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【摘 要】 大坝混凝土结构开裂问题长期以来困扰着工程界，一直未能得到很好的解决。裂缝的出现和存在会对结构整体性、安全性带来不利影响。大体积混凝土的开裂主要受混凝土自身的物理力学特性、施工养护方式、内外温差及外部约束等因素的影响。本文依据重庆银盘大坝混凝土施工技术，采取控制混凝土出机、入仓、浇筑温度，进行一期、中期、二期通水冷却等施工措施，有效的温控措施，有效控制了大坝的裂缝。
【关键词】 大坝混凝土；温控技术；裂缝控制
一、工程概况
乌江银盘水电站二期工程泄洪坝段左中区共分9个坝段，泄1#～9#坝段，位于厂房和纵向围堰坝段之间，总长180.50m。泄1#、5#、9#坝段宽度分别为22.75m、25.50m、12.25m，其余各坝段宽均为20m，泄洪坝段顺水流方向最大长度为67.4m，分一条纵缝，其中1～5#坝段纵缝上游长54.3m，纵缝下游长13.4m，下游接防冲板；6～9#坝段纵缝上游长49.7m，纵缝下游长18m，下游接护坦；表孔堰顶高程195m，宽度均为15.50m，跨横缝布置。
二、设计温控标准
2.1、基础允许温差标准
主体建筑物采用的基础允许温差见表2-1。
2.2、防止表面裂缝温控标准
1）混凝土表面保护标准
挡水建筑物上、下游面进行施工期永久保护。保温后的混凝土表面等效放热系数上游面β≤2.0W/m2·℃，下游面β≤3.0W/m2·℃。
日平均气温在2～3天内连续下降6℃以上时，28天龄期内混凝土表面（顶、侧面）必须进行表面保护，β≤3.0W/m2·℃。
中、后期混凝土遇年变化气温和气温骤降，视不同部位和混凝土浇筑季节，结合中、后期通水情况，采取必要的表面保护。
2）混凝土内外温差标准
为降低混凝土温度梯度，防止产生表面裂缝，内外温差控制在18℃～20℃。
3）新老混凝土上、下层温差标准
在龄期28天以上的老混凝土上连续浇筑新混凝土，在新浇筑混凝土连续上升的条件下，新老混凝土在各自0.2L高度范围内的上下层温差为16～18℃。当新浇筑混凝土不能连续上升时，该标准应适当加严。
2.3、允许最高温度
根据各部位稳定温度、准稳定温度及上述温控标准和表面保护标准，确定坝体设计允许最高温度见表2-3。
2.4、水管冷却温差
初中期通水冷却温差按20℃～25℃控制。冷却温差取用原则是基础块从严，混凝土的降温速率不大于1℃/天。
2.5、浇筑层厚和层间间歇期的控制
层间间歇期从散热、防裂及施工作业各方面综合考虑，设计要求层间间歇，一般不小于3天，也不宜大于10天。
2.6、浇筑温度的控制
基础约束区浇筑温度12～2月采用自然入仓，非基础约束区11～3月采用自然入仓；其余季节浇筑温度为14～18℃。高温季节预冷混凝土自出机口至浇筑坯被覆盖前的温度回升率不大于0.25。冬季浇筑温度不小于5℃。
三、水文气象条件
3.1、气温
坝址多年平均气温17.4℃，极端最高气温44.1℃，极端最低气温-3.8℃。坝址多年平均水面蒸发1131.4mm，最大月蒸发量出现在7、8月均为185mm，最小月蒸发量为34mm（12月）。
3.2、水温
乌江滩多流急，水流紊乱，水温垂向和横向变化不大，岸边水温具有较好的代表性。根据坝址附近水温统计资料，水温10.8～24.4℃。
