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摘要：锦屏一级水电站为双曲拱坝，坝高305m，采用常态混凝土浇筑，混凝土温控要求严格，防裂难度大。在混凝土生产过程中通过加冰、风冷骨料来控制混凝土的出几机口温度；施工过程中通过缆机快速入仓来减小混凝土温度回升；浇筑过程中采取仓内喷雾降温、覆盖保温被隔热等措施控制浇筑温度。浇筑完成后，采取通过仓内预埋冷却水管通制冷水的措施对混凝土进行冷却（混凝土水化热交换）、表面流水（洒水）养护等温控综合措施，控制混凝土发热最高温度。通过以上温控措施，能够有效控制混凝土温升和温降过程，降低混凝土温度裂缝的出现几率，保证混凝土施工质量。
关键词：锦屏一级、双曲拱坝、温控、冷却、防裂
中图分类号：TV331文献标识码： A
1、工程概况
锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里县和盐源县交界处的雅砻江大河湾干流河段上，是雅砻江下游从卡拉至河口河段水电规划梯级开发的龙头水库。混凝土双曲拱坝为世界第一高拱坝，坝高305m，坝顶高程为EL.1885m，坝顶宽度16.0m，坝底厚度63.0m，厚高比0.207，坝体混凝土方量约475万方。大坝地处青藏高原东侧边缘地带，属川西高原气候区，主要受高空西风环流和西南季风影响，干、湿季分明。每年5月～10月为高温季节，流域内气候湿润、降雨集中，日照强度大、昼夜温差大。
2、高温季节混凝土施工温度控制
高温季温控工作中重点是控制浇筑温度、最高温度、降温速率、内部温差及保温隔热和保湿工作。其中，浇筑温度控制、最高温度控制、缓慢冷却、保温隔热和保湿工作是夏季温控工作的工作重点和难点，需要投入大量的资源和采取严格的控制措施。
2.1 浇筑前冷却设施布置
2.1.1 仓内冷却水管布置
混凝土预埋冷却水管采用铁管或高密度聚乙烯HEPE管，采用蛇形布置，支管走向垂直于水流方向。为保证有效流量，单根支管长度采用不大于300m进行控制，仓内一套主管最多带三套支管，各支管长度要求基本相等。冷却水管距上、下游坝面距离为0.8m，局部不小于0.5m，冷却水管距横缝面0.8m（先浇块）和0.5m（后浇块），距离廊道、孔口、电梯井内壁面距离不小于0.5m。冷却水管垂直间距为1.5m，水平间距为1.0m或1.5m，采用1.0m或1.5m水平间距根据大坝温控分区进行决定。如牛腿、闸墩、支撑大梁等钢筋密集区域，由于采用同标号二级配混凝土进行浇筑，混凝土坍落度大、胶凝材料用量大、水化热温升快，可适当加密冷却水管间距至1.0m×1.0m或0.8m×1.0m。
2.1.2 仓内温度计布置
为获取仓内混凝土典型水化热温度变化数据，要在混凝土浇筑前，在浇筑仓内埋设高精度温度计。本工程采用埋设高精度铜电阻温度计，这种温度计采数据方便，对温度变化敏感度高，能够满足指导温控过程的要求。
2.2 入仓温度控制
大坝混凝土采用自卸汽车结合缆机水平加垂直运输入仓浇筑。经现场统计混凝土从出机口装车、运输至缆机卸料口约4分钟，缆机运行至仓内约2.5分钟，料罐定位至下料完毕约需要1分钟～1.5分钟。混凝土从出机口至入仓完毕，温度回升在1℃～2℃。为最大限度减小混凝土运输过程中的温度回升，运输过程中采取对运输车体和料罐包裹保温材料的措施，能够有效降低混凝土入仓过程中的温度回升，特别是在夏季此项措施非常有效。
2.3 浇筑温度控制
