锦屏一级水电站特高拱坝温控防裂 技术与实践

锦屏一级水电站拱坝是世界在建最高拱坝,混凝土温控防裂是其建设中的关键技术难题。根据工程自身特点,在现有的温控防裂技术理论和工程经验的基础上,结合全过程的温控仿真及反馈分析,不断加深对混凝土温控防裂规律的认识,逐步细化本工程的温控技术标准,总结制订了一套完整的温控工作评价体系,在此基础上开展4.5 m仓层厚浇筑温控关键技术研究,建立了温度自动化控制系统,有效地控制了不利应力的产生并防止了温度裂缝的出现,解决了超300 m级特高拱坝混凝土施工的温控防裂技术难题。     

锦屏一级水电站特高拱坝混凝土施工技术总结

锦屏一级水电站大坝为世界上已建最高混凝土双曲拱坝,坝址区昼夜温差大,料源骨料性能欠佳,对混凝土施工的温控防裂提出了更高要求。介绍了最严格的混凝土施工温控标准,包括浇筑温度控制、封拱温度控制、温度梯度控制及降温速率控制等。同时对砂石加工系统、骨料运输系统、混凝土生产系统及缆机系统的布置进行了阐述。相关经验可供类似工程借鉴。     

特高拱坝温度应力仿真与温度控制的几个问题探讨

特高拱坝由于底宽大、岸坡陡,故采用通仓浇筑时施工期的温度控制难度大。特高拱坝的温度场和温度应力有如下几个特点:(1)约束面长且约束强,在二期水冷时约束区会存在上下两个约束面;(2)最低温度出现在封拱灌浆水冷终了时,此时也是拉应力最大的时刻,因此二次水冷是温度控制的关键时刻;(3)陡坡坝段应力大,温控难度大。结合如上特点,以小湾、溪洛渡两座拱坝为例,通过仿真分析结果,讨论施工期温度场、应力场仿真分析的基本要求,及温度控制中需注意的几个关键问题。结论认为:(1)除强约束区很容易出现裂缝要特别注意外,非约束区同样要严格进行温度控制;(2)二期冷却前或过冬前要进行一次大范围中期冷却,以降低二期水冷的降温幅度,同时要严格控制降温速率;(3)冷却区高度要大于2个灌区高度或0.3~0.4L;(4)应以精细仿真分析的结果作为特高拱坝温度控制的依据,如有条件应进行全坝仿真,无条件时则须以3个以上坝段为对象进行仿真分析。     

低热水泥混凝土在特高拱坝中应用的可行性分析

针对低热水泥混凝土早期强度低,在大坝主体中应用较少,低热水泥混凝土能否应用于高拱坝工程仍存疑虑的情况,以白鹤滩工程为例,采用室内试验资料对比和有限元仿真结果对比相结合的方法,对白鹤滩拱坝拟采用的中热水泥混凝土和低热水泥混凝土的材料特性和温度应力仿真结果进行了对比分析。结果表明,从材料特性的角度来看,低热水泥与中热水泥混凝土各有优劣,低热水泥混凝土早龄期强度低不利于防裂,但低热水泥的绝热温升低、早期发热慢、弹模小、徐变大这些因素均有利降低整体应力水平,后期强度高则有利于提高后期安全系数,降低开裂风险。此外,有限元计算结果表明,在相同的温控措施和边界条件下,低热水泥混凝土最高温度比中热水泥混凝土低2～3℃,低热水泥混凝土冷却全过程的安全系数均要大于中热水泥混凝土,且在2. 0以上。研究成果进一步证实了低热水泥混凝土比中热水泥混凝土具有更好的抗裂特性,可以应用于特高拱坝,也为白鹤滩拱坝全坝采用低热水泥混凝土提供了重要支撑。     

块泽河水电站高拱坝混凝土温度控制与防裂技术

温拉及防裂是大体积混凝土施工的技术难点,块泽河水电站结合自身特点及当地气候条件,混凝土拱坝采取了相应的温控及防裂措施,取得了成功.主要阐述了块泽河水电站拱坝混凝土温控措施,对温控各个施工环节进行了分析总结,并进行了经济分析.为类似工程的温控、防裂措施及招投标和施工成本控制提供借鉴.     

东风双曲拱坝的温度控制和防裂设计

东风水电站双曲拱坝高153m,底厚25m,顶宽6m,坝体薄、孔洞多,结构十分复杂。坝区多年平均气温16.7℃,极端最高气温40.5℃,极端最低气温—5℃,寒潮袭击频繁,最大降温幅度达18.9℃,大多集中在11～4月。该河段泥沙含量较高,水库蓄水后将受浑水异重流影响。因此,必须采取较完善的温度控制和防裂措施。     

中国特高拱坝建设特点与关键技术问题

我国特高拱坝具有坝高谷宽、水推力大的基本特点以及地质条件复杂的客观因素,由此引起的坝体应力、坝肩稳定、混凝土温控防裂、边坡及基础处理、施工期应力等构成我国特高拱坝设计建设的关键技术问题.针对未来特高拱坝建设所面临的问题,提出设计准则、安全标准和要求,真实工作性态、失效概率和破坏机理,特高拱坝风险特征、风险标准和抗风险要求,地震安全和抗震措施,坝体混凝土温度控制和防裂,坝基坝肩地质缺陷处理、新材料和新工艺等方面是特高拱坝需要进行系统深入研究的方向.     