四、温控防裂技术措施
4.1、优化大坝混凝土配合比设计提高混凝土抗裂能力
大坝混凝土开始浇筑前，安排充分的时间进行大坝混凝土施工配合比优化设计。选用中热42.5Mpa水泥，一级粉煤灰和优质的高效缓凝减水剂，尽量多掺粉煤灰，减少混凝土水化热温升，提高混凝土抗裂能力。
4.2、合理控制浇筑层厚度及层间间隔
大坝混凝土采用薄层短间歇均匀上升，河床坝段基础强约束区及度汛过渡的老混凝土浇筑分层厚度为1.5m，约束区以上浇筑层厚为3.0m，层间间隔时间控制在4～10天左右。
4.3、拌制预冷混凝土
在料堆场、集料斗的上方搭设遮阳棚，防止太阳光直接照射骨料升温，适当降低骨料拌和温度。为满足夏季大坝混凝土施工，在拌和系统安装一套制冷系统进行混凝土拌和等方法，确保夏季混凝土浇筑温度控制指标。
4.4、混凝土浇筑工艺
充分利用高温季节中有利的浇筑时段，抓住早、晚和夜间温度相对较低的时机，抢阴雨时段，合理组织安排混凝土浇筑。加快混凝土入仓速度，减少混凝土中转次数，以控制混凝土浇筑温度。一方面强调设备运行人员现场交接班制度，另一方面严格控制浇筑混凝土期间吃饭时间，保证仓内混凝土浇筑不停。
采用混凝土仓面喷雾措施，一般在每个仓面安装两轴流喷雾风机，由喷雾风机将制冷水通过压力雾化喷嘴雾化成细小雾滴，用风力将雾滴均匀吹送到混凝土浇筑面上方形成雾层，可降低倉面的环境温度的目的，可使浇筑范围的环境温度降低约3～5℃，必要时可采用系统高压冲毛机喷雾降温。
混凝土水平运输车辆增设隔热遮阳棚，防止混凝土运输过程冷量损失。混凝土运输车辆进入拌合楼前，冲洗大厢、降低大厢钢板温度；运输道路经常保养，确保道路畅通。
仓面混凝土加盖弹性聚氨酯保温被，采用彩条雨布和1.5cm厚的聚氨酯泡沫板做成保温被，在混凝土浇筑过程中随浇筑随覆盖，表面混凝土强度达到2.5MPa后，取下保温被，进行下一层混凝土施工仓位准备。
4.5、通水冷却及表面散热
冷却水管采用Φ32聚乙烯塑料管，在浇筑混凝土时埋入坝内。水管垂直和水平布置间距均为1.5～3.0m，具体根据施工进度安排及温控要求确定。单根水管长度控制在200～300m左右。水管进出口位置集中布置在坝外、廊道或竖井内，间距1m左右，对水管管口进行编号，且管口应妥当保护，以防堵塞。 初期采用个性化通水冷却能有效削减混凝土水化热温升峰值，根据混凝土施工温控要求，高温季节浇筑大体积混凝土时，冷却水管增加通制冷水（6～8℃）削减混凝土前期水化热温升，并根据混凝土内部温度，调整单回路流量15～25L/min，通水历时15天左右，保证坝体混凝土最高温度在设计要求允许范围内。
高温和较高温季节的混凝土浇筑完成后，人工对已浇筑混凝土进行不间断流水养护，保持仓面潮湿，使混凝土充分散热。
4.6、加强混凝土表面保护
由于坝址气温骤降频繁，必须做好混凝土的表面保温工作，以减少内外温差，降低混凝土表面温度梯度，避免出现混凝土表面裂缝。主要措施包括：气温骤降期间，适当推迟拆模，尤其防止在傍晚气温下降时拆模；当日平均气温在2～3天内连续下降超过6℃时，28d龄期的混凝土表面（顶、侧面）覆盖保温被进行表面保温保护；入冬后，将廊道及其它孔洞进出口进行封堵保护，以防冷风贯通产生混凝土表面裂缝。