在混凝土浇注过程中，控制浇筑温度对混凝土最高温度的控制起到至关重要的作用。经数据统计分析，浇筑温度每升高3℃，混凝土最高温度升高约1℃。为此，通常采取仓面喷雾降温、坯层快速覆盖、临时覆盖保温被隔热等措施进行浇筑温度控制。、
（1） 仓面喷雾降温
在夏季高温时段混凝土浇筑施工过程中，为减小高温环境温度对低温混凝土形成温度倒灌，通常需要在浇筑仓两侧大模板上布置喷雾机，通过喷雾形成浇筑仓内小气候。喷雾机布置原则以喷雾能够基本覆盖浇筑仓面为佳，喷雾时喷雾方向要求基本协调一致。本工程当气温高于22℃时开启喷雾机，经现场喷雾效果试验，喷雾能够降低浇筑仓内温度3℃~4℃，能够有效形成仓内小气候，有利于混凝土浇筑温度控制。在施工时对局部喷雾机喷不到的死角，可以采用冲毛枪辅助喷雾，在使用喷雾枪喷雾时要注意喷雾枪的使用安全和喷雾角度。
（2） 坯层快速覆盖
混凝土浇筑过程中一般采用高度3m或4.5m为一个浇筑单元。为保证混凝土充分振捣密实，一般采用平铺法或台阶法进行分层浇筑。为控制混凝土浇筑温度不超过11℃，混凝土上下层之间覆盖时间应控制在4小时以内，当仓面面积较大，采用平铺法施工难以在4小时以内对下层混凝土进行覆盖时，应选择台阶法施工，同时应加强仓内施工组织，加快混凝土平仓振捣速度，降低由于太阳辐射和环境温度过高形成温度倒灌，从而导致混凝土浇筑温度上升。
（3） 临时覆盖保温被隔热
在浇筑过程中经常会出现缆机供料不足、仓内待料时间过长、仓内设备故障、铺设冷却水管等因素造成坯层覆盖时间超过4小时的情况，若在白天气温较高时则需要在已经平仓未振捣和已平仓振捣后的混凝土面上覆盖5cm厚的保温被进行隔热保温，以减小混凝土温度回升。
2.4 混凝土通水冷却
根据设计技术条款要求，混凝土通水冷却分为一期控温、一期降温、中期降温、二期降温和二期控温五个阶段。其中一期控温目的是通过通水冷却削减混凝土水化热峰值，防止混凝土内部温度过高拉裂混凝土；一期降温、中期降温和二期降温目的是通过通水冷却，进一步置换混凝土内部水化热，通过阶段性的通水让混凝土内部温度降至接近常年平均温度的封拱温度，以便对混凝土进行封拱灌浆；二期控温目的是通过个性化的通水措施，将已经满足接缝灌浆要求的混凝土的温度控制在封拱接缝灌浆温度要求范围内，防止混凝土内部温度回升超出混凝土接缝灌浆温度。
（1） 一期控温
一期控温阶段采用9℃~12℃的冷却水，通水流量为1.8m3∕h，控温历时5～7天，混凝土最高温度控制在≤25℃，当混凝土出现最高温度，并下降2℃后开始调节通水流量，一期控温阶段结束，混凝土进入一期降温阶段。
（2） 一期降温
一期降温阶段采用9℃~12℃的冷却水，通水流量0.8 m3∕h ~1.5 m3∕h，通水流量根据降温速率进行动态调节，日降温速率一期降温阶段≤0.5℃∕d，冷卻历时不小于21天，当混凝土内部温度降至21℃时，一期降温阶段结束，混凝土进入中期降温阶段。
（3） 中期降温
中期降温采用11℃~16℃的冷却水，通水流量0.5m3∕h ~1 m3∕h，通水流量根据降温速率进行动态调节，日降温速率中期降温阶段≤0.3℃∕d，冷却历时不小于28天，当混凝土内部温度降至18℃时，中期冷却阶段结束，混凝土进入二期冷却降温阶段。
（4） 二期降温
二期降温采用8℃~10℃的冷却水, 通水流量0.3m3∕h ~1 m3∕h，通水流量根据降温速率进行动态调节，日降温速率二期降温阶段≤0.3℃∕d，冷却历时不小于42天，当混凝土内部温度降至封拱温度时，二期冷却降温阶段结束，混凝土进入二期冷却控温阶段。
（5） 二期控温
