特高拱坝温度控制与防裂研究进展

特高拱坝温控防裂至关重要,本文总结了近期特高拱坝温控防裂研究与实践成果,对抗裂安全系数制定、温控标准制定及温控措施的优化选择、温控施工质量控制等关键问题进行了系统的论述。提出如下建议:(1)抗裂安全系数应取1.8~2.0,温差标准从严控制,可取全坝统一的基础温差标准,最高温度控制标准则按封拱温度和允许基础温差之和进行控制;(2)按"早保护、小温差、慢冷却"、"三期冷却"、"智能监控"即"九三一"温控模式进行全过程温度控制;(3)空间温度梯度按"拟灌区、同冷区、过渡区、盖重区"控制,时间上的温度过程按"三期多阶段"控制,中期控温与冷却至关重要;(4)采用智能化的手段对施工过程进行全程质量监控,必要环节采用智能温控措施。上述建议旨在为特高拱坝相关规范的制订和修编提供参考。     

大岗山高拱坝多方位动态温控措施应用与分析

总结了大岗山高拱坝建设过程中形成的一套多方位动态温控措施。以设计理论温度曲线指导精细化通水,并结合"小温差早冷却缓慢冷却"方针对设计理论温度曲线进行改进并运用到部分坝段;合理的对坝体进行温控分区,节约温控成本并优化配置;实时动态的反馈及预测仿真分析指导施工;建立了温控决策支持系统辅助专家决策;完善了人工预警及预报机制,实现了对坝体温度的实时调控。至今坝体未出现温度裂缝,表明该套多方位动态温控措施具有一定的优越性并取得了较好的效果。     

溪洛渡拱坝混凝土温度控制浅析

溪洛渡拱坝混凝土由于材料特性的原因,混凝土抗裂性能富裕度小。混凝土温度控制采取了从混凝土生产、浇筑、后期冷却、保温及养护的全过程精细化控制措施;结合拱坝仿真分析和专家技术咨询,实现了温控风险提前预防、温控技术措施实时优化的预控管理;建立并完善了"数字"大坝施工信息管理系统,为精细化、个性化、数字化温控管理提供科学管理平台。有效实现了坝体混凝土温控目标,无危害性温度裂缝产生。     

锦屏高拱坝基础约束区混凝土通水冷却效果分析

为了解锦屏一级高拱坝右岸基础约束区混凝土通水冷却的温控效果,分别对一期、中期、二期的通水水温及坝体内部温度监测数据进行了统计分析。结果表明,冷却通水开始时间是温控措施中的一个重要因素,应尽量延长中期冷却通水时间。该工程所选通水冷却方案能有效控制混凝土温升,冷却效果良好。并认为在可能条件下,应该将现场通水温控监测资料作为指导混凝土温度调控的第一手资料,且应加强对智能化、个性化通水冷却措施的研究。     

高混凝土坝温控防裂研究进展

本文从仿真分析理论方法、典型裂缝成因及防裂措施、高拱坝及RCC坝温控防裂要点、智能温控4个方面介绍了高混凝土坝温控防裂研究进展;开发了可模拟9个过程、3场耦合、3个非线性的SapTis仿真软件系统,并针对精细建模、计算规模大等要求进行了并行化开发;分析了混凝土坝典型部位的仓面裂缝、劈头裂缝、廊道裂缝及下游面裂缝,并提出了防治措施;给出了高拱坝及RCC重力坝的温度控制要点,主要包括高拱坝的通水冷却设置应重视强调中期冷却并严格控制降温速率,碾压混凝土重力坝应淡化基础温差,强化内外温差的温控措施,智能温控技术是确保温控施工质量的有效手段,可有效避免人工控温可能出现的各种失误,提高施工质量。最后就未来亟待开展的高性能计算、早龄期热力学参数、个性化温控分区标准等问题进行了介绍。     

周公宅拱坝混凝土温控防裂水管冷却效果研究

采用改进的水管冷却温度场迭代算法,对周公宅拱坝7号典型岸坡坝段水管冷却的一期效果进行研究。重点分析水管层距、间距以及浇筑层厚度对坝体内部温度场和应力场分布造成的影响,同时指出岸坡坝段水管冷却时温控防裂的主要问题。最后得出了周公宅拱坝7号坝段施工期一期冷却时水管布置形式的优选方案及温控防裂措施。     

官地碾压混凝土重力坝温控防裂研究

根据官地碾压混凝土重力坝的施工进度安排,选取典型坝段进行施工期及运行期温度场和温度应力场的仿真计算。研究了浇筑温度、水管冷却等温控措施对混凝土最高温度的敏感性,选定温控措施并进行了仿真计算,制定大坝温控防裂标准和主要温控措施。     