五、温控与防裂控制要点
通过对银盘二期大坝混凝土工程实施，大坝混凝土施工采取优化配合比、适当分层厚度，采取控制混凝土出机、入仓、浇筑温度，进行一期、中期、二期通水冷却等施工措施，可有效的温控措施，实践证明，温控是防止大坝混凝土裂缝的重要手段，在每个施工步骤都有可能造成结果裂缝问题，控制重点如下：
（1）水泥、外加剂原材料和配料数量必须符合要求。水泥、外加剂质量和配比出现问题，过程检测很难发现，要严加控制。
（2）合理分层分块。大体积混凝土分层厚度易在1.5～2m，分块长度40m以内，宽度20m以内，越短的分块，对温度要求也就越低。
（3）混凝土拌合料运输尽快入仓是温控的关键。混凝土拦合料运输过程要统一协调，建立连动机制，严禁长时间等待入仓，可有效降低预冷混凝土温度回升。
（4）混凝土仓面做到及时辅料、振捣、覆盖，可有效降低温度回升。
（5）个性化通水可有效控制混凝土内部最高温度。所谓个性化通水，就是根据混凝土内部温度，调整通水流量，即混凝土内部温度低时，减小流量，高时增加流量，可有效控制峰值。
（6）控制混凝土内外温差是防止裂缝的关键。经实践证明，当内外温差达到18～20℃时，表面即出现裂缝。若达不到这个极限值，也不会产生裂缝，故在南方热带，大体积混凝土温控就不会有北方高的原因。
（7）温度骤降保温是关键。当气温在10以下时，温度骤降，应及时对混凝土面采取有效保温措施，并落实到位，可有效避免裂缝产生。
（8）大坝混凝土施工除科学的技术，還要是严格管理制度。大坝施工每个工序，都需要科学合理的技术和管理制度结合，否则，再好的技术也没用。
六、结论
大坝混凝土采取科学的技术研究、严格的温控措施、有效的管理责任制，可有效控制坝体混凝土内部的最高温度和断面温度变化梯度，避免由于温度变化引起的混凝土体积收缩而在坝体表面和内部出现的裂缝。
作者简介：于付海，安徽阜阳人，工程师，从事水利水电工程建设施工管理。
【关键词】 大坝混凝土；温控技术；裂缝控制
一、工程概况
乌江银盘水电站二期工程泄洪坝段左中区共分9个坝段，泄1#～9#坝段，位于厂房和纵向围堰坝段之间，总长180.50m。泄1#、5#、9#坝段宽度分别为22.75m、25.50m、12.25m，其余各坝段宽均为20m，泄洪坝段顺水流方向最大长度为67.4m，分一条纵缝，其中1～5#坝段纵缝上游长54.3m，纵缝下游长13.4m，下游接防冲板；6～9#坝段纵缝上游长49.7m，纵缝下游长18m，下游接护坦；表孔堰顶高程195m，宽度均为15.50m，跨横缝布置。
二、设计温控标准
2.1、基础允许温差标准
主体建筑物采用的基础允许温差见表2-1。
2.2、防止表面裂缝温控标准
1）混凝土表面保护标准
挡水建筑物上、下游面进行施工期永久保护。保温后的混凝土表面等效放热系数上游面β≤2.0W/m2·℃，下游面β≤3.0W/m2·℃。
日平均气温在2～3天内连续下降6℃以上时，28天龄期内混凝土表面（顶、侧面）必须进行表面保护，β≤3.0W/m2·℃。
中、后期混凝土遇年变化气温和气温骤降，视不同部位和混凝土浇筑季节，结合中、后期通水情况，采取必要的表面保护。
2）混凝土内外温差标准
为降低混凝土温度梯度，防止产生表面裂缝，内外温差控制在18℃～20℃。
