越南昆江2一级水电站大坝温度控制设计

越南昆江2一级水电站大坝温度控制设计

广西水利水电GUANGXIWATERRESOURCES&HYDROPOWERENGINEERING2012(6)·规划设计·越南昆江2一级水电站大坝温度控制设计徐婷兰(广西电力工业勘察设计研究院，广西南宁530023)【摘要]越南昆江2一级水电站大坝属大体积混凝土结构，坝体混凝土采用通仓浇筑，因此控制混凝土基础、内外与上下层温差，使大体积混凝土内外形成比较均匀的温度场，是防止坝体混凝土温度裂缝的关键。通过分析坝区的气象条件和混凝土的热学力学性能，提出了合理的坝体温度控制措施，实践证明温度控制措施是可行的。【关键词】水电站；大坝；混凝土；温度控制[中图分类号】TV315【文献识别码]B[文章编号]1003—1510(2012)06—0026—03重力坝总长471TI，自由溢流坝总长63ITI，右岸重力1工程概况坝总长57m。重力坝坝顶高程为346．7m，最大坝高为38．7ITI；溢流坝堰顶高程为340m，最大堰高昆江2一级水电站位于越南东江县于家河支流昆江上，包括两个梯级电站，分别为一级电站和二为481TI。级电站。由于径流量小，一级电站水库具有年调节性能，其运行方式是力求获得梯级电站发电效益较2气象条件大，并满足二级电站获得更多的枯水季节电量的要昆江2一级水电站坝区气象资料见表1，坝区求；二级电站为具有日调节性能电站，以发电为主，夏季时间长，白天日照强烈，气温较高，气温变幅较并结合水资源的综合利用，如旱季时补充灌溉用小，风速不大。坝区的气象条件对大体积混凝土浇水、降低下游的洪水水位、帮助改善区域内的自然筑温度的控制不利，日照强烈，需加强防护和防裂，和生态环境。采取有效的温控措施，但是其温差变幅较小，有利一级水电站拦河坝坝顶总长167m，其中左岸于控制温度裂缝的产生。表1坝区气象资料统计表项目各月数值l234567891Olll2月平均气温，℃21．522．424．026328-229．229．228．827_325．924．121．925．7月平均水温／℃21．723．426．028-228．828．928．928_327．O24．822．821．225-8月平均风速，(m／s)1．41．71．81．71．61．21．21．21．41．62．01．61．5月平均湿度，％84848483807776788285858682层，常态混凝土按1—2m一层，关键要控制好以下3混凝土浇筑分层分块设计方面：(1)可采用全断面通仓碾压；各浇筑层碾压混昆江2一级水电站拦河坝最大坝高48．0ITI，总长167．0m，属于大体积混凝土结构，分6条永久凝土与廊道周边等常态混凝土应同时浇筑，连续上缝。大坝内部为三级配碾压混凝土，底面及周边为升；如拟在靠近模板和岸边斜坡等小面积部位改用三级配常态混凝土，溢流堰面为耐冲磨二级配常态变态混凝土，则应做好变态混凝土配合比及性能试混凝土。验，提出加浆方法，混凝土加注的水泥浆比例尽量电站拦河坝的碾压混凝土浇筑一般按3m一按体积的4％控制，不得超过5％，以免混凝土温升【收稿日期】2012—10—24【作者简介】徐婷兰(1982一)，女，广西桂林人，广西电力二1业勘测设计研究院工程师，学士，主要从事水下结构设计I．_I．=作。26n广西水利水电GUANGXIWATERRESOURCES&HYDROPOWERENGINEERING2012(6)过高。表3混凝土配合比(2)上游廊道下部的常态混凝土浇筑分层的表混凝土名称面设置凸槽；键槽为斗形，键槽高200mill，键槽面积不少于接缝面积的1／3。(3)大坝分层厚度根据温控要求(浇筑间歇)及标准模板规格(一般高3．0m)而定，如实际使用的模板稍小于标准，层厚可根据模板及施工实际情况适当调整。各浇筑层最薄部位(如廊道拱顶、开挖台阶顶面等)不少于1nl，不能出现尖角。(4)为便于施工，溢流面采用台阶法浇筑，台阶5．2降低浇筑温度高1．0ITI，平段长O．65m(根据坡度而定)；其表层抗降低混凝土浇筑温度主要考虑降低混凝土出冲耐磨混凝土可迟后不超过28d浇筑；浇筑前需打机口温度，减少运输途中和仓面浇筑过程中温度回毛，涂抹砂浆；台阶的垂直面及水平面均设25插升两方面。降低混凝土出机口温度主要采取预冷筋，插筋全长1500mm，外露一半。骨料，加冰拌和及粗骨料一、二次风冷等措施。施工过程中需规划好供料平台侧卸车运输与4混凝土温度控制标准卸料流程，使混凝土运输与卸料平畅，缩短混凝土大坝采用通仓浇筑，根据规范要求，考虑到当运输时间尽量减少不必要的倒运。地的气象条件和地质条件，防止发生贯穿裂缝，基高温和较高温季节的混凝土浇筑完成后，采用础允许温差，新老混凝土上下层温差及混凝土内外自动喷水器对已浇混凝土进行不问断洒水养护，保温差，在基础约束区和非基础约束区分别应控制在持仓面湿润使混凝土充分散热。