1 工程簡介和氣象資料
南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程孟良河渠道倒虹吸工程，位于河北省曲陽縣燕趙鄉(xiāng)中管頭村南1km處,穿越孟良河與沙河總干渠。本工程是南水北調(diào)中線干線上的一座大型交叉建筑物,為南水北調(diào)中線石京段應(yīng)急供水工程當(dāng)中的一座控制性建筑物。
孟良河渠道倒虹吸工程處于華北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，夏秋兩季受太平洋副熱帶高壓控制，多東南風(fēng)，炎熱多雨，極端最高溫度41.7℃，多年平均風(fēng)速2.1m/s，最大風(fēng)速20m/s，風(fēng)向NW。
根據(jù)曲陽縣氣象站提供的2004年～2006年3年的氣象資料統(tǒng)計表明，工程所在地6月份、7月份、8月份平均氣溫如下：

氣 溫 統(tǒng) 計 表
序 號	月   份		環(huán) 境 溫 度			備  注
			最高溫度	最低溫度	平均溫度
1	6月份	上旬	30.1	16.2	23.4
		中旬	32.4	17.4	25.1
		下旬	32.6	19.6	26.0
		平均	31.7	17.7	24.8
2	7月份	上旬	33.3	20.9	26.9
		中旬	30.4	22.1	25.9
		下旬	33.3	23.4	27.9
		平均	32.3	22.1	26.9
3	8月份	上旬	30.4	21.2	25.5
		中旬	27.8	20.2	24.2
		下旬	27.9	18.1	22.5
		平均	28.7	19.8	24.1

為加快施工進(jìn)度，保證石京段順利通水，孟良河渠道倒虹吸工程部分混凝土施工項目需要6月~8月份施工。在該時段外界氣溫較高，水的蒸發(fā)量大，對于新澆筑混凝土可能出現(xiàn)干燥快、凝結(jié)快或出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象，為了保證混凝土澆筑質(zhì)量，我部采取降低混凝土出機口溫度、減少運輸澆筑過程中溫度回升、加強混凝土養(yǎng)護(hù)等措施對混凝土澆筑質(zhì)量進(jìn)行控制。
在混凝土從生產(chǎn)到澆筑的全過程中，通過以下環(huán)節(jié)控制混凝土澆筑溫度。
2混凝土溫度控制
2.1混凝土出拌和機前的溫度控制
對組成混凝土拌和物的各種材料采取不同的方法進(jìn)行降溫，以降低混凝土的出機口溫度。
2.1.1骨料降溫
（1）在骨料堆放場上部搭設(shè)防曬遮陽棚，避免骨料受太陽光暴曬；
（2）儲存足夠的骨料，提高成品料倉骨料的堆高，延長骨料堆存時間；
（3）在低溫時間（例如晚上）上料；
（4）如果氣溫過高，以上措施不能滿足要求時，采取對中石料倉進(jìn)行噴水冷卻的方式對中石進(jìn)行降溫。中石有兩個料倉，將其中一個中石料倉底部用20cm厚C20素混凝土進(jìn)行硬化，設(shè)2%的排水坡度將降溫用冷卻水匯集后進(jìn)行引排。
2.1.2水泥降溫
（1）嚴(yán)格控制水泥進(jìn)場溫度，水泥進(jìn)場安排在晚上低溫時間進(jìn)行；
（2）水泥出廠后，自身溫度會伴隨儲備期的延長而降低，因此要根據(jù)施工進(jìn)度安排提前進(jìn)場水泥，盡可能延長水泥儲存時間，
2.1.3拌和水降溫
本工程中拌和機距離水井較近，故采用溫度較底的地下水直接進(jìn)行混凝土拌和。如果氣溫過高，采取加冰措施。加冰時，選用片冰或冰屑，并適當(dāng)延長拌和時間。
2.1.4調(diào)整緩凝劑含量，延緩水泥水化熱量
適當(dāng)調(diào)整混凝土緩凝劑的配比含量，延緩水泥水化熱發(fā)散速率，以控制混凝土的凝結(jié)時間，降低混凝土入倉澆筑溫度。
2.1.5混凝土出機溫度計算
通過以上措施，將組成混凝土拌和物的各種原材料溫度代入下式，計算混凝土出機口溫度。
T₀=[(0.837+4.19q_s)WsTs+(0.837+4.19q_g)WgTg+0.837WcTc +4.19(Ww-q_sWs-q_GWg)Tw+Qj]/[0.837(Ws+Wg+Wc)+4.19 Ww]
式中   T₀——混凝土出機口溫度，℃；
       q_s、q_g——砂、石的含水量，%；