根据设计要求拱坝混凝土封拱接缝灌浆时，混凝土龄期要求≥120天，当二期冷却结束时，如果混凝土龄期不满足接缝灌浆混凝土龄期要求，为防止混凝土内部温度回升超出接缝灌浆温度，则需要对温度回升的混凝土进行通水控温。二期控温采用8℃~10℃的冷却水, 通水流量0.3m3∕h ~0.8m3∕h，通水流量根据降温速率进行动态调节，当混凝土接缝灌浆完毕，则混凝土二期控温结束。
3、养护
高温季节在混凝土收仓后的一段时间内，混凝土内部温度低于气温，为防止混凝土表面水分蒸发过快。应在混凝土收仓后，在混凝土表面覆盖5cm厚的保温被进行隔热保温，降低混凝土与外界气温的热交换。当混凝土终凝后揭开保温被洒水或流水养护，养护过程中要保持混凝土面持续湿润，避免出现发白发干现象，防止混凝土由于养护不到位出现表面干缩裂缝。混凝土养护至新混凝土覆盖时止。
4、结语
高拱坝混凝土浇筑过程温度控制和冷却过程控制是防止出现温度裂缝的关键。只有控制好浇筑温度才能有效控制最高温度、只有控制好降温过程才能避免由于温升过大和降温过快产生温度应力拉裂混凝土。在混凝冷却过程中要按照“小温差、早冷却、分阶段缓慢冷却”的降温要求，要控制冷却水温与混凝土内部温度之差不宜过大。
锦屏一级双曲拱坝施工过程中，大坝混凝土防裂存在诸多不利因素，温控工作难度大，但通过严格的管理、精细化的温控过程控制、不断的改进施工工艺，提高了工程质量，有效降低了大坝混凝土温度裂缝的发生几率。大坝于2014年3月浇筑至坝顶EL.1885m高程，未出现裂缝。工程实践证明高拱坝混凝土温控设计和施工是成功的，可为类似工程提供借鉴。
参考文献：
1、中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，《四川省雅砻江锦屏一级水电站拱坝混凝土温度控制技术要求（B版）》（2010年6月）
2、中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，《拱坝混凝土施工中温度控制问题分析及措施研究》（2010年4月）
作者简介
向鹏（1984年～）男，四川省越西县人，毕业于四川电力职业技术学院，助理工程师，从事水利水电施工技术及管理工作。
关键词：锦屏一级、双曲拱坝、温控、冷却、防裂
中图分类号：TV331文献标识码： A
1、工程概况
锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里县和盐源县交界处的雅砻江大河湾干流河段上，是雅砻江下游从卡拉至河口河段水电规划梯级开发的龙头水库。混凝土双曲拱坝为世界第一高拱坝，坝高305m，坝顶高程为EL.1885m，坝顶宽度16.0m，坝底厚度63.0m，厚高比0.207，坝体混凝土方量约475万方。大坝地处青藏高原东侧边缘地带，属川西高原气候区，主要受高空西风环流和西南季风影响，干、湿季分明。每年5月～10月为高温季节，流域内气候湿润、降雨集中，日照强度大、昼夜温差大。
2、高温季节混凝土施工温度控制
高温季温控工作中重点是控制浇筑温度、最高温度、降温速率、内部温差及保温隔热和保湿工作。其中，浇筑温度控制、最高温度控制、缓慢冷却、保温隔热和保湿工作是夏季温控工作的工作重点和难点，需要投入大量的资源和采取严格的控制措施。
2.1 浇筑前冷却设施布置
2.1.1 仓内冷却水管布置
