大藤峽工程碾壓混凝土溫控標(biāo)準(zhǔn)和溫控措施分析,職稱論文

大藤峽工程碾壓混凝土溫控標(biāo)準(zhǔn)和溫控措施分析,職稱論文內(nèi)容摘要：大藤峽水利樞紐縱向圍堰壩段尺寸較大,夏季高溫季節(jié)溫度較高且持續(xù)時(shí)間長,施工期寒潮頻發(fā)等不利因素。在大體積混凝土溫控防裂設(shè)計(jì)中,主要采取合理布置施工進(jìn)度計(jì)劃、控制混凝土澆筑層厚和澆筑溫度、通水冷卻降溫,加強(qiáng)混凝土外表保溫保衛(wèi)、過水部位提早流水降溫、堆渣保溫等綜合措施,防止產(chǎn)生混凝土裂縫,獲得較好的效果。本文關(guān)鍵詞語：大藤峽;縱向圍堰壩段;溫控措施;防裂;AnalysisontemperaturecontrolandcrackpreventionofRCClongitudinalcofferdamsectionofDaitengxiaProjectWANGFu-qiangWANGFu-yunAbstract：ThelongitudinalcofferdamsectionofDaitengxiaWaterControlProjectisoflargesize,hightemperatureandlongdurationinsummerhightemperatureseasonandfrequentcoldwavesduringconstructionperiod.Inthemassconcretetemperaturecontroldesign,mainlytakecomprehensivemeasuressuchasthereasonablearrangementofconstructionprogressplan,controltheconcretelayerthicknessandpouringtemperature,watercooling,strengtheningtheprotectionofconcretesurfaceheatpreservation,watercoolingwaterinadvance,slaginsulation,Itpreventedconcretecracksandachievedgoodresults.1工程大概情況大藤峽水利樞紐工程位于黔江干流的大藤峽出口處弩灘上，工程距離下游廣西桂平市黔江彩虹橋6.6km，是紅水河梯級(jí)規(guī)劃中的最后一個(gè)工程，主要功能為防洪、發(fā)電、航運(yùn)、灌溉和補(bǔ)水壓咸等。2溫度控制設(shè)計(jì)條件和溫控防裂特點(diǎn)分析2.1氣候條件工程所在地多年平均氣溫21.5℃，極端最低氣溫-3.3℃，極端最高氣溫39.2℃。根據(jù)氣溫統(tǒng)計(jì)資料，氣溫高于30℃天數(shù)一般為100～150d，低于零度天數(shù)僅為2～8d。受季風(fēng)氣候影響，雨量年內(nèi)分配不均，主要集中在每年的48月，年降水天數(shù)一般為160～180d。壩址處多年平均最大風(fēng)速9.7m/s，最大風(fēng)速16m/s。2.2混凝土標(biāo)號(hào)和熱力學(xué)參數(shù)縱向圍堰壩段根據(jù)壩體構(gòu)造要求，除壩體基礎(chǔ)、廊道、壩頂?shù)任恢貌捎贸B(tài)混凝土外，其余均采用碾壓混凝土。壩體的上下游防滲部位為C9020W6F100三級(jí)配富膠凝碾壓混凝土〔含變態(tài)混凝土〕，材料分區(qū)為RⅠ和RbⅠ；壩體內(nèi)部為C9015W4F50三級(jí)配碾壓混凝土，材料分區(qū)為RⅡ?？v向圍堰壩段碾壓混凝土總量約5.6萬m3，變態(tài)混凝土總量約0.5萬m3?；炷僚浜媳仍囼?yàn)水泥為柳州水泥集團(tuán)公司〔太陽村玉峰水泥廠〕生產(chǎn)的中熱硅酸鹽PMH42.5級(jí)水泥，粉煤灰為廣西來賓發(fā)電廠生產(chǎn)的I級(jí)粉煤灰，粗骨料采用江口料場(chǎng)砂礫料，細(xì)骨料采用中橋灰?guī)r人工砂，混凝土熱力學(xué)性能見表1?；炷磷陨w積變形為收縮。表1主要熱力學(xué)性能2.3溫控防裂特點(diǎn)根據(jù)水文氣象條件、構(gòu)造布置、材料特性、施工方案等，大藤峽水利樞紐碾壓混凝土縱向圍堰壩段溫控防裂主要特點(diǎn)為：1〕壩址區(qū)多年平均氣溫21.5℃，極端最低氣溫-3.3℃，極端最高氣溫39.2℃，夏季高溫季節(jié)溫度較高且持續(xù)時(shí)間長，施工期寒潮頻繁，氣溫條件對(duì)溫控防裂提出較高的要求。