干热河谷地区高拱坝温度控制与防裂研究-论文.pdf

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1、第45卷第17期人民长江Vol_45．No．172014年9月YangtzeRiverSep．，2014文章编号：1001—4179(2014)l7—0042一O4千热河谷地区高拱坝温度控制与防裂研究梁仁强(长江勘测规划设计研究院施工设计处，湖北武汉430010)摘要：在总结建于干热河谷地区的如二滩、小湾、溪洛渡、锦屏一级等高拱坝温度控制与防裂经验的基础上，结合同样处于干热河谷地区的鸟东德高拱坝工程，对施工期温度控制关键性参数，如浇筑温度、浇筑层厚、冷却水管间距等进行了敏感性计算分析，提出了高拱坝全坝段全施工期均处于

2、“约束状态”的温控理念，并就乌东德高拱坝混凝土垂直温度梯度和内外温度梯度的控制提出了明确的观点。相关温控经验与施工控制方法可供其他建于干热河谷地区的高拱坝建设工程施工参考。关键词：高拱坝；温度控制；防裂措施；干热河谷；鸟东德水电站中图法分类号：TV642．4文献标志码：A1干热河谷气候特点2高拱坝混凝土温度控制及防裂特点中国干热河谷气候带主要分布在西南地区，位于2．1通仓浇筑基础约束区应力高北纬23。00～28。10、东经98。50～103。50之间的金一般高拱坝坝体底宽大，如240m高的二滩拱坝沙江、红河、怒江和澜

3、沧江等流域，虽然不同流域干热底宽55．7m，270m高的乌东德拱坝底宽46．26m，河谷的气候存在一定的差异，但都具有气候炎热干燥、278m高的溪洛渡拱坝底宽61m，295m高的小湾拱干湿季节分明的基本气候特征。干热河谷地区旱季长坝底宽73m，305m的锦屏一级拱坝底宽63m。为保达半年以上(11月至翌年5月)，其间气候干燥；雨季证拱坝的整体性，设计要求拱坝纵向不分缝，高拱坝底持续时间较短(6～10月)、降水量大、气候炎热。总体宽均超过拱坝设计规范规定的通仓长块(大于40m)来看，干热河谷地区的气候变化较大，早晚温差

4、较大，的长度，底宽越大，约束系数越大，降温产生的基础约气温骤降频繁，河谷断面狭窄，局部风速大。束应力也越大。中国西南地区也是水电资源最富集之地，可开发干热河谷地区冬季干旱少雨，河水多以高山融雪水能资源占全国的60％以上。西南地区河流两岸多的低温水为主，越靠近河流上游，最低水温也越低，如高山、峡谷，岸坡陡峻，水流落差大，是建设高拱坝的理锦屏一级最低水温5．1cI=，二滩最低水温7．9~C，乌东想坝址，如二滩水电站、小湾水电站、溪洛渡水电站、锦德最低水温8．0~C，小湾最低水温9．9~C，溪洛渡最低屏一级水电站和即将开工

5、建设的乌东德水电站、白鹤水温12．0~C¨。低水温使得库底水温也较低，上述5滩水电站等均为坝高240m以上的高拱坝。这几座电座高拱坝的计算库底水温在9．2~C～11。7℃，坝体底站均位于干热河谷气候带，这种气候对大坝混凝土浇部混凝土稳定温度在13℃～16℃。为使高拱坝运行筑来说，其有利的条件是，由于冬季气温较高，因而不前产生一定的预压应力，设计采取了较稳定温度低的存在冬季施工问题；其不利的条件是，昼夜温差大，气低温封拱方式。低温封拱有利于拱坝运行期温度温骤降频繁，气候干燥，风速较大，容易使混凝土表面应力的分布，但也带

6、来施工期降温幅度大、基础约束区开裂，夏季白天日照强烈，混凝土温度控制难度大。应力较高的不利状况。收稿日期：2014—04—20作者简介：梁仁强，男，高级工程师，主要从事水利水电工程施工组织设计工作。E—mail：liangrenqiang@cjwsjy．tom．cn第17期梁仁强：干热河谷地区高拱坝温度控制与防裂研究432．2全年灌浆全坝段处于约束状态的混凝土最高温度控制标准见表1。受悬臂高度的控制并为满足坝体渡汛挡水的要表1高拱坝混凝土最高温度控制标准℃求，高拱坝一般采用全年接缝灌浆的施工方式，为减少悬臂高度对坝体

7、上升速度的制约，需要对较短龄期的混凝土采用低温水进行通水冷却，这样就形成了坝段内部垂直温度梯度，上层混凝土对下层混凝土的通水从表1可以看出，除早期施工的二滩拱坝外，近年降温产生了类似基础约束区的温度应力。若降温来干热河谷地区高拱坝均采取了相当严格的温度控制幅度大、速度快，即使在非约束区，混凝土也将产生较大的温度应力。标准，温控标准的提高得益于7℃混凝土的推广应用及施工技术的提高，对混凝土防裂有利。下面以高在二滩拱坝早期施工中，有的接缝灌浆区出现了连续冷却太快的情况，一些部位甚至在不到28d就被270m的乌东德拱坝为例

8、，对其混凝土温度控制关键性参数进行敏感性计算分析。冷却到接缝灌浆温度。这种作法潜在的开裂风险非常高，此时混凝土还没有足够的强度，却要承受较大的温3．1．2混凝土浇筑温度的影响差，抗裂安全系数显著降低。一旦由此产生裂缝，一般混凝土浇筑温度是控制混凝土最高温度的关键因位于较为隐蔽的部位，不易被发现，危害性大。由此可素之一，取混凝土浇筑温度分别为12