一种堆石坝面板防裂控制方法技术

本发明专利技术公开了一种堆石坝面板防裂控制方法，包括以下步骤：(1)确定混凝土面板允许基础温差；(2)确定面板分区高程及各分区高程的允许最高温度；(3)确定混凝土浇筑温度；(4)得到混凝土温度控制曲线；(5)确定需要的保温效果，并确定保温板厚度；(6)可控温保温板底部布置水管；(7)施工中面板布置温度计监测温度；(8)在施工区布置水温控制设备；(9)布置智能通水控制设备。本发明专利技术通过精确控制面板施工期尤其是早龄期温度变化，实现应力安全可控，为面板堆石坝安全建设提供支撑。堆石坝安全建设提供支撑。堆石坝安全建设提供支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种堆石坝面板防裂控制方法


[0001]本专利技术属于面板堆石坝建筑
，具体涉及一种堆石坝面板防裂控制方法。

技术介绍

[0002]西部高海拔地区是我国未来水力发电的重点开发地区，面板堆石坝作为一种能够适应当地材料材和地形良好的坝型，在未来建设中应该得到重点开发，但现存于高海拔寒冷地区的面板堆石坝普遍存在开裂现象，给大坝的工程带来的不利影响。其一，影响工程的进度，裂缝出现需要修补加固，影响工程工期；其二，裂缝的出现损害的面板的完整性，影响面板的耐久性和安全性；其三，修补裂缝过程中，一般会应用化学材料，影响水利生态环境。长期以来，面板开裂十分普遍，影响因素众多，但主要开裂原因是施工期温度应力，特别是高海拔寒冷区域，昼夜温差大，年平均温度低，面板开裂几乎无法避免，典型的如公伯峡堆石坝面板、纳子峡堆石坝面板等，均在面板施工阶段出现开裂，另外公伯峡大坝面板运行期出现沿坡向的竖向裂缝。
[0003]通过研究，目前提出了很多应对面板开裂的措施，如文献寒冷地区面板堆石坝施工期面板开裂原因中提出的优化混凝土配合比，提高混凝土抗拉强度，降低水化热温升；优化施工工序，控制最大温升；提升混凝土抗裂能力，加强施工养护等，为概念性和原则性建议，具体实施性不强，现有堆石坝面板开裂仍无法避免。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种堆石坝面板防裂控制方法，可以有效的解决高寒区的开裂问题，为面板堆石坝建设和运行安全控制提供依据。
[0005]本专利技术提供了一种堆石坝面板防裂控制方法，包括以下步骤：
[0006](1)确定混凝土面板允许基础温差
[0007]基于堆石坝结构设计、材料性能参数和施工过程，采用公式或数值分析方法确定混凝土面板允许基础温差，以两者中大值为最终取值；
[0008](2)确定面板分区高程及各分区高程的允许最高温度
[0009]根据面板施工运行条件，确定面板分区高程及各分区高程的允许最高温度；
[0010](3)确定混凝土浇筑温度
[0011]基于混凝土面板允许最高温度和混凝土绝热温升，结合施工季节和条件，确定混凝土浇筑温度，取6～16℃；
[0012](4)得到混凝土温度控制曲线
[0013]施工期混凝土抗裂安全系数在1.5～2.0之间取值，基于混凝土强度变化过程曲线，按照抗裂安全系数为定值，结合结构特征、材料参数、施工情况，反算得到混凝土温度控制曲线，该曲线满足面板混凝土温度上升期不小于48h，面板温度降温速率不大于1℃/d，降低至环境月平均气温的时间不短于30d；
[0014](5)确定需要的保温效果，并确定保温板厚度
[0015]根据当地日温差情况，计算确定需要的保温效果，并确定保温板厚度，保温后面板表面日温差消减至2℃或更小，保温板厚度不应小于8cm；
[0016](6)可控温保温板底部布置水管
[0017]可控温保温板底部刻蛇形槽，槽内布置水管，槽深和宽度小于保温板厚度的0.5倍，水管采用不大于3.2cm直径的水管，每个面板高程分区布置一根水管；蛇形槽相互之间刻槽连通，槽深和宽度不大于水管直径；
[0018](7)施工中面板布置温度计监测温度
[0019]施工中面板布置温度计监测温度，每个分区高程至少布置1组温度计，每组沿厚度布置于表面、中部和底面，面板整体布置温度计不少于5组；温度计布置避开水管和刻槽，在相邻水管和刻槽的中间位置；
[0020](8)在施工区布置水温控制设备
[0021]在施工区布置水温控制设备，水温在混凝土浇筑温度至最高温度之间进行调节；
[0022](9)布置智能通水控制设备
[0023]布置智能通水控制设备，通过水温和流量自动调节，使实测温度变化过程与设定温度控制曲线一致，至月平均气温停止通水，温度下降过快时恢复通高温水进行调节，至混凝土龄期大于90d为止。
[0024]进一步地，步骤(1)中，采用如下公式计算允许基础温差；
[0025][0026]其中ΔT为允许基础温差，ε
自变