2〕碾壓混凝土相對(duì)常態(tài)混凝土一般水泥用量略少進(jìn)而其絕熱溫升相對(duì)較低，但由于碾壓混凝土施工速度快，層面散熱少，混凝土內(nèi)部的最高溫度也較大；由于碾壓混凝土比常態(tài)混凝土水泥用量少，抗拉強(qiáng)度也偏低，十分是早齡期，混凝土防裂難度也較大。3〕縱向圍堰壩段碾壓混凝土采用通倉澆筑，壩體澆筑尺寸較大，十分是壩段順?biāo)鞣较蜷L度67.0m，導(dǎo)致各種溫差在混凝土內(nèi)部以及外表產(chǎn)生的溫度應(yīng)力較大，混凝土防裂難度也較大。3穩(wěn)定溫度場(chǎng)計(jì)算分析大體積混凝土穩(wěn)定溫度場(chǎng)主要受壩址區(qū)水文氣象條件和建筑物構(gòu)造形式影響較大，為了計(jì)算穩(wěn)定溫度場(chǎng)，建立縱向圍堰壩段三維有限元模型，縱向圍堰壩段混凝土最大尺寸67.0m30.0m55.0m〔長寬高〕。穩(wěn)定溫度場(chǎng)計(jì)算經(jīng)過中主要考慮巖石地基溫度、水庫庫水溫度、氣溫等，計(jì)算邊界條件：上下游面與水接觸部位取正常蓄水位，左右側(cè)面為絕熱邊界，底部為巖石基礎(chǔ)，其他外露面考慮與外界空氣接觸并同時(shí)考慮太陽輻射的影響?？紤]上述計(jì)算邊界條件后，對(duì)縱向圍堰壩段進(jìn)行了穩(wěn)定溫度場(chǎng)計(jì)算，由計(jì)算結(jié)果可知，強(qiáng)約束區(qū)上游至下游穩(wěn)定溫度為19.0～22.5℃；弱約束區(qū)上游至下游穩(wěn)定溫度為19.5～23.00℃，非約束區(qū)上游至下游穩(wěn)定溫度為21.0～23.50℃；中心部位的穩(wěn)定溫度為20.0～23.5℃。4混凝土溫控標(biāo)準(zhǔn)和溫控措施根據(jù)(混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范〕，綜合穩(wěn)定溫度場(chǎng)和混凝土溫度應(yīng)力計(jì)算成果，參考類似工程設(shè)計(jì)經(jīng)歷體驗(yàn)，最終確定縱向圍堰壩段混凝土溫控標(biāo)準(zhǔn)和溫控防裂措施。4.1溫度控制標(biāo)準(zhǔn)縱向圍堰壩段混凝土基礎(chǔ)溫差強(qiáng)約束區(qū)控制標(biāo)準(zhǔn)為12.0℃，弱約束區(qū)控制標(biāo)準(zhǔn)為14.5℃；上下層溫差的控制標(biāo)準(zhǔn)為16℃；內(nèi)外溫差的控制標(biāo)準(zhǔn)為18℃。根據(jù)基礎(chǔ)溫差要求和溫控仿真計(jì)算成果，混凝土容許最高溫度強(qiáng)約束區(qū)控制標(biāo)準(zhǔn)為32.0℃，脫離強(qiáng)約束區(qū)控制標(biāo)準(zhǔn)為35.5℃。4.2溫度措施1〕合理布置施工進(jìn)度、控制混凝土澆筑層厚度。合理制定施工進(jìn)度計(jì)劃，基礎(chǔ)約束區(qū)混凝土應(yīng)布置在低溫季澆筑；高溫季節(jié)混凝土澆筑宜避開高溫時(shí)段，盡量利用陰天、夜間和早晚澆筑混凝土。在知足澆筑進(jìn)度布置時(shí)，基礎(chǔ)約束區(qū)混凝土宜短間歇、均勻上升，澆筑層厚基礎(chǔ)約束區(qū)控制在1.5～2.0m，脫離基礎(chǔ)約束區(qū)控制在2.0～3.0m。2〕構(gòu)造控制措施。由于縱向圍堰壩段尺寸較大，混凝土溫度應(yīng)力較高，溫度控制難度較大，因而在縱向圍堰壩段中部設(shè)置一道構(gòu)造縱縫，將縱向圍堰壩段沿順?biāo)鞣较蚍譃閮蓚€(gè)部分，從上游到下游長度分別為45.0m和22.0m，進(jìn)而有效減小大體積混凝土構(gòu)造尺寸。3〕控制混凝土澆筑溫度。夏季高溫季節(jié)，采用自然入倉時(shí)，混凝土出機(jī)口溫度不能知足溫控防裂要求，因而需采用砂石料堆場(chǎng)冷卻降溫、風(fēng)冷粗骨料、加冰拌和、加冷水拌和等綜合方式降低混凝土出機(jī)口溫度。夏季高溫季節(jié)，減少混凝土運(yùn)輸?shù)惯\(yùn)次數(shù)，加快運(yùn)輸速度，避免混凝土在倉面附近過長等待，混凝土運(yùn)輸設(shè)備采取保溫、隔熱、遮陽等，進(jìn)而控制混凝土運(yùn)輸經(jīng)過中溫度回升。