黄河龙口水利枢纽大坝混凝土温控设计

通过对龙口大坝进行坝体稳定温度场、混凝土温度应力、坝体冷却水管等计算和分析,采取一些温控措施,如合理选择材料、严格控制混凝土浇筑温度、合理分层及控制间歇期、坝内埋设冷却水管、采取高温及低温天气特殊温控措施等对大坝混凝土温度进行控制。尤其是在坝内埋设冷却水管,通过二期冷却,在较短的时间内使坝体温度降至稳定温度,从而保证了坝体接缝灌浆的顺利进行,效果显著。     

数字黄登大坝混凝土温控智能监控系统的开发和应用

大坝混凝土裂缝产生的一个重要原因是信息不畅导致措施与管理不到位,即信息获取的不及时、不准确、不真实、不系统,以及温控施工过程温差大、降温幅度大、降温速率大、温度梯度大等,这些问题最终导致混凝土裂缝的产生。为了解决上述问题,采用信息化、自动化、智能化技术手段,结合黄登工程建设,建立了个性化理想温度控制曲线模型、温度和流量预测预报模型、温控效果评价模型、开裂风险预警模型等在线实时分析模型;开发了全坝全过程仿真分析关键技术与程序,以及普适、稳定和高精度的自动化监测和控制的仪器和设备;研发各软件功能模块和子系统,并集成为一个完整的数字黄登大坝混凝土温控智能监控系统。本系统实现了海量温控及相关要素的全面、准确、及时地自动化采集,实现了海量温控信息的自动化分析、评价和预警报警以及干预措施决策支持,实现了全坝"无人工干预"理想化智能化通水冷却,在提高通水冷却施工质量的同时降低了施工差错率。应用该系统对黄登水电站大坝温控信息进行动态高效地集成管理和实时控制分析,从根本上达到混凝土温控防裂的目的,提高了黄登水电站建设质量和信息化管控水平。     

白鹤滩水电站特高拱坝智能通水冷却施工工艺及要点

大型水电工程中大体积混凝土采用通水冷却温控是降低混凝土水化热引起的温度应力、避免开裂和达到设计要求的封拱灌浆温度必须采取的工程技术措施。通过对国内拱坝通水冷却施工技术进行分析和研究,白鹤滩建设者开发了一套能够实现自动通水、精确控温、海量数据储存及分析的智能通水系统,大幅度节省了温控防裂费用。     

禹门河水库工程大体积混凝土温控与防裂措施

分析了大体积混凝土产生裂缝的原因及危害,结合禹门河水库工程实例,从制定温控防裂方案入手,通过采取优化混凝土配合比、小气候控温、通水冷却和综合温控与防裂措施,保证了混凝土施工质量和进度目标的实现。     

天花板碾压混凝土拱坝通水冷却设计

天花板水电站大坝为碾压混凝土双曲拱坝,坝体受水平建基面及两岸基岩约束作用较强,加之高温季节浇筑强约束区混凝土,增大了温控难度.大坝施工过程中采取的主要温控措施之一是在坝体内埋设冷却水管进行分期冷却,冷却水管分部位并按结构分区布置.实践表明,天花板大坝的冷却水管布置及通水冷却方案可以有效控制混凝土温升,冷却效果良好.     

燕山水库溢洪道工程大体积混凝土温控和防裂技术

文章分析了大体积混凝土产生裂缝的原因及危害,结合燕山水库溢洪道工程实例,从制定温控防裂方案入手,通过实施优化混凝土配合比、小气候控温、通水冷却和综合温控与防裂技术,保证了混凝土施工质量和进度目标的实现。     

高拱坝混凝土二期冷却优化研究

利用数值仿真计算方法,在基本温控方案的基础上,进行了更细致的温控措施优化设计。为了达到技术上与经济上双优的目的,根据不同灌浆区的混凝土龄期、混凝土温升过程、封拱温度等,系统研究了在不同季节里、在不同高程上采取不同温控措施的可行性,得到了拱坝温度场与应力场的特征参数,为施工单位根据当时的特定需要,进行二期冷却或三期冷却提供了依据。     

