溪洛渡工程混凝土温控实践.pdf

第 o 4期 ( 总第 3 7 1 期 ) 吉 林水利 2 0 1 3年 0 4月 【 文章编号 】1 0 0 9 - 2 8 4 6( 2 0 1 3 )0 4 - 0 0 5 7 0 3 溪洛渡工程混凝土温控实践 张少武 银佳男 ( 1 吉林省水利水 电勘测设计审查总站 ， 吉林长春1 3 0 0 2 1 ； 2 河海大学水利水 电学院， 江苏 南京2 1 0 0 0 0 ) 摘要 本文总结 了溪洛渡工程温控防裂的设计及控制要求 ， 以及主要的施工措施 。并且根据现在大体积混凝 土通 水冷却 的研究进展 提 出今后研 究的一些建议 。 关键词 大体积混凝土 温控 ； 溪洛渡工程 ； 研究进展 中图分类号 T v 6 4 2 3 * 3 文献标识码 B 0 引言 大坝混凝 土 由于水化 热导致 混凝 土温度 升 高 ， 当混凝土温度下降时。 混凝土在约束条件下会 产生温度应力 若控制不 当容易导致混凝土开 裂 其裂缝不仅影响建筑物外观 。 严重的还可能影 响工程的安全和运行寿命 。拱坝因其体型复杂 。 坝 身单薄 ， 整体受力 ， 属超静定结构。因此 ， 混凝土的 温控和防裂 对拱坝来说尤为重要。 1 混凝 土温控设计 溪洛渡水 电站位于 四川省雷波县和云南省永 善县接壤的金沙江峡谷段 。 是一座以发电为主， 兼有 拦沙、防洪和改善下游航运等综合效益的大型水电 站。 水电站枢纽由拦河坝、 泄洪、 引水、 发电等建筑物 组成。 拦河坝为混凝土双曲拱坝， 坝顶高程 6 1 0 m 最 大坝高 2 7 8 m 坝顶弧长 6 9 8 0 7 m。溪洛渡大坝坝体 温控混凝土总量约 6 3 4 1 6万 m 3 坝体混凝土采用不 设纵缝的通仓薄层连续浇筑、 短间歇、 均匀上升的施 工工艺， 混凝土单仓最大面积约 1 6 0 0 m： 。 1 1 分缝 分块 坝体横缝分缝 尺寸主要受坝体结构 布置 、 坝 体应力及温控防裂等要求等因素的控制。根据 混 凝土拱坝设计规范 ( S L 2 8 2 2 0 0 3 ) ， 溪洛度水电站 大坝从左到右共分成 3 1 个坝段 坝段宽度从 2 1 2 3 m不等 ， 仓面积约为 3 3 0 _ _ 1 6 0 0 m 2 。 1 2温差 控 制 1 2 1上 下层 温 差控制 标 准 大坝上下层温差确定为在老混凝土f 龄期超过 2 8天1 上下各 L 4范 围内 ， 上层新浇混凝土最高平 均温度与新混凝土开始浇筑时下层老混凝土实际 平均温度之差 。考虑施工工艺及气候条件 ， 确定该 拱 坝上 下 层 温差 控 制 为 1 5 c I = 一 1 8 c I = 。老混 凝 土 位 于约束区时 上下层温差为 1 5 老混凝土位于 自 由区时 ， 上下层 温 差为 1 8 。 1 2 2 内外 温差控 制标 准 根据外界不 同的气温条件 溪洛渡大坝内外 温差控制在 1 2 一2 2 c I = 之间。 1 2 3 容许 最 高 温度 容许最高温度取决于稳定温度 、 基础温差 、 内 外温差及上下层温差等 。河床坝段基础强约束 区 容许最高温度 2 6 弱约束 区容许最高温度 2 9 o 一 3 0。 。 1 3混凝 土原 材料 该水电站混凝土拱坝采用的水泥是满足国家 标准要求的 4 2 5级中热硅酸盐水泥并掺用 I 级粉 煤灰 ； 粗骨料为玄武岩 。 细骨料为灰岩。 2 主要温控措施 2 1 优 化 混凝土 配合 比 主体工程混凝土开浇以前 安排充分的时间 收稿 日期 2 o 1 3 一 O l 一 2 1 作者简介 张少武( 1 9 7 3 一 ) ， 男， 毕业于河海大学农田水利工程 专业， 大学， 高级工程师 。 现从事水利 水电工程设计 审查工作。 一 5 7 吉林水利 溪洛渡工程混凝土温控实践 张少武等 2 0 1 3年 0 4月 进行混凝土施工配合 比优化设计 采用指定的符合 溪洛渡工程质量要求 的水泥和优质粉煤灰及外加 剂 ， 选择发热量较低 的中热水泥、 较优骨料级配和 优质粉煤灰 ， 优选复合外加剂( 减水剂和引气剂 ) ， 降低混凝土内部温度。 2 2 合理安排混凝土施工程序 、 进度及时段 合理安排混凝土施工程序和施工进度 防止 基础贯穿裂缝、 减少表面裂缝。在施工 中做到 ： 基 础约束 区、 导流底孔 、 泄洪深孔和表孔等重要结构 部位混凝土 在设计规定的间歇期 内连续均匀上 升 ， 不出现薄层长间歇 ： 其余部位基本做到短 间歇 均匀上升 ； 相邻坝段高差不大于 1 2 m； 最高与最低 坝段高差不大于 3 0 m； 尽量缩短 固结灌浆时间 ； 基 础约束 区混凝土尽 量安排在 1 O月一次年 3月气 温较低 季节浇筑 ， 避开 4 -9月高温季节 。 