0 引言

水利枢纽电站厂房作为核心建筑物，其大体积混凝土结构具有体积大、浇筑周期长、受力复杂等特点，施工质量直接决定电站长期安全运行。分层分块是大体积混凝土施工的关键环节，方案合理性不仅影响结构整体受力稳定性，更与温度应力控制密切相关——若分层过厚易引发裂缝，分块不当则会降低施工效率、增加成本。当前，部分施工方案存在结构安全与温控需求适配性不足、分块边界与施工设备匹配度低等问题，难以平衡质量、效率与成本。基于此，聚焦水利枢纽电站厂房场景，明确大体积混凝土分层分块方案优化的核心研究方向，通过解析影响因素、设计优化路径，为工程实践提供科学支撑，助力电站厂房高质量建设。

1 水利枢纽电站厂房大体积混凝土分层分块的核心影响因素分析

1.1 结构受力特性与施工荷载对分块的约束

水利枢纽电站厂房大体积混凝土结构受力复杂，需同时承受自重、水压力、设备运行荷载及施工临时荷载，其分块方案需严格适配结构受力特性。首先，需依据厂房结构设计图纸，明确梁、柱、底板等关键部位的受力传递路径，分块边界应避开应力集中区域（如构件交接处、孔洞周边），防止分块后结构整体性受损。其次，施工过程中模板支撑、混凝土浇筑等临时荷载会改变局部受力状态，分块规模需结合施工机械承载能力（如起重机起重量、浇筑设备覆盖范围）确定，避免单块体积过大导致支撑体系过载。此外，分块划分需考虑结构后期整体受力协调性，确保各块体浇筑完成后能形成稳定受力体系，满足电站长期运行的结构安全要求。

1.2 温度应力控制与裂缝防控的分层要求

温度应力是大体积混凝土产生裂缝的主要诱因，分层方案需围绕温控需求精准设计。一方面，分层厚度需结合混凝土散热特性确定：过厚会导致内部水化热难以释放，内外温差过大引发温度裂缝；过薄则会增加施工缝数量，影响结构密实性。通常需根据混凝土配合比、环境温度及散热措施（如预埋冷却水管），通过热工计算确定合理分层厚度，一般控制在1-3米，同时保证分层界面与结构受力薄弱面错开。另一方面，分层浇筑间隔时间需严格把控，需在下层混凝土初凝前完成上层浇筑，避免形成冷缝；若间隔过长，需对下层界面进行凿毛、清理并铺设同配合比砂浆，增强层间粘结力，通过科学分层有效削减温度应力，降低裂缝防控难度^[1]。

1.3 施工设备适配性与工序衔接的分块适配

分块方案需与施工设备性能、工序衔接节奏高度适配，以提升施工效率。从设备适配性来看，分块边界需结合混凝土搅拌站产能、运输车辆数量及浇筑设备作业半径划定，确保单块混凝土量与设备供应能力匹配，避免出现浇筑中断或设备闲置。例如，若采用泵送混凝土，分块规模需控制在泵车单次连续浇筑能力范围内；若使用履带式起重机浇筑，分块尺寸需适配起重机臂长覆盖范围。从工序衔接来看，分块划分需兼顾钢筋绑扎、模板安装、预埋件施工等工序的流水作业，相邻分块的施工顺序应避免交叉干扰，同时预留足够作业空间便于施工人员操作。此外，分块方案还需考虑季节因素，如雨季施工时，分块规模需适配防雨设施覆盖范围，确保浇筑过程不受天气影响，保障施工连续性。

2 水利枢纽电站厂房大体积混凝土分层分块方案优化设计

2.1 基于结构与温控协同的分层参数优化

分层参数优化需同时满足结构安全与温控防裂的双重需求。结合电站厂房大体积混凝土的受力特性，在分层厚度设计上，需考虑结构承载要求，避免因分层过薄导致施工缝过多影响整体强度，同时兼顾温度应力释放——通过适配混凝土水化热散热规律，调整分层厚度以控制内部最高温升，减少内外温差引发的裂缝风险。分层层数规划需结合结构高度与浇筑能力，确保每层混凝土在初凝前完成覆盖，避免出现冷缝；同时，分层界面需设计成阶梯形或键槽形，增强层间结合力，保障结构整体性。此外，分层顺序需匹配结构受力传递路径，优先浇筑受力关键区域，再推进次要部位，实现结构安全与温控效果的协同提升^[2]。

2.2 结合施工效率的分块边界与顺序设计

分块方案优化需以提升施工效率为核心，合理规划分块边界与浇筑顺序。分块边界划分需结合厂房结构布局，避开设备基础、孔洞等复杂部位，确保每个分块形状规则、尺寸适配现有施工设备的作业范围，减少模板拼接与混凝土浇筑的难度。同时，分块规模需与浇筑队伍、运输设备的产能匹配，避免因分块过大导致浇筑中断，或分块过小增加施工工序衔接成本。浇筑顺序设计需遵循“由内向外、由下向上”的原则，优先完成厂房核心区域（如机组基础）的分块浇筑，再拓展至周边辅助结构；同时，相邻分块浇筑需预留合理间隔，兼顾混凝土养护需求与工序衔接效率，实现施工流程顺畅推进^[3]。

2.3 方案优化的技术验证与可行性评估

方案优化后需通过多维度技术验证与可行性评估，确保其适配工程实践。技术验证环节可采用数值模拟方法，模拟不同分层分块参数下的结构应力分布与温度场变化，验证方案在结构安全与温控防裂方面的有效性；同时，通过现场试浇筑，测试分块浇筑的施工流程衔接、设备适配性及混凝土成型质量，排查方案中可能存在的实操问题。可行性评估需从技术、经济、工期三方面展开：技术上评估方案与现有施工工艺、人员技能的匹配度；经济上分析方案对模板、设备、人工成本的影响；工期上测算方案实施后的总浇筑时长与关键节点完成时间，确保方案在满足质量要求的同时，符合工程整体进度与成本控制目标，最终形成科学可行的优化方案。

3 结语

水利枢纽电站厂房大体积混凝土分层分块方案的优化，是平衡结构安全、温控质量与施工效率的关键。研究通过解析结构受力、温控需求、施工适配等核心影响因素，构建“结构与温控协同优化—施工效率导向设计—多维度技术验证”的完整优化体系，明确了分层参数、分块边界与顺序的科学设计路径，有效解决了传统方案中质量与效率难以兼顾的问题。该体系既保障了大体积混凝土结构的整体性与抗裂性能，又通过适配施工实际提升了浇筑效率、降低了成本，为电站厂房施工提供了可落地的技术范式，对保障水利枢纽长期安全运行具有重要实践价值。未来可进一步探索智能化技术（如BIM+数值模拟）在方案动态优化中的应用，适配复杂地质与结构条件下的精细化设计，为大体积混凝土施工技术升级提供更强支撑。

参考文献

[1]吴建兴,牟舵.大藤峡水利枢纽工程大体积混凝土智能温控系统设计与实现[J].人民珠江, 2019, 40(S01):4-7.

[2]郝龙.电站厂房混凝土浇筑分层分块设计[J].Railway Construction Technology, 2025(2).

[3]张波.水利枢纽工程大体积混凝土低温季节施工和检测分析[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术, 2021.