 Ws、Wg、Wc、Ww ——分別為混凝土中砂、石、水泥和水的用量，kg/m³；    
Ts、Tg、Tc、Tw ——分別為砂、石、水泥和水的溫度，kg/m³；
Qj——混凝土拌和時產(chǎn)生的機械熱，取1500 kJ/m³。
考慮高溫期6月份、8月份全月進(jìn)行混凝土澆筑，7月份在低溫時段進(jìn)行混凝土澆筑，故以6月份、8月份溫度為計算依據(jù)，確定原材料溫度為：水溫為14℃，水泥溫度為42℃，砂子溫度為24.8℃，石子溫度為17.8℃，砂、石的含水量，分別取2%和1%，將C40W6F150配合比中原材料用量代入上式后，經(jīng)計算確定，混凝土出機口溫度為21.9℃，將C30 W6F150配合比中原材料用量代入上式后，經(jīng)計算確定，混凝土出機口溫度為21.6℃。因C40W6F150配合比出機口溫度較高，所以后續(xù)計算中僅核算此配合比溫度。         
2.2混凝土運輸過程中的溫度控制
（1）運輸中采取防曬隔熱設(shè)施
在混凝土運輸過程中，對混凝土罐車外裹保溫被進(jìn)行保溫，同時對現(xiàn)場布置的澆筑皮帶搭設(shè)遮陽防曬網(wǎng)，以降低混凝土運輸過程中的溫度回升。
（2）確保運輸路況
為減少混凝土在運輸過程中的溫度回升，隨時維護(hù)施工路線，保證運輸路線暢通，無堵塞，無坑坑洼洼，縮短混凝土運輸時間。
（3）混凝土入倉溫度計算
混凝土入倉溫度取決于混凝土出機口溫度、運輸工具類型、運輸時間和運轉(zhuǎn)次數(shù)，混凝土入倉溫度按下式計算：
T_B·P= T₀+(T_a-T₀)( θ₁+ θ₂+…+ θ_n)
式中    T_B·P——混凝土入倉溫度，℃；
        T₀——混凝土出機口溫度，℃；
        T_a——混凝土運輸時氣溫，℃；
        θ_i(i=1，2，3，…，n)——溫度回升系數(shù)，混凝土裝、卸和轉(zhuǎn)運每次取θ=0.032，
混凝土運輸時，θ=At；
        A——混凝土運輸過程中溫度回升系數(shù)；
t——運輸時間，min。
采用混凝土罐車運料、皮帶機入倉運輸澆筑的施工方案，現(xiàn)將澆筑時最不利溫度組合作為計算依據(jù)，即將6月份月最高平均溫度31.7℃作為混凝土運輸時氣溫代入上式，同時根據(jù)實際情況確定混凝土運輸過程中溫度回升系數(shù)（混凝土罐車運送混凝土?xí)r溫度回升系數(shù)=0.0017℃/(min·℃)×20min=0.034，皮帶機輸送混凝土?xí)r溫度回升系數(shù)=0.015），經(jīng)計算得出混凝土入倉溫度為22.7℃，溫度回升0.8℃。
2.3混凝土澆筑過程中的溫度控制
（1）降低倉面溫度
混凝土澆筑前，用地下水浸潤倉面，降低倉面初始溫度，同時倉面上部搭設(shè)遮陽棚，降低澆筑過程中的倉面溫度。
（2）避開高溫時段澆筑
混凝土盡量避免在高溫時段澆筑，在安排倉位時，隨時了解和跟蹤天氣預(yù)報，掌握天氣變化的趨勢走向，一有陰天或低溫時間，就抓住時機，搶澆快澆。平時混凝土澆筑盡量安排在下午16時至次日上午10時進(jìn)行，白天高溫時段只作澆筑前的準(zhǔn)備工作。
根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)物的分層設(shè)置情況，將可分次澆筑的倉位劃分為若干小倉位進(jìn)行澆筑，以便擇優(yōu)選擇澆筑時機，降低溫度控制難度。
（3）科學(xué)配備資源、加快入倉速度
入倉強度是保證混凝土入倉溫度的最有效措施，通過科學(xué)的配備澆筑機具和設(shè)備，加強運輸環(huán)節(jié)管理以縮減混凝土運輸及等待卸料時間，入倉后及時進(jìn)行平倉振搗，加快覆蓋速度，縮短混凝土的暴露時間等措施，以降低混凝土入倉溫度回升。
（4）混凝土澆筑溫度計算
混凝土澆筑溫度按下式計算：
T_P =T_B·P + θ_Pτ(T_a- T_B·P)
式中    T_P——混凝土澆筑溫度，℃；
          θ_P——混凝土澆筑過程中溫度倒灌系數(shù)，取θ_P=0.002/min；
        τ ——鋪料平倉振搗至上層混凝土覆蓋前的時間，min。
根據(jù)澆筑強度確定鋪料平倉振搗至上層混凝土覆蓋前的時間約60min，將上述數(shù)據(jù)代入公式后計算確定，混凝土最終澆筑溫度為23.7℃，滿足設(shè)計技術(shù)要求中提出的最高澆筑溫度不大于24℃的要求。