l4℃和l6℃。根据以上各温差的控制标准，确定坝5．3间歇期控制体设计允许最高浇筑温度见表2。一般要求浇筑层间的最小间隔时间不得小于3d，不大于6d，间歇期大于28d的下层混凝土作为表2坝体设计允许最高浇筑温度℃老混凝土，其温差按小于l5cIC控制。对于3111层厚浇筑月份12345678910l1l2的坝块最小间隔时间5d，实际间隔时间一般在7d漕浇篇筑块束区24．525．5272828．5292928．528272625左右，此时混凝土温升处于回降时段。对老混凝土长边长加严温控标准，主要是在采用水管冷却措施的条件度≤蜚蓁z6．s27．s282930ss31302928：下应尽可能保持上下层混凝土的温度变化相对均匀，减少上下层温差，防止产生裂缝。浇筑块23-524．52626_527_5282827_52726．52624长边长——5．4通水冷却度≤翡蓁25z627．szs．s29s。3030z9zszzs．s埋设冷却水管是为解决夏季高温季节碾压混凝土施工的温度控制问题；采用高强度聚乙烯冷却水管。与金属管材比，聚乙烯管具有良好的弯曲性5温度控制措施能，减少了大量接头，可在碾压层面上快速铺筑，对5．1混凝土原材料与配合比施工干扰较小。冷却水管的布置及要求如下：混凝土采用越南生产的PC40水泥，Ⅱ级粉煤(1)在5一l0月高温季节浇筑的常态和碾压混灰，细骨料为天然砂，粗骨料由工地开采的花岗岩凝土，每1．5in(5个碾压层)铺筑一层冷却水管，可加工，外加剂为越南当地产品。大坝内部为三级配采用28高密聚乙烯塑料管，水管水平间距约1．5碾压混凝土，底面及周边为三级配常态混凝土，溢1il；塑料管应满足表4中的条件。流堰面为耐冲磨二级配常态混凝土，它们的强度、(2)每根水管长度宜不超过250111，水管跨越横抗渗、抗冻均以90d龄期为准，配合比按工地试验缝的部位应做好保护措施保证水管完整，保证通水室试验成果(见表3)。效果；冷却水管在混凝土浇筑开始后4h内通河水进行冷却，通水一般不少于30d，管内水流速以0．727n徐婷兰：越南昆江2一级水电站大坝温度控制设计m／s为宜；水流方向每24h改变一次。降温措施；必要时采取隔热材料(如1—2cm厚的聚苯乙烯泡沫塑料卷材)及时覆盖、表面漫水养护表4塑料管应满足的条件等措施。壁厚／误差导热系数／比热容重破坏内水冲击渗漏(2)在气温骤降期间，应加强保护，保温布膜必mm极限(w／m~C)／(kJ／g~C)／(kg／m3)~,J3／MPa实验实验须加盖严实，基础约束部位需加盖聚苯乙烯泡沫塑z．o+0．4一。o．4s·．s0．s$~J1100z．。料板；对孑L口、廊道等应及时封闭。注1：冲击实验可用50kgCI'80~120mm卵石在1．5m高处自由F落冲击管身，连冲2次。6抗裂复核计算注2：抗渗漏实验：测试管身和接头的实验。将测试的水管和接6．1验算说明头的一段装上压力表．进水压力从0．2MPa开始逐步升压。每次升大坝浇筑前，根据大坝的施工进度安排，结合0．05MPa，直至0．6MPa。每次升压要稳压5rain，观测水管及接头有大坝的自然条件和混凝土性能，使用Ansysl0．0计无水滴渗漏。算了溢流坝段温度场和应力场，验算以下内容：(3)每根冷却水管的进出口一般可水平引至下(1)基础约束区最高温度与准稳定温度差不高游面，也可与25(内径)的钢管套接垂直引到上一于规范要求的14℃。层的浇筑层表面，再接胶管引到坝外，以便排水和(2)根据混凝土的材料性能，为便于温度仿真与供水管路系统衔接，每根进(出)水管口必须安装应力计算，拟用表5中两种混凝土的弹模和徐变的同口径闸阀以有效控制管内流量。龄期变化过程表达式进行计算，考虑1．5的安全系5．5养护与保护数，允许拉应力为：(1)加强坝面及仓面的保温与保湿，大坝混凝碾压混凝土允许拉应力=90d弹模×极限拉土采用水养护，在混凝土表面喷水或喷雾，一直保伸／安全系数=27．2~103x0．7x10—411．5=1．27MPa持到下一块浇筑时为此，坝块的侧面挂塑料花管，常态混凝土允许拉应力=90d弹模×极限拉伸／流水养护。高温季节浇筑的混凝土采用仓面喷雾安全系数=34．1xl03x0．8x10—411．5=1．8MPa表5弹模和徐变的龄期变化过程表达式6．2温度及应力计算结果分析维有限元模拟计算，运行期在坝体上、下游面与地(1)温度计算。按施工进度计划，2月份开浇基接触的常态混凝土产生应力较大，表面第一主应溢流坝的情况，进行三维有限元模拟计算，施工期力超过了允许的拉应力1．8MPa，但坝体内部应力坝体出现在基础约束区的内部最高温度35cI=，该区较小，不超过lMPa；在溢流面反弧段变态混凝土由域准稳定温度约为25℃；满足规范基础约束区坝体于错台鼻坎结构复杂，应力达1．5MPa，但仍在允许最高温度不得高于准稳定温度14~(2的要求；拉应力1．