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周公宅水库大坝混凝土温度管理策略

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:周公宅水库大坝混凝土在气温较高时,严格控制浇筑块厚度和间歇期,采用薄层浇筑,以利于混凝土浇筑块的散热,基础约束块层厚为l.5m,其余混凝土层厚2.0m~3.0m。大坝目前已经初期蓄水,由温度分析资料和大坝现状可知:周公宅水库在施工过程中所用的温控措施能较好地将混凝土各部位的温度控制在设计控制温度以内。

周公宅水库大坝混凝土温度管理策略

宁波周公宅水库建设开发有限公司 陈炯炯###。

【摘要】周公宅水库在大坝混凝土施工过程中采用了适当的浇筑措施,并在高温季节和寒冷季节分别采用各种措施来控制混凝土温度。在高温季节浇筑仓号时严格控制骨料温度、混凝土出机口温度、入仓温度,浇筑完成后通过通水冷却来消减混凝土最高温度。在寒冷季节加强保温工作从而使混凝土内外温度温差得到控制。从大坝混凝土检测资料分析来看,大坝混凝土温度得到了较好的控制,施工质量较好,大坝具有较高的安全度。

周公宅水库位于浙江省宁波市鄞州区大皎溪皎口水库上游15km处,坝址位于鄞州区章水镇周公宅村北大皎溪干流上,距宁波市区约51km,是一座供水、防洪结合发电的综合利用水库。整个枢纽工程由拦河坝、水垫塘、二道坝、引水建筑物、发电厂房和变电所等建筑物组成。拦河坝由混凝土双曲拱坝和二道坝组成,双曲拱坝坝顶中心弧长446.77m,坝顶高程240m,最大坝高125.5m,分23个坝段,浇筑混凝土约60万方

周公宅地处亚热带季风气候,总的气候特征是:冬夏季风交替显著,四季分明,雨量充沛,日照充足,夏季若受台风和热带风暴影响较少,则易造成高温干旱。11月至第二年2月,本地受冷高压控制,天气以晴冷为主,雨量较少,同时受寒潮袭击频繁,年均受寒潮袭击多达50余次,三四月份有仍可能遭受寒潮。具体每月平均气温见下表:

由于恶劣的气候因素,对坝体混凝土提出了很高的要求,除外部混凝土有抗冻、抗渗、抗裂要求外,对基础混凝土和内部混凝土还要求有较低的温升和抗裂要求。

(1)基础允许温差。

根据《混凝土拱坝设计规范》SD145-85,考虑到周公宅水库拱坝为薄壁拱坝,混凝土抗裂性能较好,基础条件较有利,基础容许温差可以取中值。混凝土基础容许温差见下表:

(2)上下层温差。

脱离基础约束区浇筑块上下层混凝土允许温差为20℃。

(3)内外温差。

为了防止发生表面裂缝,必须对混凝土的内外温差进行控制,允许内外温差为:0~0.4L范围内为22℃,大于0.4L为25℃。

(4)坝体最高温度。

由于温差在实际施工中较难控制,在温控设计中,一般以控制最高温度来代替,采用基础温差和坝体稳定温度场确定的坝体允许最高温度见下表(单位:℃)。(www.xing528.com)

(1)混凝土浇筑方式。

周公宅水库大坝混凝土在气温较高时,严格控制浇筑块厚度和间歇期,采用薄层浇筑,以利于混凝土浇筑块的散热,基础约束块层厚为l.5m,其余混凝土层厚2.0m~3.0m。选择最优浇筑间歇期,即本层混凝土最高温升出现1~2天后浇筑上层新混凝土,并要求坝块均匀连续上升。严格控相邻坝块的高差,一般情况下,要求整个坝体基本平齐上升,相邻坝块的高差不大于12m。夏季高温季节浇筑混凝土尽量安排在下午4时至第二天上午10时进行,以减少温度倒灌。

(2)混凝土浇筑温度控制。

周公宅大坝坝体内布置了二期冷却水管,冷却水管间距为在浇筑层厚为1.5m或2.0m时为1.0×1.5m,其余为1.5×1.5m。根据控制的最高温度,确定各部分允许浇筑温度。高温季节在混凝土块收仓后利用二期冷却水管通5℃~10℃的冷却水进行初期冷却,以消减混凝土的最高温度,但须控制混凝土温降和幅度。规定混凝土和冷却水的温差不得大于20℃,日温降幅度不大于1℃。其他时段可通河水,采用大流量。重视混凝土养护,在混凝土凝固后及时进行仓面蓄水及常流水养护,使混凝土表面温度接近于河水水温,有利于混凝土的散热和早期强度增加。

周公宅大坝混凝土在夏季施工时从各个环节来控制混凝土温度。为尽量降低混凝土出机口温度,对骨料采用如下措施:净骨料场搭设凉棚,用河水喷雾降温,尽量提高堆料高度,净骨料堆存时间不少于5天。将出料地笼设在地面以下,利用夏季较低的地面温度来降低骨料温度,用片冰及冰水拌和。在浇筑仓号内喷洒冰水来降低浇筑温度,尽量避开高温时段来浇筑混凝土。浇筑完成后一起通冰水对混凝土内部进行冷却,并在混凝土表面喷洒河水来降低表面温度。

大量国内外工程实践表明:寒潮是混凝土产生表面裂缝的主要原因,尽管表面裂缝发展初期较浅,一般不超过30cm,但其后随着月气温或大坝坝体应力的变化,一部分表面裂缝可能发展成为深层或贯穿大坝的裂缝,影响大坝安全。根据本工程的实际情况,秋、冬季节坝体存在较大的内外温差,因此对混凝土表面进行了严格的保护,对暴露在大气中的混凝土表面,均加盖保温被加以保温,混凝土拆模后也立即进行覆盖。在寒潮到来时,推迟原来的拆模时间,对未拆模部分,在模板外进行保温,在寒潮频发月份,事先在模板内设置保温材料。

周公宅水库大坝选择7#、12#、16#坝段布置混凝土温度观测断面,按网状布置,同一高程温度计等间距布置,205m以上每一高程布置2支温度计,布置在距离上下游侧混凝土坝面1.0m处;205.00m以下高程布置3支温度计,上下游侧温度计布置在距离混凝土坝面1.0m处,中间1支温度计布置在坝段中间,共布置温度计90支。结合导流底孔封堵施工需要,在12#,13#坝段导流底孔布置温度计,共布置28支,共布置温度计118支来检测大坝混凝土。本工程通过试用特征统计法来做检测分析,基本具有一致性。以下以T7-1为列说明周公宅水库大坝混凝土温度变化规律,由图可看出:

温度峰值出现时间一般在混凝土浇筑后3~7天,达到最高温度后混凝土混度逐渐下降,混凝土浇筑温度和最高温升基本符合设计要求。其他埋设温度计也基本呈现此类温度线,有个别埋设与导流底孔的温度计超过设计监控值,通过通水冷却后恢复正常,本工程总体温控正常。

大坝目前已经初期蓄水,由温度分析资料和大坝现状可知:

(1)周公宅水库在施工过程中所用的温控措施能较好地将混凝土各部位的温度控制在设计控制温度以内。

(2)大坝混凝土的有效温控能有效地防止混凝土长生裂缝,提高大坝的安全性能。

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