深溪沟水电站厂坝混凝土温控方案研究及应用

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1、第204l1卷0第年198期月人民长江Vo1．41，No．18YangtzeRiverSep．，2010文章编号：1001—4179(2010)18—0054—04深溪沟水电站厂坝混凝土温控方案研究及应用白留星，张文龙，郑建民(国电大渡河深溪沟水电有限公司，四川I汉源625300)摘要：根据深溪沟水电站工程的基本情况，结合国内外河床式水电站混凝土施工温控计术的最新成果和工程实践经验，采用ANSYS有限元软件，对厂坝混凝土温控方案进行了分析计算。根据计算结果，综合考虑温控成本，采用的温控方案为：选用低热水泥，高温季节(气温超过l7℃)控制混凝土浇筑温度为17℃，通15~C冷却水

2、(河水)14d，冷却水管层间距为1．5in×1．5In；对局部温控要求更为严格的部位，冷却水管层间距为1．0In×1．0m；低温季节(气温低于l7℃)按自然温度入仓，通水冷却，参数不变。目前大坝混凝土浇筑已全部完成，未出现温度裂缝。关键词：大坝混凝土；温控；有限元；深溪沟水电站中图法分类号：TV43文献标志码：A深溪沟水电站是大渡河干流22级梯级规划中的升：第18级电站，电站为河床式，左岸为3孔泄洪闸，厂房建筑物位于河床右岸，分4个机组坝段，右岸为接头坝(r)：(1)和窑洞式安装间。大坝宽90．0in，顺水流方向依次分cp为上游挡水坝、主机间、下游挡水坝3个坝块，每个坝块宽度

3、相当。建筑物系挖除覆盖层后建于基岩上，其中1号机建基面为基岩面，2～4号机为C15碾压混凝土回填基础，厂坝混凝土(含基础回填)总浇筑方量约100万m1混凝土材料特性及温控标准1．1材料特性(1)材料分区。深溪沟厂坝主体混凝土主要以C20三级配和C25三级配混凝土为主，其中流道以下为C20W8三级配、尾水顶板和机窝二期混凝土为C25W6二级配或三级配，闸墩为C20W6三级配，材料分区情况如图1所示。图1厂坝结构混凝土材料分区示意(2)绝热温升。绝热温升是计算混凝土温度场的式中，0()为绝热温升，K；为水泥用量，kg／m；c重要参数，可直接测定或问接计算，根据水泥的水化热为混凝土

4、比热，kJ／(kg·℃)；P为混凝土密度，kg／m；及混凝土的比热、容重和水泥用量按下式计算绝热温收稿日期：2010—07—30作者简介：白留星，男，工程建设处副处长，工程师，主要从事水利水电工程建设管理工作。E—mall：bailiuxing@sina．(30111第18期白留星，等：深溪沟水电站厂坝混凝土温控方案研究及应用55F为混合材料用量，kg／m；Q(f)为水泥水化热，数(新老约束系数)，一般取0．51；为混凝土线膨胀kJ／kg；k为折减系数。系数；为混凝土泊松比。根据实测，拟使用的不同水泥的水化热值(kJ／kg)按上述公式，结合厂房坝段的主要材料，计算的混见表1。

5、根据所用混凝土配合比计算出的不同类型混凝土容许基础温差△T=15．84％。故，对处于强约束凝土绝热温升参数见表2。区的混凝土，容许温差取16℃；对于尾水顶板和机窝(3)材料参数。通过试验，得到大坝主要混凝土混凝土，由于体形复杂，且受外界温度影响较大，其容材料的基本参数见表3。许温差标准仍按l6℃控制。表1不同品种水泥各龄期的水化热值kJ／kg2温控方案研究深溪沟水电站结构形式复杂，结构在温度与自重荷载作用下的应力分布状态各异，存在明显的局部高应力区域。根据深溪沟水电站工程的基本条件和设计特点，结合国内外河床式水电站混凝土施工温控技术表2坝体不同类型混凝土绝热温升参数的最新成果

6、和工程实践经验，采用ANSYS有限元软件最大绝热温升／发热指数／绝热温升对深溪沟厂坝混凝土温控方案进行了分析计算，计算编号℃d表达式选用空间六面体八节点等参元剖分网格，基岩各面和坝体纵缝面按绝热边界处理；基岩底面加全约束，基岩垂直的4个面加法向约束，坝体左右岸、上下游面为自由面。计算分层厚度为基础强约束区1．5m，弱约束区2．0m，非约束区3．0m。2．1准温度场计算根据前述相关参数，采用有限元法计算各机组坝表3坝体材料基本参数段准稳定温度场等值线，其中1月、7月份的典型准稳定温度场等值线见图2和图3；再根据混凝土温控标准和准稳定温度场，计算出混凝土内部各点最高允许温度，将此

7、作为温控方案中最高温度控制标准。m小㈣㈣川1．2温控标准按《混凝土重力坝设计规范》(DL一5108—1999)的约束系数法，基础均匀温降条件下的混凝土容许温度应力由下式估算：图2机组坝段1月份气温准稳定温度场等值线[J=klEc／r0(2)式中，[]为混凝土容许温度应力；为混凝土极限拉伸的标准值；E为混凝土弹性模量标准值；如为结构系数，取1．5；r0为结构重要性系数，取1．1；k。为离差系数，取实测值的2／3。由混凝土容许温度应力确定的容许基础均匀温降图3机组坝段7月份气温准稳定温度场等值线公式为：2．