碾壓混凝土壩溫控防裂方法

1、碾壓混凝土壩溫控防裂碾壓混凝土壩溫控防裂方法綜述方法綜述2013.8.1 目錄目錄溫控防裂措施及研究方法概述溫控防裂措施及研究方法概述混凝土裂縫成因混凝土裂縫成因碾壓混凝土壩的主要特點(diǎn)碾壓混凝土壩的主要特點(diǎn)碾壓混凝土壩發(fā)展史碾壓混凝土壩發(fā)展史碾壓混凝土壩碾壓混凝土壩簡介簡介 碾壓混凝土壩碾壓混凝土壩(Roller Compacted Concrete Dam(Roller Compacted Concrete Dam，簡稱為簡稱為RCCD)RCCD)是近幾十年來發(fā)展起來的一項(xiàng)筑壩新技術(shù)，是近幾十年來發(fā)展起來的一項(xiàng)筑壩新技術(shù)，可以說是一種用土石壩技術(shù)施工的混凝土壩，既有土石壩可以說是一種用土石壩

2、技術(shù)施工的混凝土壩，既有土石壩施工快速的特點(diǎn)，又具有混凝土壩的強(qiáng)度和耐久性。不同施工快速的特點(diǎn)，又具有混凝土壩的強(qiáng)度和耐久性。不同于一般混凝土壩用振搗器插入振搗密實(shí)的施工方法，碾壓于一般混凝土壩用振搗器插入振搗密實(shí)的施工方法，碾壓混凝土是混凝土是利用土石壩施工設(shè)備，將無坍落度的干硬性混凝利用土石壩施工設(shè)備，將無坍落度的干硬性混凝土進(jìn)行振動(dòng)碾壓土進(jìn)行振動(dòng)碾壓的一種混凝土施工新方法。的一種混凝土施工新方法。國外碾壓混凝土壩發(fā)展史國外碾壓混凝土壩發(fā)展史1970年，拉斐爾(Raphael)教授在美國的“混凝土壩快速施工會(huì)議”上提出了混凝土碾壓施工的概念1972年至1973年，美國陸軍工程師團(tuán)也進(jìn)行了較

3、多的碾壓混凝土現(xiàn)場試驗(yàn)和研究。1975年，巴基斯坦塔貝拉(Tarbela)壩中用碾壓混凝土快速襯砌消力池并修筑圍堰，在世界上是首次大規(guī)模使用碾壓混凝土。美國于1982年建成的柳溪（Willow Creek）壩是世界上第一座RCC壩。國內(nèi)碾壓混凝土壩發(fā)展史國內(nèi)碾壓混凝土壩發(fā)展史我國從1978年開始對碾壓混凝土壩的筑壩技術(shù)進(jìn)行研究。1984年在銅街子水電站工程中做了碾壓混凝土局部應(yīng)用試驗(yàn)。1986年建成的福建坑口壩是我國第一座碾壓混凝土壩，壩高57m。目前，我國已建、在建和設(shè)計(jì)的碾壓混凝土壩已超過100座，是世界上碾壓混凝土壩數(shù)量最多、高壩最多的國家。國內(nèi)部分碾壓混凝土壩展示國內(nèi)部分碾壓混凝土壩展

4、示廣西紅水河龍灘大壩，最大壩高廣西紅水河龍灘大壩，最大壩高216.5m，是世界上最高的碾壓混凝土壩，是世界上最高的碾壓混凝土壩國內(nèi)部分碾壓混凝土壩展示國內(nèi)部分碾壓混凝土壩展示施工中的龍灘大壩施工中的龍灘大壩國內(nèi)部分碾壓混凝土壩展示國內(nèi)部分碾壓混凝土壩展示云南魯?shù)乩娬灸雺夯炷翂卧颇萧數(shù)乩娬灸雺夯炷翂昔數(shù)乩髩蔚撞眶數(shù)乩髩蔚撞繃鴥?nèi)部分碾壓混凝土壩展示國內(nèi)部分碾壓混凝土壩展示福建大田坑口大壩泄洪福建大田坑口大壩泄洪福建周寧水電站大壩福建周寧水電站大壩國內(nèi)部分碾壓混凝土壩展示國內(nèi)部分碾壓混凝土壩展示貴州光照水電站上游面貴州光照水電站上游面國內(nèi)部分碾壓混凝土壩展示國內(nèi)部分碾壓混凝土壩展示廣

