℃）的情况下，其强度仍有增长，但增长速度明显下降。利用混凝土的这种特性，可以控制冬季混凝土施工，保证其强度质量。
（2）冬季的温度等效系数
《建筑工程冬期施工规程》规定，冬期低温条件下混凝土强度增长取决于温度等效系数αT，而系数αT始终大于0。只要受冻前混凝土达到受冻的临界强度（大体积混凝土不低于7.0MPa，非大体积混凝土和钢筋混凝土不低于设计强度的85%），即使在0℃以下的低温中，混凝土的强度仍会有增长，只是增长得很缓慢而已。
（3）冬期混凝土成熟度的折算
根据上述规律，在进入冬季施工阶段后，不应采用简化的成熟度计算方法，即简单的以逐日平均温度累计计算成熟度，而应以当日平均温度T相应的温度等效αT乘以标准温度（20℃）等效为折算成熟度。表1列出了在低于20℃时的温度等效系数，以及折算成熟度M。实际应用时，对其他温度的折算成熟度可以采用插值计算的方法。
4、结论
（1）冬期混凝土早期强度偏低且受冰冻、干燥、多风影响，冬期同条件养护混凝土强度随龄期增长缓慢，规律性不强，离散度很大。
（2）根据冬季混凝土施工规程，考虑低温条件下温度等效系数的影响，采用折算成熟度描述混凝土强度的增长，可以解释上述原因。
（3）冬季混凝土强度在相同成熟度条件下仍低于标养强度及结构实体强度，这是由于自然条件下湿度条件劣于标养的缘故，可以乘以折算系数加以补偿。
（4）为满足混凝土验收及使用要求，在实际施工中可以采用蓄热法或暖棚法对仓面混凝土进行保温并做好防风和洒水养护。尤其要重视混凝土的早期（14d）保温养护条件和养护时间，以提高其早期强度，缩短等效养护龄期。
参考文献：
[1]庄丽辉，佟胜宝，孙玉良等。《冬期混凝土强度增长规律的试验研究》
[2]JGJ104-87，建筑工程冬期施工规程[S].68-73
[3]DL/T5144-2001，水工混凝土施工规范
关键词：混凝土冬季施工；保温养护；强度分析
1、工程概况
西藏旁多水利枢纽工程地处西藏自治区拉萨河流域上游，坝址位于林周县旁多乡下游1.5km，下游距拉萨市直线距离63km。项目开发任务以灌溉、发电为主，兼顾防洪和供水。水库正常蓄水位4095m、汛期限制水位4093.5m、死水位4066 m、电站装机容量160MW、灌溉面积65.28×104亩。水库总库容12.3×108m3，工程规模为Ⅰ等大（1）型工程。地震基本烈度为Ⅷ度。枢纽主要由碾压式沥青混凝土心墙砂砾石坝、泄洪洞、泄洪兼导流洞、发电引水系统、发电厂房和灌溉输水洞等组成。本项目包括发电引水洞工程和发电厂房工程。
西藏旁多水利枢纽工程位于拉萨河流域，属高原温带季风气候，干湿季异常分明。具有气温低、日温差大、年温差小、降水强度小、蒸发旺盛等高原气候特征。旁多坝址多年平均气温3.9℃，极端最高气温为27.4℃，极端最低气温为-29.3℃，多年平均降水量为533.2MM，多年平均蒸发量为1970.5MM，多年平均风速为2.5M/S，多年平均相对湿度为47%，最大冻土深度为1.3M。拉萨河流域初冰期为10月下旬至11月中旬，终冰期为次年3月下旬至4月上旬。
2、冬季施工措施
2.1砼冬季施工
当施工区昼夜平均气温连续五天小于5℃和最低气温小于-3℃时为冬季施工，浇筑砼按冬季施工要求进行。根据气象资料该地区十月中旬至十一月中旬一直到次年三月下旬至四月上旬为混凝土冬季施工时段。
2.2、冬季施工方法
本工程冬季砼施工，主要是确定砼养护龄期、防止砼早期冻害、保证砼后期强度和耐久性满足要求。施工过程中，根据施工时的气温情况，通过选用合理的水泥品种、外加剂、加热保温措施，来获得优良的工程质量。本工程由于是厂房结构砼，比表面积大，砼拌制加温及砼浇筑过程中采用搭建保温棚及浇筑后覆盖保温被的方法来控制砼的温度。具体做法：在混凝土浇筑仓面上用钢管搭设保温棚，再在钢骨架上铺设一道20mm厚保温被和一层300g的土工布，根据仓面大小，在仓面内布设多台30kw工业电暖风机，保持仓内温度在5-10度；混凝土生产采用加热水搅拌，出机口温度控制在10度左右，混凝土的入仓温度保证在5度以上。在施工过程中严格控制水灰比并对砼的配合比做适当的调整，大体积砼沿用设计配合比，对于上部小体积的板、梁、柱结构砼，考虑其早期承载要求，根据工程需要提高一个强度等级。立模用模板采用15mm厚胶合板，对混凝土起到保温作用。
3、冬季砼强度分析
对冬季混凝土同条件养护下强度随龄期增长应该按照折算成熟度的方式来分析，为优化冬季混凝土施工技术，确保冬期混凝土质量积累经验和方法。研究表明，冬期混凝土在0℃以下其强度也有较缓慢的增长，其与龄期基本无确定性关系，但与成熟度呈明显对应关系。冬季混凝土成熟度应按冬季施工规程考虑到温度等效系数进行折算，并根据折算成熟度来确定等效养护龄期。
3.1实验方案
