勾中剛，張 義，田德智

(1. 中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 611130；2.華電西藏能源有限公司大古水電分公司，西藏 山南 856000)

1 西藏DG水電站冬季氣候特點(diǎn)分析

西藏DG水電站地處高寒、高海拔地區(qū)，為典型青藏高原氣候區(qū)，基本特性為海拔高、氣溫低、空氣稀薄、大氣干燥、太陽輻射異常強(qiáng)烈。據(jù)氣象觀測資料統(tǒng)計(jì)，工程所在地每年11月～次年2月的日平均氣溫達(dá)到-3℃以下，低溫季節(jié)長達(dá)4個月，極端最低氣溫可達(dá)-20℃，最大風(fēng)速可達(dá)19 m/s，多年平均相對濕度51%。因此冬季廠房混凝土面臨高寒、干燥且對流風(fēng)強(qiáng)烈的惡劣外部環(huán)境。并且由于廠房本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜精細(xì)，長間歇面、永久外露面以及臨時倉面較多，因此在冬季有效進(jìn)行廠房混凝土的越冬保溫是防止廠房結(jié)構(gòu)混凝土開裂、受凍的重要措施。

2 廠房越冬保溫實(shí)踐

2.1 越冬保溫材料對比實(shí)驗(yàn)及優(yōu)化措施

根據(jù)原技術(shù)要求，廠房混凝土表面應(yīng)采用聚苯乙烯板和聚氨酯保溫材料進(jìn)行保溫，但在初期越冬保溫實(shí)踐過程中，發(fā)現(xiàn)這兩種工藝存在著保濕效果不佳、不能適應(yīng)藏區(qū)特殊氣候條件以及環(huán)保要求等問題，因此西藏DG水電站在實(shí)踐過程中通過對保溫材料進(jìn)行專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)對比后優(yōu)化了混凝土越冬保溫材料。

2.1.1 初始越冬保溫材料的弊端

1)由于西藏DG水電站工程區(qū)域冬季經(jīng)常出現(xiàn)10 m/s以上風(fēng)速，混凝土表面采用粘貼聚苯乙烯板保溫時，出現(xiàn)經(jīng)常性脫落、表面外觀較差等問題，同時聚苯乙烯板中間存在的縫隙在太陽輻射及強(qiáng)風(fēng)的作用下會導(dǎo)致混凝土表面極易失水、干燥，造成保溫保濕效果差。

2)聚氨酯保溫材料施工成本較高，且后期清除易造成環(huán)境污染，處理成本較高。為最大限度地節(jié)約資源和能源，減少施工活動對藏區(qū)環(huán)境造成的不利影響，因此該保溫材料不滿足節(jié)能環(huán)保的需求。

2.1.2 越冬保溫材料對比實(shí)驗(yàn)及優(yōu)化措施

鑒于上述兩種工藝存在的問題，并考慮到混凝土保溫材料拆除的便捷性和環(huán)保性，為保證混凝土施工質(zhì)量，提高保溫材料保溫效果，西藏DG水電站提出了利用橡塑海綿作為混凝土越冬保溫材料的方案[1]，并在2018年冬季組織進(jìn)行了混凝土表面保溫保濕對比試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，優(yōu)化后的橡塑海綿保溫保濕材料具有明顯的優(yōu)越性，具體試驗(yàn)情況如圖1、圖2。

圖1 保溫保濕試驗(yàn)溫度對比圖

圖2 保溫保濕試驗(yàn)濕度對比圖

上述試驗(yàn)通過對保溫材料類型、保溫材料厚度進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，最終反映到混凝土表面溫度和濕度結(jié)果上，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的材料更優(yōu)于初始材料的保溫要求，因此在后續(xù)冬季越冬保溫實(shí)踐中，西藏DG水電站廠房結(jié)構(gòu)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果優(yōu)化了保溫措施，主要采用3 cm橡塑海綿進(jìn)行保溫，同時針對西藏氣候干燥的特點(diǎn)，在混凝土表面覆蓋塑料薄膜進(jìn)行保濕。

