龙岩白沙水电站碾压混凝土坝温控防裂研究与应用

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1、龙岩白沙水电站碾压混凝土坝温控防裂研究与应用郑智芬(福建省水利水电勘测设计研究院，福建福州350001)摘要：该文针对白沙水电站碾压混凝土重力坝坝体分缝间距、不同部位和时段的浇筑温度、高温间歇期和过水影响及次高温期浇筑安排等，以多方案组合分析的方法，采用有限元法数值仿真计算坝体温度场及温度应力，用理论分析成果指导坝工温控防裂设计。从工程几年运行的情况来看，实际效果良好，对类似工程有良好的借鉴和指导意义。关键词：碾压混凝土坝；温控措施；仿真计算中图分类号-TV642．2文献标识码：B文章编号-1002—301

2、1(2012)02—0017—05筑进度安排如下：碾压混凝土计划于2005年3月刖舌10日开碾，一枯碾压混凝土需延至7月上旬次高温白沙水电站位于福建省龙岩市白沙镇上游2km时段。由于碾压混凝土需在次高温时段施工，坝体处，为万安溪干流梯级开发的第二级，工程规模为温控防裂研究显得尤为重要，这是防止坝体裂缝造大(2)型。碾压混凝土重力坝按2级建筑物设计，成渗漏等安全问题的关键技术，可为坝工结构设计最大坝高74．90m，坝顶高程268．9Om，右岸坝段和施工方案选择提供依据。长77．50m，左岸坝段长54．30m，

3、溢流坝段长1坝体温控防裂基本条件40．O0m。碾压混凝土方量19．5万m，占大坝混凝土总方量(22．7万m)的85．9％。1．1坝址气象、水气温资料大坝原浇筑进度安排如下：坝体基础填塘混凝工程地处亚热带海洋性季风气候区，温和湿润，土于2004年10月底开浇，12月中旬碾压混凝土开四季分明。多年平均气温19．7℃，实测极端最高气碾，2005年5月上旬坝体达到高程214．4m(一枯温39．1oC，极端最低气温一5．6℃。多年平均降雨度汛目标高程)，6—8月高温次高温时段停碾，长量1777mm，汛期4～9月占全年

4、雨量的73％。坝间歇度汛，9月底开碾。受各种因素影响，实际浇址气温及水温见表1。表1坝址气温水温统计月份一二三四五六七八九十十一十二平均水温／℃13．414．517．321．023．925．927．427．025．522．518．414．620．6气温／℃lO．712．115．419．823．125．527．326．825．121．516．612．219．71．2混凝土材料性质及分区续升程为3m。坝体碾压混凝土浇筑调整后进度详坝体上游采用二级配富胶凝碾压混凝土作为防见图1。渗体，厚4—2m。中部及下游采用三

5、级配碾压混凝2研究方法和主要成果土。坝基垫层采用常态混凝土，最小厚度为1m。溢流面采用常态混凝土，厚5～2m。混凝土材料参通过数值仿真模拟大坝混凝土分层浇筑过程、数见表2。施工期度汛过程、环境气候变化、人工降温措施以1．3大坝浇筑进度计划及混凝土材料热学和力学性质随时间变化等因素，碾压层采用每层30cm通仓薄层连续铺碾，连本文以溢流段为代表计算分析大坝温度场以及温度收稿日期：2012—05—16应力场。17线膨胀系数／(X10／~C)9．69．48．58．2导热系数／(J／m·h·oC)6460766876

6、686460导温系数／(X10in／h)3．0393．0393．1903．190比热／(J／kg·℃)883．4958．8883．4883．4表面放热系数B42424242弹模／(X10MPa)E(t)=28200(1-e-0．335t0．45)E(t)=26300(1一e-0．335tO．45)E(t1=29900(1一e一“1E(t1=30800(1一e1st)泊松比0．170．150．170．17绝热温升／~CT(【)=19．o(1一e。)T(1)：l4．2(1一e。)T(t)=21．2(1一e一。。

7、‘。)T(【)=26．0(1一e。。)极限拉伸值／(X10)0．83O．780．850．88——90d自生体积变形／(X10)20．115．O—20．1—21_5磊景一52．30饕霉左岸挡水坝段4o．0o溢流坝段蠡S群l水坝萋【29．0023．30加o0．200020．001800．18．502100l口268901111．0608．13．舶0．117_253．40v253．4O—0—6—晒—．25—_舶0_71——5因伸缩—_缝_＼使缝箜雠／06．05．O8"-O6o5．21V_247．4006．0411

8、"'06．026_—．———一＼060215-q360407／v238．40—2塾一／伸缩缝伸缩缝___一—．、0511．29,q36(L07／4一一一＼-＼．一一一一。2640／／一7一／=一一0儿24／／~z214．40一_————二毡建堑一14Q．一．0⋯／⋯一：05．031O、05．i0：—／、>、一．r~'ql-fW—jx7195圈1体碾J土混凝土浇筑进厦安排2．1计算工况及计算方案利用变分原理，对上式