无法避 开时尽可能利用下午 1 7 ： 0 o 一第 2天上午 1 0 ： 0 0之 间的低温时段进行浇筑 ， 避开 白天高温时段。 2 - 3 降低混凝土出机口、 入仓及浇筑温度 在主体混凝土开浇前 先通过模拟试验确定 混凝土从出机 口到浇筑过程中的温升系数。在施 工初期 加强混凝土从 出机 口到浇筑过程中的温 度检测 以修正施工过程中的温升系数 ， 并针对不 同的施工工况 。 优化混凝土施工及保 温措施 。 确保 混凝土从 出机 口到浇筑温度回升系数在 0 2以内。 为减少预冷混凝土温度 回升严格控制混凝土运 输时间和仓面浇筑坯覆盖前 的暴露时间 混凝土 运输机具设置保温设施 。加强仓面喷雾降温和保 温被覆盖保冷工作 使高温季节预冷混凝土 自出 机 口至仓 面浇筑坯被覆盖前的温度满足浇筑温度 要求。 2 3 1 混凝 土 出机 口温度控 制 主体混凝土均 由高线 混凝 土生产系统提供 。 全年采用温控混凝土 混凝土骨料采用深地弄取 料 。 并采取加片冰、 加制冷水拌和及粗骨料一 、 二 次风冷 以降低混凝土出机 口温度 。在拌和系统实 验室设一检测站 检测混凝土出机 口温度及其它 特性满足设计要求。 混凝土系统调节料仓为地下式深竖井 在施 工过程 中。 尽量做到料仓 内料源充足， 确保储料高 度大于竖井高度的 2 3以上 尽量做到满仓运行 。 同时在输送胶带机及料仓顶部加遮阳棚 避免外 部环境对料源温度 、 含水量及其它特性的影响， 使 混凝土砂石料温度及含水率稳定在一个合适 的范 一 5 8 一 围内。 2 3 2混 凝土入 仓 温度控制 尽量缩短混凝土在运输工具 内的停 留时间 。 在高温时段浇筑混凝土时， 加强与混凝土运输 、 缆 机 吊运的协调工作 ， 加强对混凝土运输车辆、 道路 及缆机供料平台的保养与管理 减少外来 因素对 混凝土运输 的干扰。同时合理安排缆机的运行工 况 ， 提高缆机的运行效率 ， 多方面 、 多渠道地减少 混凝土的运输时间 ， 降低混凝土人仓温度。 2 - 3 3 混 凝土 浇筑 温度控 制 高温季节浇筑混凝土时采取在仓面喷雾 以 降低仓 面气温 ； 同时 ， 在施工 中加强管理 ， 优选施 工设备 严格控制混凝土运输时间和仓面浇筑覆 盖前的暴露时间 加快混凝土入仓速度和覆盖速 度。在混凝土浇筑过程中。 混凝土振捣密实后立即 用 2 0 m m厚聚乙烯保温被覆盖 减少太阳辐射热及 外部环境温度倒灌 ， 降低混凝土浇筑温度 ， 从而降 低坝体最高温度。 2 4通 水冷却 采用一期通水冷却削减混凝土内部水化热温 升。大坝大体积混凝土全年进行一期通水冷却 ， 使 混凝土内部初期温度处在一个可控 的动态 中。一 期通水冷却时间 1 5 2 1 d 通水温度 1 O ， 控制通 水水温与混凝土内部温差在 2 5 以内 同时每 2 4 h 改变一次通水方向， 使坝体混凝土均匀冷却。一期 冷却实行个性化通水 通水初期加强混凝土内部 温度监测 在温度未达到最大值时 ， 采用加大通水 流量及降低通水水温等手段 ， 以增加其削峰力度。 一 期冷却结束时 约束 区降温 幅度控制为 aT 6 C 自由区为AT 8 C 。 一期冷却未达到降温幅度 要求时须适 当延长通水冷却时间。 二期通水是在接缝灌浆前 人工强迫冷却混 凝土将混凝土内部温度在规定的时间内降至设 计要求的接缝灌浆封拱温度。 3 进展及改进方 向 溪洛渡水 电站大坝混凝 土 自2 O 0 9年 3月份 开浇以来 除在基础约束 区部分固结灌浆盖重混 凝土仓面因表面长间歇形成 了裂缝外 。大坝基础 处理完成后 混凝土裂缝基本没有出现 ， 说 明了大 坝混凝土温控及防裂综合措施是有效的。笔者认 为 溪洛渡大坝工程可 以为以后类似高拱坝混凝 吉林水利 溪洛渡工程混凝土温控实践 张少武等 2 0 1 3年 o 4月 土温控及 防裂措施提供借鉴I 1 。 目前 虽然大家对降温法的大体操作方法了 明于心， 但在实际操作过程 中 例如浇筑后什么时 候通水 、 通水 温度多少 、 持 续通水多久 ， 通水是 否 会在冷却水管周 围产生危险的裂缝 都是亟待解 决 、 明确 的问题。如果掌握合理的通水时间和通水 温度 。从而可以很大程度地减少以往 由于过早通 水和温差过大带来的危害 减少不必要 的通水冷 却 ， 工程里面的人力 、 物力 都会得 到优化 ， 给工程 带来 巨大的经济效益。为了使大体积混凝土温控 更加科学合理 。 笔者做了以下几方面展望 ： 1 ) 结合混凝土温控实验， 通过遗传算法和水管 冷却效果的有限元单元直接法 对混凝土浇筑块 进行热学参数反演实际温度场与计算温度场相吻 合 。 