龙桥碾压混凝土双曲拱坝温控防裂措施

龙桥水电站碾压混凝土双曲拱坝快速连续上升,除充分利用低温季节施工外,主要采取了通水冷却、遮阳覆盖、喷淋降温、常流水养护和越冬保护等温控和防裂措施,满足了工程温控要求,迄今,大坝未发现裂缝.     

锦屏一级特高拱坝混凝土 4. 5 m 仓层厚度施工关键技术

拱坝混凝土浇筑仓层厚度是影响拱坝混凝土施工质量和进度的关键因素之一,混凝土浇筑仓层厚度高度的突破面临温控防裂、三大高差控制和体型控制等一系列挑战,但同时也可以为工程建设带来巨大的进度和经济效益。针对锦屏一级特高拱坝混凝土施工采用4.5m仓层厚度时的关键技术问题开展研究,研究成果工程应用效果显著,可为其它高拱坝筑坝时面临的类似问题提供技术借鉴。     

特高拱坝施工期数字监控方法、系统与工程应用

依据混凝土坝数字监控的理论,从主要目的、基本内容和工作模式3个方面论述了特高拱坝施工期数字监控方法,介绍了特高拱坝施工期数字监控系统,提出了利用该系统开展特高拱坝施工期数字监控的工程应用模式.特高拱坝施工期数字监控系统的工程应用表明,运用该系统可以实时开展大坝工作性态评估,降低事故风险,同时可以为施工期动态设计提供决策支持.     

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。     

混凝土坝温控防裂智能监控系统及其工程应用

阐述了混凝土坝智能监控的基本理念,即通过成套的仪器设备和软件系统,实现施工信息的实时采集、实时传输、自动管理、自动评价、仿真与预测分析、风险实时评价与预警、反馈实时自动控制等,可以为混凝土坝的施工质量监控提供一种新的途径。本文还针对混凝土坝温控施工的难题,介绍了笔者所在的研究团队研发的混凝土坝温控防裂智能监控系统,结合鲁地拉工程提出了智能监控系统服务于混凝土温控防裂的应用模式,可在同类工程中推广。     

周公宅水库双曲拱坝混凝土温度控制及防裂措施探讨

周公宅水库混凝土双曲拱坝坝高125.5 m,温控要求较高,在施工过程中,结合工程所在地的气候特点及工程实际,采取有针对性的温控防裂措施,未发生危害性裂缝,表面浅层裂缝也较少,效果明显,对施工中的温控经验和教训进行总结,供参考借鉴.     

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。     

混凝土双曲拱坝温度的控制

混凝土施工期温度控制是混凝土拱坝防裂的关键技术。藤子沟拱坝混凝土粗细骨料均为长石石英砂岩,对混凝土热学性能不利,温控防裂难度大,针对该特定情况采取了一系列温控防裂措施,有效地预防了坝体裂缝。     

高温炎热地区碾压混凝土重力坝温控防裂研究

大体积混凝土的温控防裂一直是水利水电工程建设中的关键技术问题。在高温炎热地区,碾压混凝土重力坝施工期温控防裂要求高、难度大,温控措施较常温和高寒地区有明显区别。依托高温炎热地区的海南新春水库碾压重力坝工程,采用有限元仿真模拟施工期典型坝段温度场和应力场分布规律,分析和确定影响温控防裂效果的敏感因素,并参考其他类似工程,提出了相应的施工期温控标准和温控措施。研究结果表明,在推荐的温控防裂措施下,新春水库重力坝施工期温度场和应力场满足要求。研究成果已实际应用于该水库碾压重力坝工程,对类似工程温控防裂具有参考价值。     

特高拱坝通水冷却管网智能联控原型试验研究

开展特高拱坝施工期通水冷却管网的智能联控研究,对确保实现精准、高效的大坝混凝土温控防裂具有重要意义。基于白鹤滩特高拱坝通水冷却智能温控实践,本文系统分析了冷却水的温度、流量、流向等参数满足特高拱坝换热防裂的适应条件,提出了混凝土温控冷却水需求的确定方法,定义了供水保证率的量化评价指标。通过在白鹤滩特高拱坝建设现场开展原型生产性试验,提出了通水冷却管网智能联控的方法,并研发了联控系统,克服了人工手动换向的不确定性,实现了对通水冷却管网温度、压力、流量的实时在线监测和通水流向的智能调控,换热效果更好。现场试验揭示了冷却水管网输送的时空规律,结果表明供水水温沿程变化主要受外界气温与管道保温影响;在制冷容量满足需求的前提下,流量供应主要受供水压力支配。本文成果促进了特高拱坝通水冷却管网智能联控全面应用,也可供同类工程设计与施工参考。     

高拱坝裂缝成因及防治措施

在分析高拱坝混凝土材料与荷载特性、结构特点的基础上,结合现阶段国内高拱坝建设的实际情况,讨论了施工期与运行期裂缝产生的主要原因,并给出了相应的防治措施与建议。     

坝体裂缝对拱坝承载力的影响

文章以下涧口水库拱坝的相关数据,选取单位高度拱圈作为研究对象,采用有限元法,应用ANSYS通用计算软件进行模拟计算分析.从拱圈开裂后出现的裂缝条数的变化,拱圈中心角的改变、跨度不同等,多方面分析裂缝对拱圈承载能力的影响.得出裂缝对拱圈的承载能力有所降低,单边开裂对拱圈承载能力降低最为明显,但裂缝数量的增加对拱圈的承载能...