碾压混凝土双曲拱坝温控防裂措施探讨

碾压混凝土双曲拱坝温控防裂措施探讨

李国考

大唐宣威水电开发有限公司

摘要：随着对大坝浇筑技术的提高，双曲拱坝与传统混凝土坝具有不同的应用特点。在工程实际应用中，温度裂缝问题对于实际应用有着深远的影响，同时温度控制对于工程总体质量有着重要的作用。基于此，本文分析了碾压混凝土拱坝的应用特点，讨论了拱坝裂缝产生的原因，并提出了具体的温控防裂措施。根据设计和优化，对工程研究具有重要的意义。

关键词：碾压混凝土；双曲拱坝；温控防裂；措施；探讨

引言

在工程建设中，由于混凝土具有体积大，温度变化和温差变化的特征，导致混凝土发生开裂，影响了大坝的受力。在混凝土浇筑中采取温度控制，避免混凝土温升引起的温差过大，造成应力温度变化过快。当大坝的应力超过混凝土的抗拉强度时，温度变化引起的体积变化，混凝土就会出现裂缝。因此，为了避免裂缝的产生，选择合适的方法，将温度和温差引起的开裂减少到最小范围内。因此，研究碾压混凝土温度控制和防裂，对保障安全具有重要的意义。

1碾压混凝土双曲拱坝分析

碾压混凝土拱坝采用干硬混凝土施工，具有施工操作简单和快捷的应用优势，在工程实践中可有效的缩短工期。与普通拱坝相比水泥用量较少，大量粉煤灰使绝热温度降低，温度分布均匀，不会出现水位突变，有利于降低应力并控制温度。此外，粉煤灰对溶液侵蚀具有很高的抵抗力，提高了结构的耐腐蚀性。由于碾压混凝土比传统混凝土层数较多，施工中主骨料会分离。由于碾压式混凝土拱坝采用连续浇筑的方式，具有浇筑时间长间歇短的特征，减少了散热面积，不利于结构的防裂。由于碾压混凝土拱坝裂缝的原因很多，其中温度载荷是裂缝的主要原因。在温度影响下大于混凝土抗拉强度时，如果内外温差较大，容易发生开裂。

2温控防裂措施

2.1材料控制

为了避免碾压混凝土双曲拱坝裂缝，需要正确选择水泥的种类，避免增加发生温升。优化混凝土的配比，提高抗拉强度，以此来降低其线膨胀。根据实际情况，选择能满足设计标准的添加剂，减少水泥用量。为有效降低水化热温升，需要使用抗拉强度高、热阻系数低的水泥，并且要选用适当级配的混凝土和外加剂。为保证混凝土的强度，应减少水泥用量。水泥、粉煤灰和骨料表面用白布覆盖，降低储罐的吸热率。通过优化材料的配合比，减少水泥用量，降低混凝土的温升，达到控制内部最高温度的目的。在炎热季节，当阳光直照时，通过混合低温河水，在顶部形成雾屏障，以反射阳光，可有效的减少阳光直射后发生的温度升高。料堆上方安装凉棚，避免阳光直射。此外，在施工中需要加快浇筑速度，减少混凝土的暴露时间，防止温度发生升高。根据实际情况，连续泵送搅拌的水泥罐，在数小时内用河水喷洒。施工完成后盖好混凝土搅拌容器，还需要保持接近河水温度。加强对裸露混凝土表面的维护，减少水泥用量，进一步提高碾压混凝土搅拌效率。同时，在施工过程中，还需要加强施工管理，提高碾压混凝土双曲拱坝的施工质量。加强混凝土温度的控制，包括混合料温度和浇注混凝土内部温度等。施工中对混凝土检测、储存、搅拌运输、浇筑、碾压、养护等进行质量控制，确保温控防裂措施落实到位。充分利用低温季节，对高温季节浇筑进行水冷，控制最高温度和最高温差。坝体沿坝轴线尺寸减小，表面温差引起的热拉应力减少。基于标准化、规范化的质量管理程序，是控温防裂措施落实的保障。在施工中，确保混凝土的原材料、浇筑和维护按照程序进行。

2.2设计措施

由于一些裂缝是坝体变形引起的，同时也受坝体结构劣化的限制。因此，为避免拱坝出现贯通裂缝，应设计合理的形状，使坝体与基面趋于平坦。通过在顶面预装防渗保温层，防止裂缝造成的损坏。正面使用聚乙烯薄膜泡沫垫，并且需要安装在模板内侧。为避免施工中损坏，可补贴一层。如果天气长期寒冷，通过实践选用较厚的复合材料，必要时还需要加防渗层。坝体上下层温差由标准温差调节，并且需要基于设计规范确定。当上部混凝土均匀上升时，上下允许温差应减小。大坝混凝土温控需要根据混凝土的热力学特性和气温数据，以及坝体场对温度分析。碾压混凝土双曲拱坝在施工中，还需要细化组织架构，明确施工流程，将温控要求分解为对细节的控制[1]。

2.3内部传热措施

混凝土浇筑完毕，一般情况下，管道的导热系数将影响其冷却效果。对于高温季节浇筑的混凝土，在顶层混凝土碾压后，降低温差、水压、耗水量和连续经过水冷期的时间。待碾压混凝土温度降低时，停止一级水冷。随着水流方向的变化，坝体均匀冷却。增加混凝土的相对湿度，并且还需要增加表面的散热，降低表面温度，以尽快的提高其强度，这些对于预防开裂有积极的作用。保温毯采用双层编织布，由保温聚苯乙烯泡沫塑料组成，要求具有强度高和耐磨的特征。此外，对河水冷却，并且还需要持续补水，直至坝内温度达到规定要求，确保基本满足双曲拱坝灌浆要求。将坝体灌浆温度与设计温度之差控制在+1℃～-2℃，以此来避免温度过高或过低。基于温度的降低，坝体下游通过控制应力，对于减少主要拉应力也是至关重要的

[2]。

2.4施工质量控制

混凝土搅拌运输由电脑自动控制，混合严格按照混合比例进行。进入浇筑的混凝土垫板料斗，然后将其移入筒仓，并根据筒仓的厚度进行平整和分层。浇筑混凝土后用塑料薄膜覆盖保温。加强施工质量控制，施工各工序之间实行动态质量控制，各工序验收严格执行标准要求。施工验收程序实行严格的制度，如果上一道验收不通过，则严禁转入下一道工序。各吊装层之间的转运顺序先由作业组核对，由终检合格的工程师复核，并报监理部门验收，检验合格后方可转入下一阶段[3]。

结束语

综上所述，由于碾压混凝土拱坝的应力水平较高，混凝土的软化和徐变降低，导致了混凝土裂缝不可避免。混凝土拱坝在不进行预冷下采取控温措施，应力可以达到控制标准。在高温季节浇筑冷却，降低混凝土的最高温度。

参考文献：

[1]陈培培,李守义,张国新.某碾压混凝土双曲拱坝温控防裂技术研究[C]//.北京力学会第17届学术年会论文集.,2011:611-616.

[2]杜晓刚.龙桥碾压混凝土双曲拱坝无预冷入仓浇筑和防裂措施研究[D].西安理工大学,2009.

[3]郭联合,碾压混凝土双曲拱坝无预冷入仓温控和防裂技术研究.陕西省,中国水电建设集团十五工程局有限公司,2009-05-11.