8MPa范围内；碾压混凝土拉应力均在允按7月份开浇的实际施工情况，经三维有限元许拉应力1．27MPa范围内。故大坝混凝土内部温模拟计算，施工期坝体出现在基础约束区的内部最度应力基本满足要求。高温度38℃，该区域准稳定温度约为25℃；同样满足规范基础约束区坝体最高温度不得高于准稳定7结语温度l4℃的要求。昆江2一级水电站拦河大坝于2008年7月开始(2)应力计算。按施工进度计划，2月份开浇施工，碾压混凝土采用通仓浇筑。大坝基础约束区溢流坝的情况，进行三维有限元模拟计算，最大应及非基础约束区未出现大的、影响大坝安全使用的力出现在溢流面反弧段，变态混凝土浇筑的错台鼻裂缝，实践证明，混凝土大坝的温度控制设计及养坎，应力达1．5MPa，在允许拉应力1．8MPa范围内，护措施切实凑效。坝体其它部位应力均在允许范围内，大坝混凝土温度(责任编辑：刘征湛)应力满足要求；按7月份开浇的实际施工情况，经三(英文摘要下转第32页)n吴亚妮，王荣晶：微膨胀混凝土后浇带防裂技术在水工结构中的应用今后的工作中应不断地总结和完善这项技术，以便在类似工程中更为成功的进行应用。(责任编辑：刘征湛)AoOoplicaticonofrml‘cro-ex：palnsl"onconcreteaflter-groutingbeltcrack’controltechnologyinhydraulicstructureWUYa-ni．WANGRong-jingfGuangxiElectricPowerIndustryInvestigationDesign&ResearchInstitute，Nanning530023，China)Abstract：Asaneffectivemeasureofpreventingcracksofconcretestructure．micro—expansionconcreteafter—grout·ingbeltcrackcontroltechnologyhasbeenwidelyappliedinindustrialandcivilarchitecture．Thistechndogyisalsoapplicableforhydraulicstructure，andisusuallycombinedwithothercrackcontroltechnologytoconstituteacon。positehydraulicconcretestructurecrackcontrolsystem．Combinedwiththecrackcontroldesignandconstructionofonehydraulicconcretestructure．anintroductionwasmadeontheapplicationmethodofmicro—expansioncon．creteafter—groutingbeltcrackcontroltechnology．Keywords：Micro-expansionconcrete；after-groutingbelt；crackcontrol；hydraulicstructure(上接第28页)MaindamtemperaturecontroldesignforVietnamKunjiang2-1HydropowerStationXUTing-lan(GuangxiElectricPowerIndustryInvestigationDesign&ResearchInstitute，Nanning530023，China)Abstract：ThemaindamofVietnamKunjiang2-1HydropowerStationisalargeconcretestructure．Concretingwithoutlongitudinaljpintisadoptedfordambody，SOitisveryimportanttocontrolthetemperaturedifferenceoffoundation，internalandexternalparts，upperandlowerlayers，SOastopreventconcretetemperaturecrackswithrela—tivelyuniformtemperaturefield．Basedonanalysisofthemeteorologicalconditionsofdamareaandthermalmechanicalpropertiesofconcrete，propertemperaturecontrolmeasureswereputforwardandhadbeenproVedasiblebypractice．Keywords：HydropowerStation；maindam；concrete；temperaturecontrol32