丹江口大坝加高主体工程第一仓混凝土已于11月25日开仓浇筑。在40年前兴建的大坝上加高加厚,对于工程技术要求很高。由于新老混凝土弹性模量的差异及新浇混凝土水化热温升产生的温度应力,在内外部温差的作用下,必将对接合面和坝体应力产生影响,这也是丹江口大坝加高工程遭遇到的最大技术难题。针对丹江口大坝加高施工中遇到的难点及解决措施等问题,笔者近日走访了南水北调中线水源公司总工程师张小厅。
问:现在,丹江口大坝加高主体工程混凝土浇筑已全面进入实施阶段,新老混凝土接合问题也凸现出来,这一技术难题能否解决?
答:长江水利委员会与汉江集团经过多年科学试验,在丹江口大坝上做了三次新老混凝土接合试验,已经研究出旧坝体结构拆除的新技术和新工艺,掌握了新老混凝土接合面处理的关键技术和温控措施。施工技术具有高度的严密性和可操作性,完全可以解决这一技术难题,确保丹江口大坝加高工程的质量和安全。
问:请具体介绍采取什么措施解决新老混凝土接合问题?
答:根据混凝土的特性,丹江口大坝加高工程中主要从三方面考虑新老混凝土的接合。
一是控制混凝土热胀冷缩,变形尽量小。这就要求新混凝土浇筑时,温度要低,控制在允许的范围内。尽可能选择低温时间浇筑混凝土,比如冬季。而丹江口地区满足设计要求可以浇筑混凝土的低温季节只有12月、1月、2月,每年3个月的施工时间是远远不够的,为了保证工期和质量,必须采取制冷混凝土进行施工。丹江口大坝加高工程施工中,降低混凝土温度的办法是采取二次风冷再加冰,生产出7摄氏度以下的混凝土。首先在地面料仓里用零下5摄氏度的冷风冷却骨料,称为一次风冷;骨料送至拌和楼料仓里再用零下10~15摄氏度的冷风冷却骨料,称为二次风冷;拌和混凝土时用部分冰代水搅拌,称为加冰,最后生产出温度不超过7摄氏度的混凝土。
二是注重新老混凝土接合面的处理,在老混凝土上切割键槽。老混凝土表面凿毛,去掉老混凝土表面的碳化层,使新混凝土与没有碳化层的老混凝土浇筑在一起。切割键槽起到咬合的作用,采用锯缝与静态爆破相结合切割键槽是国内第一次采用的方法。键槽的角度是通过计算,按照主应力的方向进行布设的,不同坝面上的键槽形式不一样。
三是在老混凝土上打一些锚筋,与新浇的混凝土连接在一起,加强新老混凝土的接合,从而保证大坝加高工程的质量。
问:丹江口大坝加高施工过程中如何保证工程的质量?
答:丹江口大坝加高按设计要求,为避免外部温差的影响,夏季高温季节停浇大坝主体部位的混凝土,从当年10月中下旬到来年的四五月份为施工期。
另外严格控制混凝土温度。拌和楼系统采取二次风冷加冰生产混凝土,混凝土出机口温度控制在7摄氏度以下。混凝土浇筑后,采取水库深层20米以下的冷水经水管冷却混凝土15天,保持新浇混凝土温度变化最小。外部铺垫保温层。用聚苯乙烯板包住新浇混凝土,减小温度变化幅度。这都是避免混凝土产生裂缝的措施。在材料上,选用低热矿渣硅酸盐水泥。在保证混凝土强度要求下,尽量少用水泥,添加一定比例的粉煤灰和高效缓凝减水剂。这些措施都是为了降低水化热,保证新老混凝土联合受力。
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