混凝土预埋冷却水管采用铁管或高密度聚乙烯HEPE管，采用蛇形布置，支管走向垂直于水流方向。为保证有效流量，单根支管长度采用不大于300m进行控制，仓内一套主管最多带三套支管，各支管长度要求基本相等。冷却水管距上、下游坝面距离为0.8m，局部不小于0.5m，冷却水管距横缝面0.8m（先浇块）和0.5m（后浇块），距离廊道、孔口、电梯井内壁面距离不小于0.5m。冷却水管垂直间距为1.5m，水平间距为1.0m或1.5m，采用1.0m或1.5m水平间距根据大坝温控分区进行决定。如牛腿、闸墩、支撑大梁等钢筋密集区域，由于采用同标号二级配混凝土进行浇筑，混凝土坍落度大、胶凝材料用量大、水化热温升快，可适当加密冷却水管间距至1.0m×1.0m或0.8m×1.0m。
2.1.2 仓内温度计布置
为获取仓内混凝土典型水化热温度变化数据，要在混凝土浇筑前，在浇筑仓内埋设高精度温度计。本工程采用埋设高精度铜电阻温度计，这种温度计采数据方便，对温度变化敏感度高，能够满足指导温控过程的要求。
2.2 入仓温度控制
大坝混凝土采用自卸汽车结合缆机水平加垂直运输入仓浇筑。经现场统计混凝土从出机口装车、运输至缆机卸料口约4分钟，缆机运行至仓内约2.5分钟，料罐定位至下料完毕约需要1分钟～1.5分钟。混凝土从出机口至入仓完毕，温度回升在1℃～2℃。为最大限度减小混凝土运输过程中的温度回升，运输过程中采取对运输车体和料罐包裹保温材料的措施，能够有效降低混凝土入仓过程中的温度回升，特别是在夏季此项措施非常有效。
2.3 浇筑温度控制
在混凝土浇注过程中，控制浇筑温度对混凝土最高温度的控制起到至关重要的作用。经数据统计分析，浇筑温度每升高3℃，混凝土最高温度升高约1℃。为此，通常采取仓面喷雾降温、坯层快速覆盖、临时覆盖保温被隔热等措施进行浇筑温度控制。、
（1） 仓面喷雾降温
在夏季高温时段混凝土浇筑施工过程中，为减小高温环境温度对低温混凝土形成温度倒灌，通常需要在浇筑仓两侧大模板上布置喷雾机，通过喷雾形成浇筑仓内小气候。喷雾机布置原则以喷雾能够基本覆盖浇筑仓面为佳，喷雾时喷雾方向要求基本协调一致。本工程当气温高于22℃时开启喷雾机，经现场喷雾效果试验，喷雾能够降低浇筑仓内温度3℃~4℃，能够有效形成仓内小气候，有利于混凝土浇筑温度控制。在施工时对局部喷雾机喷不到的死角，可以采用冲毛枪辅助喷雾，在使用喷雾枪喷雾时要注意喷雾枪的使用安全和喷雾角度。
（2） 坯层快速覆盖
混凝土浇筑过程中一般采用高度3m或4.5m为一个浇筑单元。为保证混凝土充分振捣密实，一般采用平铺法或台阶法进行分层浇筑。为控制混凝土浇筑温度不超过11℃，混凝土上下层之间覆盖时间应控制在4小时以内，当仓面面积较大，采用平铺法施工难以在4小时以内对下层混凝土进行覆盖时，应选择台阶法施工，同时应加强仓内施工组织，加快混凝土平仓振捣速度，降低由于太阳辐射和环境温度过高形成温度倒灌，从而导致混凝土浇筑温度上升。
（3） 临时覆盖保温被隔热
在浇筑过程中经常会出现缆机供料不足、仓内待料时间过长、仓内设备故障、铺设冷却水管等因素造成坯层覆盖时间超过4小时的情况，若在白天气温较高时则需要在已经平仓未振捣和已平仓振捣后的混凝土面上覆盖5cm厚的保温被进行隔热保温，以减小混凝土温度回升。
2.4 混凝土通水冷却
根据设计技术条款要求，混凝土通水冷却分为一期控温、一期降温、中期降温、二期降温和二期控温五个阶段。其中一期控温目的是通过通水冷却削减混凝土水化热峰值，防止混凝土内部温度过高拉裂混凝土；一期降温、中期降温和二期降温目的是通过通水冷却，进一步置换混凝土内部水化热，通过阶段性的通水让混凝土内部温度降至接近常年平均温度的封拱温度，以便对混凝土进行封拱灌浆；二期控温目的是通过个性化的通水措施，将已经满足接缝灌浆要求的混凝土的温度控制在封拱接缝灌浆温度要求范围内，防止混凝土内部温度回升超出混凝土接缝灌浆温度。