3加強混凝土養(yǎng)護(hù)
高溫季節(jié)澆筑的混凝土，如養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，會造成混凝土強度降低或表面出現(xiàn)塑性收縮裂縫等，因此，必須加強混凝土的養(yǎng)護(hù)。
(1)成立專職混凝土養(yǎng)護(hù)小組，組長由具有豐富養(yǎng)護(hù)施工經(jīng)驗的人員擔(dān)任，下設(shè)專職養(yǎng)護(hù)成員，專門負(fù)責(zé)混凝土澆筑完畢后的養(yǎng)護(hù)劑涂刷和灑水保濕工作。
(2)混凝土澆筑完畢6～10h內(nèi)開始養(yǎng)護(hù)，對灑水養(yǎng)護(hù)部位，在養(yǎng)護(hù)期間采取連續(xù)不間斷養(yǎng)護(hù)，始終使混凝土表面處于充分的濕潤狀態(tài)。養(yǎng)護(hù)期不少于28天，對大體積部位根據(jù)外界溫度情況適當(dāng)延長。
(3)針對不同的結(jié)構(gòu)部位采取以下養(yǎng)護(hù)方法：
底板部位：對混凝土上表面先覆蓋塑料布，再在其上層覆蓋濕潤草簾，進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)；側(cè)面待模板拆除后在混凝土面上涂刷DH10養(yǎng)護(hù)劑，外部掛濕潤草簾進(jìn)行遮陽養(yǎng)護(hù)。
墻體部位：墻體上表面養(yǎng)護(hù)與底板上表面養(yǎng)護(hù)方法相同，側(cè)面待模板拆除后涂刷養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并在外部懸掛濕潤草簾進(jìn)行遮陽。
頂板部位：頂板上表面及側(cè)面養(yǎng)護(hù)方法同底板養(yǎng)護(hù)方法，頂板底面待模板拆除后涂刷養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
總干渠渠道襯砌部位：混凝土澆筑完畢6～18h內(nèi)先對混凝土表面覆蓋土工布，進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，灑水養(yǎng)護(hù)7天后在混凝土表面涂刷一層養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并且養(yǎng)護(hù)劑涂刷好后在混凝土表面鋪一層土工布和一層草簾以防止混凝土面暴曬在陽光之下。
(4)混凝土養(yǎng)護(hù)期間，每隔2 h檢查一次養(yǎng)護(hù)情況，氣溫高時加密巡查，檢查內(nèi)容為：水養(yǎng)護(hù)表面的濕潤狀態(tài)、混凝土表面發(fā)白面積、側(cè)面及頂板底面涂刷養(yǎng)護(hù)劑均勻情況等內(nèi)容，并根據(jù)養(yǎng)護(hù)情況填寫?zhàn)B護(hù)記錄。
4溫度觀測
混凝土澆筑過程中，實際溫差小于容許溫差，就可避免產(chǎn)生溫度裂縫，故必須加強施工中的溫度觀測。溫度觀測設(shè)專人進(jìn)行，在混凝土澆筑過程中，每4h測量一次混凝土原材料的溫度、機口溫度、入倉溫度以及氣溫，并作好記錄。
混凝土澆筑溫度的測量，每100m²倉面面積不少于一個測點，每一澆筑層不少于3個測點，測點均勻分布在澆筑層面上。
5高溫季節(jié)施工安全注意事項
(1)在施工過程中，氣焊、氣割等所用壓力氣瓶在存放和使用時，避免太陽光暴曬，以免發(fā)生氣瓶爆炸事故。
(2)高溫季節(jié)為電器安全事故的易發(fā)季節(jié)，所以電器設(shè)備在啟動前，檢查其開關(guān)及接頭部位的絕緣性，以免發(fā)生人身觸電事故。
(3)高溫季節(jié)天氣干燥，火災(zāi)隱患隨即增多，所以施工人員在作業(yè)過程中增強防火意識，嚴(yán)防火災(zāi)的發(fā)生。
(4)為從事露天作業(yè)的人員提供防暑用品，做好防暑降溫工作，保障施工人員健康。
 
參考文獻(xiàn)：
[1] 張超然.水利水電工程施工手冊混凝土工程.中國電力出版社，2002.
[2].水工混凝土施工規(guī)范. DL/T 5144-2001