2.2 越冬保溫實(shí)踐

2.2.1 優(yōu)化廠房各結(jié)構(gòu)部位越冬保溫方案

1)根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況重新對廠房各結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行了保溫措施優(yōu)化，見表1。

表1 越冬保溫措施優(yōu)化前后對比表

2)通過對廠房各結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行保溫措施優(yōu)化，然后編制廠房越冬保溫措施專項(xiàng)施工方案，并通過專家評審，最后繪制越冬保溫措施規(guī)劃圖(見圖3)進(jìn)行現(xiàn)場越冬保溫施工指導(dǎo)。

圖3 廠房混凝土越冬保溫措施規(guī)劃圖

2.2.2 廠房混凝土臨時倉面越冬保溫實(shí)踐

冬季廠房臨時混凝土倉面施工[2]時，首先要采用暖棚法[3]確?；炷翝仓r的倉內(nèi)保溫。主要在倉內(nèi)四周搭設(shè)暖棚防風(fēng)，同時在混凝土澆筑前2 h內(nèi)對暖棚內(nèi)進(jìn)行供熱，供熱采用2.2 kW充油取暖器，以確保倉內(nèi)溫度滿足混凝土澆筑要求。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，廠房冬季暖棚法保溫措施示意圖如圖4。

圖4 暖棚法施工示意圖

臨時倉面收倉后，在其表面采用塑料薄膜覆蓋保濕，再利用3 cm厚的橡塑海綿覆蓋保溫，保溫材料搭接長度為20 cm，保溫時間段為低溫季節(jié)施工結(jié)束或次年保溫部位復(fù)工后方可進(jìn)行拆除。

2.2.3 長間歇面越冬保溫實(shí)踐

冬季氣溫低于混凝土澆筑最低要求時，混凝土長間歇面應(yīng)進(jìn)行越冬保溫[4]。長間歇面越冬時，主要采用塑料薄膜和3 cm厚橡塑海綿進(jìn)行保溫。塑料薄膜直接覆蓋在混凝土表面進(jìn)行保濕。然后在混凝土面上每隔1 m采用鋼筋條將橡塑海綿固定在混凝土面上保溫。對于模板沒有拆除的部位，則在定位錐孔中打入木楔，再用鉛絲將保溫材料逐層掛貼在木楔上，然后用鋼筋條和鐵絲將保溫材料固定保溫。采用散裝模板澆筑的部位，利用外露的拉筋頭將保溫材料掛貼在混凝土面上，再用鋼筋條及鐵絲將保溫材料固定保溫。

2.2.4 永久外漏面越冬保溫

對于已經(jīng)施工完成的永久外露混凝土表面越冬[5]時，現(xiàn)場采用塑料薄膜和3 cm厚的橡塑海綿(閘墩等異型面)予以保溫。保溫材料緊貼混凝土面，利用模板拉筋頭或螺栓套筒孔內(nèi)塞木楔，外面使用鋼筋條加固，尤其是混凝土棱角部位重點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)并搭接嚴(yán)密。在較高的垂直面，搭設(shè)排架進(jìn)行保溫材料覆蓋，在較低的垂直面，則采用掛設(shè)軟梯方法進(jìn)行保溫材料覆蓋。

2.2.5 孔洞越冬保溫

由于廠房結(jié)構(gòu)孔洞較多，且本工程冬季河谷風(fēng)對流強(qiáng)烈，冬季很容易形成孔洞部位的穿堂風(fēng)，造成混凝土質(zhì)量缺陷。因此在肘管、廊道、門洞、窯洞安裝間等部位越冬時，對孔洞內(nèi)混凝土面采用3 cm橡塑海綿進(jìn)行覆蓋保溫，其次再用鋼管搭設(shè)框架固定在孔洞周邊的混凝土面上，然后在框架上安裝帆布防止穿堂風(fēng)造成混凝土開裂。