（1） 一期控温
一期控温阶段采用9℃~12℃的冷却水，通水流量为1.8m3∕h，控温历时5～7天，混凝土最高温度控制在≤25℃，当混凝土出现最高温度，并下降2℃后开始调节通水流量，一期控温阶段结束，混凝土进入一期降温阶段。
（2） 一期降温
一期降温阶段采用9℃~12℃的冷却水，通水流量0.8 m3∕h ~1.5 m3∕h，通水流量根据降温速率进行动态调节，日降温速率一期降温阶段≤0.5℃∕d，冷卻历时不小于21天，当混凝土内部温度降至21℃时，一期降温阶段结束，混凝土进入中期降温阶段。
（3） 中期降温
中期降温采用11℃~16℃的冷却水，通水流量0.5m3∕h ~1 m3∕h，通水流量根据降温速率进行动态调节，日降温速率中期降温阶段≤0.3℃∕d，冷却历时不小于28天，当混凝土内部温度降至18℃时，中期冷却阶段结束，混凝土进入二期冷却降温阶段。
（4） 二期降温
二期降温采用8℃~10℃的冷却水, 通水流量0.3m3∕h ~1 m3∕h，通水流量根据降温速率进行动态调节，日降温速率二期降温阶段≤0.3℃∕d，冷却历时不小于42天，当混凝土内部温度降至封拱温度时，二期冷却降温阶段结束，混凝土进入二期冷却控温阶段。
（5） 二期控温
根据设计要求拱坝混凝土封拱接缝灌浆时，混凝土龄期要求≥120天，当二期冷却结束时，如果混凝土龄期不满足接缝灌浆混凝土龄期要求，为防止混凝土内部温度回升超出接缝灌浆温度，则需要对温度回升的混凝土进行通水控温。二期控温采用8℃~10℃的冷却水, 通水流量0.3m3∕h ~0.8m3∕h，通水流量根据降温速率进行动态调节，当混凝土接缝灌浆完毕，则混凝土二期控温结束。
3、养护
高温季节在混凝土收仓后的一段时间内，混凝土内部温度低于气温，为防止混凝土表面水分蒸发过快。应在混凝土收仓后，在混凝土表面覆盖5cm厚的保温被进行隔热保温，降低混凝土与外界气温的热交换。当混凝土终凝后揭开保温被洒水或流水养护，养护过程中要保持混凝土面持续湿润，避免出现发白发干现象，防止混凝土由于养护不到位出现表面干缩裂缝。混凝土养护至新混凝土覆盖时止。
4、结语
高拱坝混凝土浇筑过程温度控制和冷却过程控制是防止出现温度裂缝的关键。只有控制好浇筑温度才能有效控制最高温度、只有控制好降温过程才能避免由于温升过大和降温过快产生温度应力拉裂混凝土。在混凝冷却过程中要按照“小温差、早冷却、分阶段缓慢冷却”的降温要求，要控制冷却水温与混凝土内部温度之差不宜过大。
锦屏一级双曲拱坝施工过程中，大坝混凝土防裂存在诸多不利因素，温控工作难度大，但通过严格的管理、精细化的温控过程控制、不断的改进施工工艺，提高了工程质量，有效降低了大坝混凝土温度裂缝的发生几率。大坝于2014年3月浇筑至坝顶EL.1885m高程，未出现裂缝。工程实践证明高拱坝混凝土温控设计和施工是成功的，可为类似工程提供借鉴。
参考文献：
1、中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，《四川省雅砻江锦屏一级水电站拱坝混凝土温度控制技术要求（B版）》（2010年6月）
2、中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，《拱坝混凝土施工中温度控制问题分析及措施研究》（2010年4月）
作者简介
向鹏（1984年～）男，四川省越西县人，毕业于四川电力职业技术学院，助理工程师，从事水利水电施工技术及管理工作。