得到最接近实际工程需要 的混凝土热学参数。 2 1分析不 同通水方案的混凝土浇筑块的温度 场和温度应力场分布规律 提 出尽早通水及变温 通水 的温控方案 达到有效降低混凝土最高温度 的同时 。 避免 由于通水冷却产生水管周边裂缝 。 为 智能通水实验提供参考 从而给实际工程节省了 大量的人力和财力 。口 参考文献 ： 【 1 】 谢 卫 东 溪洛 渡水 电站 大坝混 凝土 温度控 制叨 湖 南水 利水 电， 2 01 0 ( 上接 第4 5页) Th e r e s e a r c h o f t h e i mp a c t o f t he wa t e r e nv i r o nme nt i n Gua ny i ng e r e s e r v o i r s Y a n g J i n - b a o ， Z u o J i a n - j a n Ab s t r a c t ： T h i s p a p e r ， t a k i n g L i a o n i n g P r o v i n c e Gu a n y i n g e， r e s e r v o i r a s a n r e s e a r c h e x a mp l e ， a n a l y z e d t h e i m p a c t o f t h e r e s e rvo i r l o c a l c l i ma t e ， ri v e r w a t e r q u a l i t y a n d r e s e rvo i r e u t r o p h i c a t i o n； T h e s t u d y r e s u l t s s h o w t h a t t h e a v e r a g e a n n u al t e mp e r a t u r e r a i s e d 3 5 。tha n b e r e b u i l t ， l o w e r 1 6 。i n J u l y N O s i g n i fi c a n t e ff e c t o n wa t e r q u a l i t y； Wa t e r q u a l i t y i s Cl a s s I I b e f o r e a n d a f t e r b u i l t Th e r e s e rvo i r e u t r o p h i c a t i o n C o mp o s i t e s c o r e o f 5 3， mo r e t h a n me d i u m n u t r i t i o n a l s t a t u s ， l e s s e u t r o p h i c s t a t e Ke ywo r d s： c l i ma t e； wa t e r q uali t y； e u t r o p hi c a t i o n； i mp a c t ； Gu a n y i n g e r e s e rvo i r ( 上接 第 5 0页) 7 ) 按照 “ 地下水 资源 费标准应 当高 于水利工 程供水价格。地下水资源保护区、 公共供水管 网覆 盖区域以及开采矿泉水 、地热温泉水 的地下水水 资源费的征收标准 应当高于一般地下水水资源 费的征收标准” 的原则 进一步提高地下水资源费 标准 ， 真正发挥水资源费的价格杠杆作用 。 推动全 省封闭地下水取水工程工作的实施 8 ) 进一步加强地下水资源 的监管力度。一是 要进一步加强地下水取水许 可管理 ， 除 条例 规 定外 ， 全面停止批建地下水取水工程。二是要加强 对地下水资源费的征收、 使用和管理力度。建议省 政府建立 “ 以水养水 ” 政策 将 一部分水资源费返 还给地方政府 以解决地方政府在替代工程及配 套工程建设中费用不足的问题 加快建设进度 。三 是要加 大对违法行为的查处力度 ， 确 保 条例 得 到贯彻和遵守。四是要加强对各地开发 区的地下 水资源监督管理力度。五是要加强对地温空调取 水 、 地热水 、 矿 泉水 的监督管理力度 ， 做到科学制 定规划 。 合理开发利用 。 5 结语 对地下水资源加强保护 与管理工作是我们保 持地球生态平衡 、保持 国民经济可持续发展 的重 要手段。只要政府加大治理的力度 。 各级部门高度 重视起来 人人都行动起来 以预防为主进行保 护 ， 尽量减少污染 物进入地下水 的机会和数量 就 能很好的控制好地下水的污染 更合理充分的利 用我们宝贵的地下水资源 实现地下水资源的可 持续利用。口 一 5 9