为面板混凝土360d自生体积变形值，ε
极拉
为面板混凝土极限拉伸值，α为线膨胀系数；在混凝土材料参数缺乏时，ΔT取20～25℃。
[0027]进一步地，步骤(2)中分区高度根据水位变化情况和水温分布情况确定，取30～50m，其中：
[0028]常年处于水下部分面板：
[0029]T
i
‑
max
＝min(T
i
‑
wmin
，T
a
‑
w
)+ΔT
[0030]水位变动区和水上部分：
[0031]T
i
‑
max
＝T
amin
+ΔT
[0032]其中：T
i
‑
max
为面板第i个分区允许最高温度，T
i
‑
wmin
为面板第i个分区相应高程水温最低温度，T
a_w
为面板蓄水前最低周平均气温，T
amin
为多年最低周平均气温，ΔT为基础温差。
[0033]进一步地，步骤(3)中，自然入仓情况下，混凝土浇筑温度按照气温+2℃确定，不突破16℃。
[0034]与现有技术相比本专利技术的有益效果是：
[0035]本专利技术通过精确控制面板施工期尤其是早龄期温度变化，实现应力安全可控，为面板堆石坝安全建设提供支撑。
附图说明
[0036]图1是本专利技术的流程图；
[0037]图2是本专利技术实施例的面板结构示意图；
[0038]图3是本专利技术实施例的环境温度变化曲线；
[0039]图4是本专利技术实施例的水温过程线；
[0040]图5是本专利技术实施例的最高允许温度分区示意图；
[0041]图6是本专利技术实施例的反算应力过程线；
[0042]图7是本专利技术实施例的温度控制曲线；
[0043]图8是本专利技术实施例的水管布置方式俯视图；
[0044]图9是本专利技术实施例的面板沿厚度方向温度计布置图；
[0045]图10是本专利技术实施例的保温板的侧面结构图；
[0046]图11是本专利技术实施例的保温板的底面结构图。
[0047]图中标记：
[0048]1‑
面板，2
‑
垫层，3
‑
水管，4
‑
温度计，5
‑
保温板，6
‑
浅槽。
具体实施方式
[0049]下面结合附图所示的各实施方式对本专利技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本专利技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本专利技术的保护范围之内。
[0050]下面以一面板堆石坝为例，对本专利技术进行实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种堆石坝面板防裂控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)确定混凝土面板允许基础温差基于堆石坝结构设计、材料性能参数和施工过程，采用公式或数值分析方法确定混凝土面板允许基础温差，以两者中大值为最终取值；(2)确定面板分区高程及各分区高程的允许最高温度根据面板施工运行条件，确定面板分区高程及各分区高程的允许最高温度；(3)确定混凝土浇筑温度基于混凝土面板允许最高温度和混凝土绝热温升，结合施工季节和条件，确定混凝土浇筑温度，取6～16℃；(4)得到混凝土温度控制曲线施工期混凝土抗裂安全系数在1.5～2.0之间取值，基于混凝土强度变化过程曲线，按照抗裂安全系数为定值，结合结构特征、材料参数、施工情况，反算得到混凝土温度控制曲线，该曲线满足面板混凝土温度上升期不小于48h，面板温度降温速率不大于1℃/d，降低至环境月平均气温的时间不短于30d；(5)确定需要的保温效果，并确定保温板厚度根据当地日温差情况，计算确定需要的保温效果，并确定保温板厚度，保温后面板表面日温差消减至2℃或更小，保温板厚度不应小于8cm；(6)可控温保温板底部布置水管可控温保温板底部刻蛇形槽，槽内布置水管，槽深和宽度小于保温板厚度的0.5倍，水管采用不大于3.2cm直径的水管，每个面板高程分区布置一根水管；蛇形槽相互之间刻槽连通，槽深和宽度不大于水管直径；(7)施工中面板布置温度计监测温度施工中面板布置温度计监测温度，每个分区高程至少布置1组温度计，每组沿厚度布置于表面、中部和底面，面板整体布置温度计不少于5组；温度计布置避开水管和刻槽，在相邻水管和刻槽的中间位置；(8)在施工区布置水温控制设备在施工区布置水温控制设备，水温在混凝土浇筑温度至最高温度之间进行调节；(9)布置智能通水控制设备布置智能通水控制设备，通过水...

【专利技术属性】
技术研发人员：周秋景，郑克红，王玉孝，赵旌宏，王伦，芦永政，徐耀，段军邦，肖芳，沈元信，柴东，胡银涛，宋思涵，
申请(专利权)人：青海黄河上游水电开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：