5、東大埔雙溪水電站大壩廣東大埔雙溪水電站大壩國內(nèi)部分碾壓混凝土壩展示國內(nèi)部分碾壓混凝土壩展示觀音閣碾壓混凝土壩觀音閣碾壓混凝土壩碾壓混凝土壩的特點(diǎn)碾壓混凝土壩的特點(diǎn)碾壓混凝土碾壓混凝土壩特點(diǎn)壩特點(diǎn)材料特性材料特性干硬性混凝土干硬性混凝土，水灰比較小，水灰比較小摻入大量粉煤摻入大量粉煤灰灰施工工藝施工工藝通倉薄層連續(xù)通倉薄層連續(xù)澆筑澆筑混凝土壩裂縫的危害混凝土壩裂縫的危害混凝土壩裂縫混凝土壩裂縫表面裂縫表面裂縫 內(nèi)部鋼筋銹蝕內(nèi)部鋼筋銹蝕 混凝土碳化混凝土碳化 表面保護(hù)層酥表面保護(hù)層酥松剝落松剝落 滲漏滲漏深層裂縫深層裂縫 改變結(jié)構(gòu)應(yīng)力改變結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)，不利于狀態(tài)，不利于壩體受力安全壩體受力安全貫穿

6、裂縫貫穿裂縫 改變原設(shè)計(jì)的改變原設(shè)計(jì)的分縫分塊條件分縫分塊條件 削弱壩體剛度削弱壩體剛度 嚴(yán)重破壞壩體嚴(yán)重破壞壩體穩(wěn)定性和耐久穩(wěn)定性和耐久性性混凝土壩裂縫成因混凝土壩裂縫成因混凝土壩裂縫成因混凝土壩裂縫成因材料特性材料特性溫度荷載溫度荷載干縮變形干縮變形自生體積變形自生體積變形內(nèi)外溫差內(nèi)外溫差基礎(chǔ)溫差基礎(chǔ)溫差上下層溫差上下層溫差結(jié)構(gòu)荷載結(jié)構(gòu)荷載外荷載外荷載其他荷載其他荷載溫控防裂措施溫控防裂措施1.1.降低澆筑溫度降低澆筑溫度2.2.減少水化熱溫升，提高混凝土性能減少水化熱溫升，提高混凝土性能3.3.水管冷卻水管冷卻4.4.表面保護(hù)表面保護(hù)5.5.斜層碾壓斜層碾壓1.降低澆筑溫度降低澆筑溫度降

7、低出機(jī)口溫度降低出機(jī)口溫度骨料預(yù)冷，骨料預(yù)冷，如向骨料堆噴如向骨料堆噴霧、地籠取料霧、地籠取料等等加冰或冷水加冰或冷水拌和拌和液氮冷卻液氮冷卻減少運(yùn)輸途中溫度回升減少運(yùn)輸途中溫度回升減少澆筑倉面溫度回升減少澆筑倉面溫度回升嚴(yán)格控制混嚴(yán)格控制混凝土運(yùn)輸時(shí)間凝土運(yùn)輸時(shí)間噴霧、蓋保噴霧、蓋保溫被、快速覆溫被、快速覆蓋等蓋等溫控重點(diǎn)部溫控重點(diǎn)部位低溫季節(jié)或位低溫季節(jié)或晚上澆筑晚上澆筑2.減少水化熱溫升，提高混凝土性能減少水化熱溫升，提高混凝土性能使用低水化熱水泥，如中熱水泥、火山灰水泥使用低水化熱水泥，如中熱水泥、火山灰水泥摻入減水劑和大量粉煤灰以減少水泥用量摻入減水劑和大量粉煤灰以減少水泥用量加強(qiáng)混

8、凝土原材料和性能的試驗(yàn)研究加強(qiáng)混凝土原材料和性能的試驗(yàn)研究適當(dāng)摻入氧化鎂適當(dāng)摻入氧化鎂3.水管冷卻水管冷卻 水管冷卻是在混凝土內(nèi)埋設(shè)水管，通入連續(xù)流動(dòng)的水管冷卻是在混凝土內(nèi)埋設(shè)水管，通入連續(xù)流動(dòng)的低溫水以降低混凝土內(nèi)部溫度，于低溫水以降低混凝土內(nèi)部溫度，于1933年在美國胡佛壩年在美國胡佛壩施工中成功應(yīng)用后成為混凝土壩溫度控制的重要手段。施工中成功應(yīng)用后成為混凝土壩溫度控制的重要手段。但是，但是，直到最近十幾年來塑料冷卻水管的成功采用直到最近十幾年來塑料冷卻水管的成功采用，才逐漸解決，才逐漸解決了混凝土碾壓與水管鋪設(shè)干擾嚴(yán)重的問題了混凝土碾壓與水管鋪設(shè)干擾嚴(yán)重的問題，使得越來越多的碾壓混凝土壩

