mgm美高梅官方网址:混凝土坝温控防裂技术研究

混凝土坝的稳定性和牢固性对于水利工程使用寿命有着直接的影响,而一旦坝体出现裂缝,一方面坝体容易出现漏水问题,另一方面会严重威胁水利工程安全。结合混凝土坝实际情况,严格控制混凝土温度变化,采取科学合理的防裂技术,采用养护、保温、后冷、预冷等控制措施,保障混凝土坝施工质量。

1混凝土坝概况

水垫塘边墙深65m,墙顶高程1660m,水垫塘底板厚度约4m,板顶高程1590m,基面高层1584m,边墙坡度1:1.5,底板宽度约46m,1620m高程位置设置一条马道,宽度约4m,1620m高程以上墙厚度为2m,以下部分墙体厚度为3m,墙体顶宽11m,边墙和水垫塘底板的混凝土横向缝间距为11.5m,沿着水垫塘的中心线合理布置纵向缝,在边墙1635m、1620m、1610m、1600m位置设置水平施工缝。二道坝建基顶宽5m,坝高55mm,坝顶高程1635m,坝底宽60m,整个混凝土坝共5个坝段,坝顶长度约104m。

2混凝土坝常见裂缝

2.1施工阶段裂缝

混凝土坝施工过程中,受到寒潮、气温骤降等因素影响,使得坝内外形成较大温差,混凝土表面产生较大的拉应力,很容易造成坝体开裂。并且混凝土坝经常在温度骤降、阴雨天气、低温等季节进行施工,容易产生各种温度裂缝[1]。

2.2施工后裂缝

混凝土坝建成初期,混凝土表面温度不断下降,基础结构和坝体约束区温差较大,在遇到水库蓄水冷击后或者在寒冷的低温季节,混凝土坝上游和下游表面很容易形成裂缝,一旦上游坝面出现裂缝,在水力作用下会逐渐形成深度裂缝,甚至穿透防渗体[2],严重影响混凝土坝安全。

3混凝土坝温控防裂技术应用

3.1合理分块分缝

温度应力对于混凝土坝裂缝有着直接影响,选择混凝土坝型时,应充分考虑到温度变化对于不同坝型的影响,结合当地的气候条件,尽量选择利于温控防裂的混凝土坝型,例如在日温差比较大、天气寒冷的地区,应避免修建薄拱坝,这种坝型受天气变化的影响比较大。同时,合理对混凝土坝分块分缝,一般情况下,分缝主要分为纵缝和横缝,充分考虑到混凝土坝施工水平、坝体结构、气候条件等,做好坝体的温控仿真和敏感性分析,按照实际的混凝土坝施工经验,纵缝控制在20m~50m,横缝约30m[3]。

3.2优化混凝土原材料

混凝土抗裂性能和骨料膨胀系数、水化热温度变化、弹性模量、抗拉强度、极限拉伸值、体积变形、干缩变形等有着直接关系,为了控制混凝土坝裂缝,应加强混凝土水化热控制,在混凝土坝施工过程中,减少水泥使用量,采用发热量低的优质水泥,严格按照混凝土坝施工设计要求,选择合适级配的骨料,在混凝土搅拌过程中添加适量的减水剂和粉煤灰,形成低流态混凝土。同时,控制混凝土体积变形,混凝土材料自身具有膨胀性和收缩性,通常情况下,混凝土材料发生自收缩时,在进行温控计算时应充分考虑到这个因素,若自变收缩性相对较大,混凝土坝施工应尽量采用补偿收缩混凝土或者微膨胀混凝土。为了满足混凝土坝的微膨胀性能,混凝土搅拌过程中添加适量的膨胀水泥或者MgO混凝土,掺加量为4%~5%,在混凝土坝的堵头、深槽、大坝基础、溢流面等区域使用补偿性收缩混凝土。

3.3加强施工温控防裂措施

3.3.1合理控制施工进度和施工程序混凝土坝施工过程中应合理控制施工进度和施工程序,减少坝体表面裂缝,避免混凝土坝的基础结构形成贯穿裂缝,结合混凝土坝温度应力特点,尽量在低温季节对坝体基础部位进行施工,严禁长间歇施工。当前,混凝土坝基础部位施工应优化施工组织,采用固结灌浆施工方法,科学协调仓面浇筑和固灌施工顺序,对各个坝块和坝段做好温控防裂。3.3.2坝体温度控制坝体温度控制是混凝土坝温控防裂的关键措施,混凝土运输过程中要严格控制温度回升,控制混凝土出口文图,对混凝土进行通水冷却,做好混凝土坝表面养护处理。当前,混凝土坝施工过程中,混凝土出机口温度应保持在8摄氏度左右,运输混凝土时要通水冷却和见遮阳棚保温,冷却水温度控制在6~10摄氏度,通水量为26~30L/min,做好洒水养护。3.3.3混凝土养护混凝土坝施工结束后,选择永久保温层,做好防渗和保温。对混凝土坝选择氮素尿、聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚苯乙烯等保温材料,若在寒冷的冬季进行施工建设,在混凝土表面铺设沙层,做好混凝土顶面保温。混凝土施工结束后,在混凝土坝体表面喷涂聚氨酯泡沫保温层[4],温差减小后再拆除保护层。同时,为了避免混凝土坝表面开裂,在浇筑施工18小时以内进行浇水养护,拆除模板之前,混凝土和模板表面应保持湿润,为了避免高温环境中混凝土发生干硬、脱水、蒸发等现象,在施工现场周围设置水池做好蓄水养护,保障混凝土坝施工质量。

混凝土坝是一种重要的水利工程结构,其施工建设具有特殊性和复杂性,结合混凝土坝实际情况,综合考虑多种因素,采用科学合理的温控防裂措施,加强混凝土坝施工管理,做好温度控制,优化温控防裂技术,提高混凝土坝稳定性和施工质量。

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