本次实验地区为西藏自治区拉萨市林周县旁多水利枢纽，检测试样为发电厂房部分的C25等级混凝土。工程经过2011-2012及2012-2013两个年度的冬季施工，共计完成约2.3万立方米的混凝土，施工过程中共安排了具有代表性的六个砼仓号，进行了混凝土同养和标养的对比试验以及冬季混凝土后期强度增长的对比试验。所用原材料为：高争P.O 42.5水泥；细度模数2.7左右的河沙；5-20mm卵石；20-40mm卵石；外加剂采用江苏博特新材料有限公司生产的JM-A高效减水剂和GYQ引气剂。试验日期为2011年11月至2012年8月及2012年11月至2013年8月。混凝土共成型96组，其中48组进行标准养护，48组进行同条件养护。
3.2混凝土试件强度增长规律
（1）标准养护条件下混凝土强度随龄期的增长规律
相关研究表明，混凝土标养条件下其强度与龄期间大体呈对数趋势，标养龄期（28d）前的早期强度增长较快，后期强度增长较慢。强度在90d后基本停滞，此时同28d强度相对增长15%左右。若以28d标准龄期混凝土强度fcu，o为基准，混凝土相对强度值f'cu，k=fcu，k/fcu，o随龄期的变化成对数关系，具体如下：
早期强度 f'cu，k=0.26lnt+0.13（t≤28d）
后期强度 f'cu，k=0.13lnt+0.57（t>28d）
f'cu，k—混凝土相对强度 t—养护龄期
（2）标准养护条件下混凝土强度成熟度的增长规律
从热效应角度考虑，养护温度对混凝土的强度增长采用成熟度来描述。标养条件下混凝土相对强度随成熟度M（℃·d）的增长规律，可按每一天增长20℃折算。若以标准龄期相应的560℃·d成熟度作为基准，则混凝土相对强度值f'cu，k随成熟度增长的计算公式如下：
早期强度 f'cu，k=0.26lnM-0.65（t≤560）
后期强度 f'cu，k=0.13lnM+0.18（t>560）
f'cu，k—混凝土相对强度 M—成熟度
3.3冬期同条件养护下混凝土强度增长分析
3.3.1冬期强度随龄期的增长
冬季混凝土施工受干燥、低温、多风影响，同条件养护混凝土强度fcu，w（冬期强度）增长缓慢，比较离散规律性不强。考虑冬季经历降温、低温、升温的不同时段，故将冬季分为初冬、严冬、冬末分别分析fcu，w的增长规律。把 fcu，w 折算成对标准养护强度的相对值f'cu，w=fcu，w/fcu，o，然后再归纳成随龄期的变化曲线 3.3.2冬期混凝土强度增长的分析
由图1中的混凝土冬期强度增长曲线，可得如下结论：
（1）混凝土冬期同条件养护强度增长与标养强度类似，随龄期基本呈对数趋势增长。
（2）冬期同条件养护比标养强度降低，冬季时段不同，降低程度也不同，严冬期强度最低。
（3）混凝土强度受温度的影响强烈，因此采用能够反映气温变化的成熟度来描述冬期混凝土强度增长规律，并确定等效养护龄期，是较为合理的方法。
（4）冬季情况特殊，成熟度和等效养护龄期应遵从冬季施工相关规程的规定。
3.4冬期施工的相关规定
（1）低温下混凝土强度的增长
混凝土浇筑后水泥水化过程会释放能量，加上混凝土是热的不良导体而具有一定的保温蓄热性。因此，即使在温度很低（0℃）的情况下，其强度仍有增长，但增长速度明显下降。利用混凝土的这种特性，可以控制冬季混凝土施工，保证其强度质量。
（2）冬季的温度等效系数
《建筑工程冬期施工规程》规定，冬期低温条件下混凝土强度增长取决于温度等效系数αT，而系数αT始终大于0。只要受冻前混凝土达到受冻的临界强度（大体积混凝土不低于7.0MPa，非大体积混凝土和钢筋混凝土不低于设计强度的85%），即使在0℃以下的低温中，混凝土的强度仍会有增长，只是增长得很缓慢而已。
（3）冬期混凝土成熟度的折算
根据上述规律，在进入冬季施工阶段后，不应采用简化的成熟度计算方法，即简单的以逐日平均温度累计计算成熟度，而应以当日平均温度T相应的温度等效αT乘以标准温度（20℃）等效为折算成熟度。表1列出了在低于20℃时的温度等效系数，以及折算成熟度M。实际应用时，对其他温度的折算成熟度可以采用插值计算的方法。
4、结论
（1）冬期混凝土早期强度偏低且受冰冻、干燥、多风影响，冬期同条件养护混凝土强度随龄期增长缓慢，规律性不强，离散度很大。
（2）根据冬季混凝土施工规程，考虑低温条件下温度等效系数的影响，采用折算成熟度描述混凝土强度的增长，可以解释上述原因。
（3）冬季混凝土强度在相同成熟度条件下仍低于标养强度及结构实体强度，这是由于自然条件下湿度条件劣于标养的缘故，可以乘以折算系数加以补偿。
（4）为满足混凝土验收及使用要求，在实际施工中可以采用蓄热法或暖棚法对仓面混凝土进行保温并做好防风和洒水养护。尤其要重视混凝土的早期（14d）保温养护条件和养护时间，以提高其早期强度，缩短等效养护龄期。
参考文献：
[1]庄丽辉，佟胜宝，孙玉良等。《冬期混凝土强度增长规律的试验研究》
[2]JGJ104-87，建筑工程冬期施工规程[S].68-73
[3]DL/T5144-2001，水工混凝土施工规范