大型泄洪洞抗冲耐磨混凝土通水冷却温控研究

针对大型泄洪洞抗冲耐磨混凝土温控要求高、裂缝控制难等问题,采用有限元分析方法研究了大岗山水电站泄洪洞边墙C9050衬砌混凝土在不同通水温度、不同通水流量条件下的温度场和温度应力变化规律。研究结果表明:衬砌混凝土的最高温度和最大拉应力均呈"先增大、后减小"的变化趋势,且峰值温度出现在浇筑后的4~5 d;通水冷却效果与通水温度呈负相关,而与通水流量呈正相关;在混凝土浇筑早期,适当增大通水流量或降低通水温度,均可降低混凝土的最高温度和最大拉应力,达到温度控制的目的。根据仿真计算结果,施工中采取了"早通水、大流量、短历时"冷却的温控防裂措施,在浇筑过程中至浇完1~2 d,通12℃左右的冷却水,流量约为3.5 m3/h,3~7 d通17℃左右的河水,流量约为1.8 m3/h,7 d以后依靠表面流水养护达到降温效果。现场温度监测数据显示:泄洪洞边墙典型桩号的实测温度变化过程线的线型和变化趋势均与数值模拟结果一致,且边墙衬砌混凝土的整体温控检测合格率达90%以上,表明这种"早通水、大流量、短历时"的冷却措施温控效果良好。     

高“冷热风干”地区RCC坝仿真计算及温控防裂措施

"冷热风干"恶劣气候条件下RCC坝的温控防裂问题十分复杂,对某RCC坝从施工期到运行期最高挡水坝段坝体温度场和温度徐变应力进行三维有限元仿真计算。计算结果表明,采用浇注温度为16℃、一期和二期冷却、全年保温的整体方案,除个别部位需进一步采取措施外,其他部位均能满足防裂要求。介绍混凝土浇注期间和浇注后期所采用的温控防裂措施,认为采取临时和永久保温措施、管道通水冷却、配合比优化和坝体结构优化是进一步防裂的主要手段。     

碾压混凝土重力坝通水冷却温控效果研究

对碾压混凝土坝采取合理可行的温控措施,对于降低温控费用和防止温度裂缝尤为重要。以某碾压混凝土重力坝为例,采用三维有限元浮动网格法模拟大坝施工进度安排,考虑混凝土弹性模量和水化热温升随龄期变化、通水冷却时长、通水温度等因素,对该碾压混凝土重力坝进行温控仿真研究,分析了通水冷却效果和坝体温度、应力变化规律。结果表明:通水时间为20 d,冷却水温从20℃降低到15℃时,可使各区最高温度降低0. 6~0. 7℃,最大温度应力降低0.08~0. 13 MPa。冷却水温为20℃,通水时间从15 d增加到20 d,可使各区最高温度降低1. 0℃,最大温度应力降低0. 11~0. 15 MPa。控制混凝土浇筑温度为25℃,采取通水温度20℃、通水时长20 d、全坝段通水冷却温控措施,坝体最高温度和最大应力均满足控制标准。研究成果为该碾压混凝土重力坝的通水冷却温控设计和施工管理提供了重要依据,对类似工程的温控设计具有参考意义。     

混凝土坝温控防裂要点的探讨

本文提出了特高拱坝和碾压混凝土重力坝的温控要点:特高拱坝除按规范要求严格控制基础温差外,更要树立温度梯度控制的理念,按照"小温差、慢冷却、全过程保护"的要求减小上下层温差和内外温差;碾压混凝土重力坝在做好表面保护的前提下可适当放宽对基础温差的控制要求。按照信息采集与传输、信息管理、仿真分析、预警预报、自动控制等五个环节建立混凝土坝防裂智能监控系统,对混凝土坝温控施工全过程进行监控,为温控防裂施工的"可知、可控"提供技术手段,是未来施工管理的一个发展方向。     

周宁抽水蓄能碾压混凝土大坝施工期通水冷却方式研究

随着大坝施工技术的提高,碾压混凝土逐渐被广泛应用,优良的特性和便捷的施工方法得到工程建设者认可,其温控防裂也越来越被重视。针对这一问题,在常态混凝土坝的常用温控措施通水冷却技术基础上,运用三维有限单元法,研究周宁抽水蓄能碾压混凝土坝通水冷却方式,对不同水管布置形式、不同冷却水温、不同冷却时长和不同通水分期进行仿真计算,分析不同通水方式对大坝混凝土温度和应力的影响。结果表明,适当延长一期冷却、降低冷却水温、加密冷却水管、入冬前增加中期冷却,可以起到较好的温控防裂效果。该方法和结论对类似工程施工具有重要的参考意义。     

大藤峡水利枢纽混凝土防裂智能温控系统

大藤峡水利枢纽工程具有浇筑方量大、建筑物复杂、浇筑块尺寸大、约束区范围大、暴露面多、材料特性差等诸多温控防裂不利因素。为有效防止混凝土裂缝的发生,开发了适合工程特点的智能温控软件系统、分析模型及硬件装备,并在本工程获得成功应用,实现了原材料预冷、混凝土拌和、仓面控温、通水冷却、保温全过程温控信息的自动感知、传输、互联共享及部分环节的智能控制,实现了基于互联网、物联网技术的温控防裂的全要素、全过程管理,有效提高了混凝土施工的管理水平。