混凝土倉面施工時(shí)，加快入倉，減少混凝土覆蓋前的暴露時(shí)間，澆筑完成后，及時(shí)在混凝土裸露面覆蓋保溫材料進(jìn)行臨時(shí)保溫，減少澆筑經(jīng)過中混凝土溫度回升。當(dāng)倉面內(nèi)氣溫高、日照較強(qiáng)、氣候較為枯燥時(shí)，考慮倉面進(jìn)行噴霧，以降低混凝土澆筑倉內(nèi)溫度。高溫季節(jié)強(qiáng)約束區(qū)、弱約束區(qū)和脫離約束區(qū)混凝土澆筑溫度分別根據(jù)不超過18℃、20℃、22℃控制。4〕通水冷卻。高溫季節(jié)4月至10月份澆筑的混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷卻水管進(jìn)行通水冷卻，冷卻水管材料為高強(qiáng)聚乙烯塑料冷卻水管，水管外徑32mm，壁厚2mm。壩體內(nèi)部水管主要采用蛇型布置，每根水管長度不超過250m。冷卻水管間距基礎(chǔ)強(qiáng)約束區(qū)為1.5m1.5m，脫離基礎(chǔ)強(qiáng)約束區(qū)為1.5m2.0m。壩體混凝土主要采用兩期通水。一期冷卻通水，要求混凝土澆筑開場(chǎng)時(shí)即進(jìn)行通水，通水時(shí)間一般15～20d，通水水溫12～14℃，混凝土內(nèi)部溫度與冷卻水溫度之差不超過25℃?；炷两禍貢r(shí)，降溫按天天不大于0.7℃控制。碾壓混凝土一期通水冷卻目的溫度29～30℃。二期通水，每年入冬前，為消減內(nèi)外溫差，對(duì)當(dāng)年高溫季節(jié)澆筑的混凝土進(jìn)行二期通水冷卻，通水時(shí)間30d，通水溫度19～21℃，混凝土內(nèi)部溫度與冷卻水溫之差不超過20℃，混凝土降溫按天天不大于0.5℃控制。碾壓混凝土二期通水冷卻目的溫度27～28℃。5〕外表保溫。對(duì)新澆筑的混凝土外表進(jìn)行臨時(shí)保溫，頂面保溫材料采用4cm厚聚氨酯保溫被，上下游面和側(cè)面采用4cm厚XPS板，保溫材料的等效放熱系數(shù)要求不大于98.58kJ/〔m2d℃〕。保溫時(shí)間，頂面保溫至上部混凝土開場(chǎng)澆筑前；對(duì)于上下游及側(cè)面等外露面，保溫至施工期結(jié)束。低溫季節(jié)以及出現(xiàn)溫度驟降時(shí)，壩體所有外露孔洞采取保溫材料封閉，以防冷風(fēng)貫入，導(dǎo)致內(nèi)外溫差過大，混凝土外表出現(xiàn)裂縫。6〕流水養(yǎng)護(hù)。對(duì)澆筑完成的縱向圍堰右側(cè)〔一期導(dǎo)流過水側(cè)〕混凝土外表，采用河水進(jìn)行不間斷流水養(yǎng)護(hù)和降溫，以減小汛期縱向圍堰壩段右側(cè)過水時(shí)的溫差，降低混凝土開裂風(fēng)險(xiǎn)。7〕堆渣保溫。為減小汛期過水對(duì)縱向圍堰壩段的影響，對(duì)縱向圍堰壩段右側(cè)已完成澆筑的開挖面進(jìn)行回填保溫，回填高程為25.0m，回填材料采用土石混合料，土的含量不宜低于20%，回填經(jīng)過中應(yīng)進(jìn)行一定壓實(shí)，但不得毀壞壩體保溫材料。5結(jié)論防裂是大體積混凝土設(shè)計(jì)主要任務(wù)之一，混凝土出現(xiàn)裂縫將會(huì)對(duì)建筑物的運(yùn)行產(chǎn)生不利影響，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)危及構(gòu)造安全。大藤峽水利樞紐碾壓混凝土縱向圍堰壩段溫控防裂面臨尺寸較大、夏季高溫季節(jié)溫度較高且持續(xù)時(shí)間長、施工期寒潮頻發(fā)等不利因素，設(shè)計(jì)經(jīng)過中采取了一系列的溫控措施，防止混凝土裂縫的產(chǎn)生。實(shí)踐證明，通過采取推薦的溫控措施有效的避免了裂縫的發(fā)生，為以后的大體積混凝土溫控防裂設(shè)計(jì)提供一定的借鑒作用。以下為參考文獻(xiàn)[1]朱伯芳.大體積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制(第二版)[M].北京:中國水利水電出版社,2020.[2]張國新,劉毅,劉有志,等.高混凝土壩溫控