9、也可以在高溫季節(jié)澆筑，使得越來越多的碾壓混凝土壩也可以在高溫季節(jié)澆筑時(shí)采用通水管冷卻措施。石門子、索風(fēng)營、龍灘等多個(gè)時(shí)采用通水管冷卻措施。石門子、索風(fēng)營、龍灘等多個(gè)碾壓混凝土壩使用了水管冷卻后，效果很明顯。碾壓混凝土壩使用了水管冷卻后，效果很明顯。3.水管冷卻水管冷卻影響冷卻效果的因素影響冷卻效果的因素水溫水溫水管直徑水管直徑水管厚度水管厚度通水時(shí)間通水時(shí)間通水流量通水流量水管管距水管管距水管長度水管長度4.表面保護(hù)表面保護(hù) 氣溫驟降、寒潮、晝夜溫差等都很容易使混凝土表層形氣溫驟降、寒潮、晝夜溫差等都很容易使混凝土表層形成很大的溫度梯度，從而引起很大的拉應(yīng)力，容易導(dǎo)致表成很大的溫度梯度，從而引

10、起很大的拉應(yīng)力，容易導(dǎo)致表面裂縫的產(chǎn)生。在壩體表面覆蓋保溫材料可以減少施工期面裂縫的產(chǎn)生。在壩體表面覆蓋保溫材料可以減少施工期和運(yùn)行期外界環(huán)境溫度變化的影響、減小表面溫度梯度，和運(yùn)行期外界環(huán)境溫度變化的影響、減小表面溫度梯度，改善混凝土的變形和受力條件，提高混凝土的耐久性。改善混凝土的變形和受力條件，提高混凝土的耐久性。 同時(shí)，表面保溫還可以防止干縮裂縫的產(chǎn)生和冬季施同時(shí)，表面保溫還可以防止干縮裂縫的產(chǎn)生和冬季施工混凝土的凍害。工混凝土的凍害。4.表面保護(hù)表面保護(hù)常用的常用的保溫材料保溫材料有珍珠巖發(fā)泡保溫涂料、纖維板、聚乙烯、有珍珠巖發(fā)泡保溫涂料、纖維板、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯等。聚苯乙烯

11、、聚氨酯等?；炷帘砻姹Ｗo(hù)材料的施工方法有內(nèi)貼法和外貼法兩種?；炷帘砻姹Ｗo(hù)材料的施工方法有內(nèi)貼法和外貼法兩種。5.斜層碾壓斜層碾壓u斜層鋪筑碾壓可以大大提高混凝土施工效率，也有利于壩體斜層鋪筑碾壓可以大大提高混凝土施工效率，也有利于壩體的抗滑穩(wěn)定，主要是解決了澆筑能力的問題。同時(shí)，由于斜層碾壓的抗滑穩(wěn)定，主要是解決了澆筑能力的問題。同時(shí)，由于斜層碾壓縮短了覆蓋時(shí)間，減少了熱量倒灌，澆筑完成后的壩體溫度要比平縮短了覆蓋時(shí)間，減少了熱量倒灌，澆筑完成后的壩體溫度要比平層鋪筑法稍低一些。仿真分析結(jié)果表明，斜層鋪筑碾壓與平層鋪筑層鋪筑法稍低一些。仿真分析結(jié)果表明，斜層鋪筑碾壓與平層鋪筑相比可使最高溫

12、度降低相比可使最高溫度降低1-21-2；大壩降至穩(wěn)定溫度場時(shí)，最大拉；大壩降至穩(wěn)定溫度場時(shí)，最大拉應(yīng)力值也有所降低。應(yīng)力值也有所降低。5.斜層碾壓斜層碾壓 斜層碾壓示意圖5.斜層碾壓斜層碾壓斜層碾壓的特點(diǎn)：斜層碾壓的特點(diǎn)：(1)(1)縮小了覆蓋倉面，避免了高壩下部面積過大導(dǎo)致覆蓋時(shí)縮小了覆蓋倉面，避免了高壩下部面積過大導(dǎo)致覆蓋時(shí)間可能超過初凝時(shí)間情況的產(chǎn)生，因此出現(xiàn)冷縫的危險(xiǎn)減間可能超過初凝時(shí)間情況的產(chǎn)生，因此出現(xiàn)冷縫的危險(xiǎn)減?。恍。?2)(2)減少了預(yù)冷混凝土的散熱面，防止了入倉面混凝土溫度減少了預(yù)冷混凝土的散熱面，防止了入倉面混凝土溫度升高；升高；(3)(3)在出現(xiàn)泌水或降雨時(shí)，由于有了斜坡易于集中排出；在出現(xiàn)泌水或降雨時(shí)，由于有了斜坡易于集中排出；(4)(4)若向上游傾斜可增加壩體的穩(wěn)定性，可增大抗剪強(qiáng)度。若向上游傾斜可增加壩體的穩(wěn)定性，可增大抗剪強(qiáng)度。混凝土溫度場和應(yīng)力場研究方法混凝