2.2.6 混凝土越冬通水降溫及監(jiān)測

混凝土越冬保溫期間，對于需要在混凝土內(nèi)部通水的倉號，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)節(jié)冷卻水的溫度，必要時可利用混凝土冷卻回水作為進(jìn)水進(jìn)行通水冷卻。通水時流量控制在1.5～2 m3/h，水流方向每24 h變換一次，并根據(jù)溫降速率指標(biāo)控制通水流量，以確保水溫與混凝土內(nèi)部最高溫度之差控制在25℃以內(nèi)，混凝土降溫速度控制在0.5℃/d。

其次，越冬期還應(yīng)做好寒潮及氣溫驟降的監(jiān)測預(yù)報(bào)。人工測溫每天≥4次，暖棚法施工時，其內(nèi)部氣溫每4 h測1次，以距混凝土面50 cm測量的四邊角和中心溫度平均值為準(zhǔn)。在遇寒潮和氣溫驟降期間，應(yīng)加密溫度觀測頻率。對于混凝土外露面，則進(jìn)行保溫層內(nèi)外的溫度監(jiān)測，選擇有代表性的部位，同一部位測溫點(diǎn)不少于2點(diǎn)，監(jiān)測頻次每天1次，氣溫驟降的寒潮期間，加密監(jiān)測[6]。

2.2.7 越冬保溫材料拆除

1)混凝土越冬保溫完成后，根據(jù)本工程具體氣候情況進(jìn)行保溫材料的拆除。對于臨時倉面和長間歇混凝土面，越冬保溫材料應(yīng)在不影響后續(xù)施工情況下保溫持續(xù)到次年5月份進(jìn)行整體拆除，拆除時只拆除橡塑海綿，塑料薄膜可配合人工灑水繼續(xù)保濕。若是在5月份之前需要重新復(fù)工的，則需要先拆除部分橡塑海綿，然后對該部分混凝土溫度變化進(jìn)行監(jiān)測，若不滿足拆除要求則需繼續(xù)保溫，若滿足拆除要求則可大面積拆除，恢復(fù)施工。

2)對于永久混凝土外露面，越冬保溫應(yīng)持續(xù)到次年5月份，再整體進(jìn)行保溫材料拆除，拆除時只拆除橡塑海綿，拆除后應(yīng)布設(shè)花管配合塑料薄膜進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。

3)肘管、廊道、門洞、窯洞安裝間等孔洞結(jié)構(gòu)部位在不影響后續(xù)施工情況下保溫持續(xù)到次年5月風(fēng)季結(jié)束后再進(jìn)行門簾和橡塑海綿等保溫、防風(fēng)材料的拆除，以避免穿堂風(fēng)對混凝土造成開裂。

3 結(jié) 語

西藏DG水電站在越冬保溫初期根據(jù)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)對比，揭示了在藏區(qū)高寒、高海拔特殊氣候條件下，聚苯乙烯板和聚氨酯保溫材料的弊端。然后對廠房混凝土開展了優(yōu)化后的越冬保溫實(shí)踐，并在次年3月拆除越冬保溫材料后，發(fā)現(xiàn)廠房越冬保溫部位混凝土沒有出現(xiàn)可見裂縫，混凝土外觀面質(zhì)量整體良好，從而驗(yàn)證了3 cm厚橡塑海綿在藏區(qū)高寒、高海拔氣候下的越冬保溫實(shí)用性，顯著提升了廠房混凝土抗裂、抗凍效果。

同時，由于廠房混凝土結(jié)構(gòu)復(fù)雜精細(xì)，在越冬保溫實(shí)踐過程中劃分臨時倉面、長間歇面、永久外露面和孔洞結(jié)構(gòu)來進(jìn)行針對性保溫、保濕和防風(fēng)，能夠起到更好的保溫效果。其次，在藏區(qū)高寒、高海拔的特殊氣候下，積極對混凝土內(nèi)部通水降溫、對混凝土內(nèi)外部溫度高頻監(jiān)測以及嚴(yán)格控制保溫材料拆除時間等措施對廠房混凝土越冬保溫也起到了至關(guān)重要的作用。