3）新老混凝土上、下层温差标准
在龄期28天以上的老混凝土上连续浇筑新混凝土，在新浇筑混凝土连续上升的条件下，新老混凝土在各自0.2L高度范围内的上下层温差为16～18℃。当新浇筑混凝土不能连续上升时，该标准应适当加严。
2.3、允许最高温度
根据各部位稳定温度、准稳定温度及上述温控标准和表面保护标准，确定坝体设计允许最高温度见表2-3。
2.4、水管冷却温差
初中期通水冷却温差按20℃～25℃控制。冷却温差取用原则是基础块从严，混凝土的降温速率不大于1℃/天。
2.5、浇筑层厚和层间间歇期的控制
层间间歇期从散热、防裂及施工作业各方面综合考虑，设计要求层间间歇，一般不小于3天，也不宜大于10天。
2.6、浇筑温度的控制
基础约束区浇筑温度12～2月采用自然入仓，非基础约束区11～3月采用自然入仓；其余季节浇筑温度为14～18℃。高温季节预冷混凝土自出机口至浇筑坯被覆盖前的温度回升率不大于0.25。冬季浇筑温度不小于5℃。
三、水文气象条件
3.1、气温
坝址多年平均气温17.4℃，极端最高气温44.1℃，极端最低气温-3.8℃。坝址多年平均水面蒸发1131.4mm，最大月蒸发量出现在7、8月均为185mm，最小月蒸发量为34mm（12月）。
3.2、水温
乌江滩多流急，水流紊乱，水温垂向和横向变化不大，岸边水温具有较好的代表性。根据坝址附近水温统计资料，水温10.8～24.4℃。
四、温控防裂技术措施
4.1、优化大坝混凝土配合比设计提高混凝土抗裂能力
大坝混凝土开始浇筑前，安排充分的时间进行大坝混凝土施工配合比优化设计。选用中热42.5Mpa水泥，一级粉煤灰和优质的高效缓凝减水剂，尽量多掺粉煤灰，减少混凝土水化热温升，提高混凝土抗裂能力。
4.2、合理控制浇筑层厚度及层间间隔
大坝混凝土采用薄层短间歇均匀上升，河床坝段基础强约束区及度汛过渡的老混凝土浇筑分层厚度为1.5m，约束区以上浇筑层厚为3.0m，层间间隔时间控制在4～10天左右。
4.3、拌制预冷混凝土
在料堆场、集料斗的上方搭设遮阳棚，防止太阳光直接照射骨料升温，适当降低骨料拌和温度。为满足夏季大坝混凝土施工，在拌和系统安装一套制冷系统进行混凝土拌和等方法，确保夏季混凝土浇筑温度控制指标。
4.4、混凝土浇筑工艺
充分利用高温季节中有利的浇筑时段，抓住早、晚和夜间温度相对较低的时机，抢阴雨时段，合理组织安排混凝土浇筑。加快混凝土入仓速度，减少混凝土中转次数，以控制混凝土浇筑温度。一方面强调设备运行人员现场交接班制度，另一方面严格控制浇筑混凝土期间吃饭时间，保证仓内混凝土浇筑不停。
采用混凝土仓面喷雾措施，一般在每个仓面安装两轴流喷雾风机，由喷雾风机将制冷水通过压力雾化喷嘴雾化成细小雾滴，用风力将雾滴均匀吹送到混凝土浇筑面上方形成雾层，可降低倉面的环境温度的目的，可使浇筑范围的环境温度降低约3～5℃，必要时可采用系统高压冲毛机喷雾降温。
混凝土水平运输车辆增设隔热遮阳棚，防止混凝土运输过程冷量损失。混凝土运输车辆进入拌合楼前，冲洗大厢、降低大厢钢板温度；运输道路经常保养，确保道路畅通。
仓面混凝土加盖弹性聚氨酯保温被，采用彩条雨布和1.5cm厚的聚氨酯泡沫板做成保温被，在混凝土浇筑过程中随浇筑随覆盖，表面混凝土强度达到2.5MPa后，取下保温被，进行下一层混凝土施工仓位准备。
