亚碧罗碾压混凝土重力坝温控方案初步设计

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1、·l2·水利水电工程设计DWRHE·2010年第29卷第1期亚碧罗碾压混凝土重力坝温控方案初步设计张怀芝吴朝月段大琪文胜良摘要碾压混凝土重力坝温控设计的重点在于控制基础温差、内外温差和新老温差，控制混凝土最高温度，以此达到防裂的目的。利用三维有限元法，对亚碧罗碾压混凝土重力坝温度场进行了多种温控方案的仿真计算，计算中考虑了混凝土绝热温升随时间的变化、通水冷却、分层浇筑和气温环境的变化等因素，得出了亚碧罗碾压混凝土重力坝合理的温控方案。关键词碾压混凝土重力坝温度场仿真分析有限元法亚碧罗水电站中图分类号TV698．231文献标识码

2、B文章编号1007．6980(2010J01—0012051工程概况凝土约200·7×104rIl3。2基本资料及计算参数亚碧罗水电站位于怒江中游河段，是怒江中下游梯级规划的第7个梯级，坝址距离昆明市约6162．1气象、水温资料km，工程是以发电为主的水电枢纽工程，电站装根据福贡站、泸水气象站资料统计，亚碧罗坝机容量为2100MW，水库正常蓄水位1079m。拦址多年平均气温16．9oC，极端最高气温37．5℃，河坝为碾压混凝土重力坝，坝顶高程1082．O0in，极端最低气温～2．8℃，多年平均水温14．2oC，多最大坝高165

3、．O0m，为高碾压混凝土坝；坝顶宽度年平均地温18．8℃，多年平均风速1．9m／s。年平18m，坝顶轴线长度374m，混凝土坝共18个坝均降雨量1199mln，年平均相对湿度为7l％，多段，最大横缝间距为25nl，最小横缝间距18in。年平均风速为1．9m／s。坝体混凝土工程量约240．5×104m3，其中碾压混各月气温、水温具体见表1。表1亚碧罗水电站坝址处气温及水温资料℃月份9101112年平均气温9．5l1．213．516．219．922．623．323．221．818．313．49．916．9水温8．310．0儿．91

4、3．415．817．1l8．420．3l8．616．012．18．814．22．2混凝土材料及分区比较长，承受荷载晚的特点，混凝土强度设计龄期～坝体上游面及下游水面以部位采用二级配富胶采用180d。凝碾压混凝土作为主要防渗体，中部及下游水面以2．3混凝土及基岩物理参数上部位采用三级配碾压混凝土。基础垫层采用1．5根据亚碧罗工程试验资料，温度场仿真计算采m厚的常态混凝土。考虑到大坝碾压混凝土施工期用的物理参数试验值见表2。表2亚碧罗温度场仿真计算参数张怀芝等·亚碧罗碾压混凝土重力坝温控方案初步设计‘2．4坝体施工进度安排3稳定温

5、度场按第3年7～l0月份顺序开始各坝段基础部位混凝土浇筑，除结构需要或特殊情况外，碾压层厚3．1边界条件度采用每层30cm的通仓薄层连续铺碾，一般强约裸露在大气中的坝体面受日照影响，取19oC；束区连续升程为1．5m，弱约束区和非约束区连续库前水温见表3；下游水垫搪底部水温14．6oC，表升程为3．0m，层间间歇为5—7d。第5年11月中面水温17．1oC，中间取直线变化；坝体建基面温旬导流隧洞下闸封堵。第6年1月第1台机组正式度按上游坝踵和下游坝趾处水温，中间取直线变化投产发电。(见表3)。表3年平均库前水温水深／m0123

6、4814212429水温／℃18．4318．4ll8．3518．28l8．2l7-88l7．3316_87l6．7216．393．2稳定温度场(1)约束区混凝土原则上不允许长间歇，但坝体稳定温度场计算成果如图1。是，一旦出现问歇大于28d时，控制碾压混凝土新老温差不大于13℃；垫层常态混凝土新老温差不大于16。(2)非约束区新老混凝土温差控制标准为15℃。4．3内外混凝土温差碾压混凝土的内外温差控制不超过l7℃，常态混凝土的内外温差控制不超过21℃。4．4最高温度控制标准坝体混凝土允许最高温度取决于稳定温度、基础温差、内外混凝

7、土温差和新老混凝土温差等。目前，在设计及施工中为了便于控制，一般均以坝体最高温度作为控制参数。亚碧罗大坝不同部位混凝图1坝体稳定温度场土允许最高温度控制标准见表5。表5坝体混凝土允许最高温度控制标准qC4温度控制标准4．1基础温差控制标准当碾压混凝土28d龄期极限拉伸值不低于0．70×10时，其碾压混凝土坝基础允许温差见表4。当基础约束区常态混凝土28d龄期的极限拉伸值不低于0．85×10I4时，对于施工质量均匀、良好、5不稳定温度场仿真计算与温控方案设计基岩与混凝土的变形模量相近，短期间歇均匀浇筑5．1三维仿真计算上升的浇筑

8、块、基础允许温差见表4规定的数值。建基面高程以下基岩厚度取1．5倍坝高，上下表4混凝土基础允许温差℃游方向取1．5倍坝高。离散坝体及坝基岩体采用空问8节点等参实体单元，坝段铅直向单元层厚0．5m，上下游方向分为l0层单元，上下游面附近较密，中心较稀。整个坝段模型共剖分单元11