黄河万家寨水利枢纽：导流底孔封堵与预留钢管槽混凝土应力分析

1.导流底孔封堵预压应力分析

万家寨水利枢纽大坝设有5 个9.5m×9m 的施工导流底孔，下闸蓄水前分期封堵。采用补偿收缩混凝土回填，受四周老混凝土的约束，会产生较大的预压应力，补偿作用最为明显。以中孔坝段导流底孔封堵为例，选浇筑层厚3.0m，间歇期7d，经水科院计算分析得出如下结论：

（1）由于导流底孔封堵始于低温季节，混凝土浇筑温度较低，而且周围坝体老混凝土温度也较低，因此回填混凝土最高温度不高，仅为27.4℃。

（2）由于四边老混凝土的约束，自生体积变形能产生最大达1.27～1.32MPa 的预压应力，至第335d 龄期残存预压应力仍达0.64～0.89MPa，补偿作用非常明显。

（3）回填混凝土和老混凝土的边界上不会出现拉应力，边界面不会脱开，保证了新老混凝土结合紧密。

（4）导流底孔尾部，由于受气温影响较大，温度应力也较大，有可能导致混凝土开裂，因此应加强表面保温。

2.预留钢管槽回填预压应力分析(www.xing528.com)

钢管槽回填混凝土层厚3.0m，间歇期为5d，浇筑温度9月、10月、11月分别为12℃、8℃、5℃，经水科院计算分析得出如下结论：

（1）回填混凝土最高温度达30.64℃，至第140d 龄期水泥水化热的影响已消散殆尽，钢管上部混凝土温度随气温变化。

（2）不考虑温度变化，只考虑混凝土自生体积变形的影响，回填混凝土各点应力均为压应力，钢管底部混凝土最大预压应力达1.77～1.89MPa，钢管两侧混凝土最大预压应力达1.19～1.42MPa，钢管上部混凝土最大预压应力达1.5MPa，说明在老混凝土和钢管的约束下能产生较大的预压应力。

（3）因采用坝面浅埋管，钢管外包混凝土较薄（仅1.5m），受气温及管内水温影响，在回填混凝土的预压应力受徐变影响逐渐减小后，在回填混凝土内将产生较大拉应力，在结构设计中应予以充分考虑。

（4）钢管槽回填采用补偿收缩混凝土，尽管在钢管周围产生较大的预压应力，但远小于钢管的临界压力，不会导致钢管外压失稳破坏。