4.5、通水冷却及表面散热
冷却水管采用Φ32聚乙烯塑料管，在浇筑混凝土时埋入坝内。水管垂直和水平布置间距均为1.5～3.0m，具体根据施工进度安排及温控要求确定。单根水管长度控制在200～300m左右。水管进出口位置集中布置在坝外、廊道或竖井内，间距1m左右，对水管管口进行编号，且管口应妥当保护，以防堵塞。 初期采用个性化通水冷却能有效削减混凝土水化热温升峰值，根据混凝土施工温控要求，高温季节浇筑大体积混凝土时，冷却水管增加通制冷水（6～8℃）削减混凝土前期水化热温升，并根据混凝土内部温度，调整单回路流量15～25L/min，通水历时15天左右，保证坝体混凝土最高温度在设计要求允许范围内。
高温和较高温季节的混凝土浇筑完成后，人工对已浇筑混凝土进行不间断流水养护，保持仓面潮湿，使混凝土充分散热。
4.6、加强混凝土表面保护
由于坝址气温骤降频繁，必须做好混凝土的表面保温工作，以减少内外温差，降低混凝土表面温度梯度，避免出现混凝土表面裂缝。主要措施包括：气温骤降期间，适当推迟拆模，尤其防止在傍晚气温下降时拆模；当日平均气温在2～3天内连续下降超过6℃时，28d龄期的混凝土表面（顶、侧面）覆盖保温被进行表面保温保护；入冬后，将廊道及其它孔洞进出口进行封堵保护，以防冷风贯通产生混凝土表面裂缝。
五、温控与防裂控制要点
通过对银盘二期大坝混凝土工程实施，大坝混凝土施工采取优化配合比、适当分层厚度，采取控制混凝土出机、入仓、浇筑温度，进行一期、中期、二期通水冷却等施工措施，可有效的温控措施，实践证明，温控是防止大坝混凝土裂缝的重要手段，在每个施工步骤都有可能造成结果裂缝问题，控制重点如下：
（1）水泥、外加剂原材料和配料数量必须符合要求。水泥、外加剂质量和配比出现问题，过程检测很难发现，要严加控制。
（2）合理分层分块。大体积混凝土分层厚度易在1.5～2m，分块长度40m以内，宽度20m以内，越短的分块，对温度要求也就越低。
（3）混凝土拌合料运输尽快入仓是温控的关键。混凝土拦合料运输过程要统一协调，建立连动机制，严禁长时间等待入仓，可有效降低预冷混凝土温度回升。
（4）混凝土仓面做到及时辅料、振捣、覆盖，可有效降低温度回升。
（5）个性化通水可有效控制混凝土内部最高温度。所谓个性化通水，就是根据混凝土内部温度，调整通水流量，即混凝土内部温度低时，减小流量，高时增加流量，可有效控制峰值。
（6）控制混凝土内外温差是防止裂缝的关键。经实践证明，当内外温差达到18～20℃时，表面即出现裂缝。若达不到这个极限值，也不会产生裂缝，故在南方热带，大体积混凝土温控就不会有北方高的原因。
（7）温度骤降保温是关键。当气温在10以下时，温度骤降，应及时对混凝土面采取有效保温措施，并落实到位，可有效避免裂缝产生。
（8）大坝混凝土施工除科学的技术，還要是严格管理制度。大坝施工每个工序，都需要科学合理的技术和管理制度结合，否则，再好的技术也没用。
六、结论
大坝混凝土采取科学的技术研究、严格的温控措施、有效的管理责任制，可有效控制坝体混凝土内部的最高温度和断面温度变化梯度，避免由于温度变化引起的混凝土体积收缩而在坝体表面和内部出现的裂缝。
作者简介：于付海，安徽阜阳人，工程师，从事水利水电工程建设施工管理。