常态混凝土双曲拱坝坝体施工中的温度控制措施
摘要
关键词
常态混凝土;双曲拱坝;坝体施工;温度控制
正文
1.坝体构造及常态混凝土特性
随着经济和社会的发展,越来越多的水利水电工程为人们的生产和生活提供了可靠的保障。常态混凝土双曲拱坝作为空间曲面结构,在水利水电工程中得到广泛应用。常态混凝土双曲拱坝坝体是由大量的混凝土组成的,其构造和混凝土特性对坝体温度的产生和分布有着极大的影响。因此,在施工过程中需要认真分析坝体结构特点及常态混凝土的特性,制定合理的施工方案和温度控制措施,以确保常态混凝土双曲拱坝坝体的安全施工和运行。
常态混凝土双曲拱坝坝体属于大体积混凝土结构,其内部存在着大量的温度应力。由于坝体结构和常态混凝土的特性等因素的影响,常态混凝土的温度场分布非常复杂。因此,在施工过程中,需要详细分析坝体的结构,确定常态混凝土的物理和力学性能,了解混凝土的性质及其早期温度变化规律,以制定出最佳的温度控制措施。
温度对常态混凝土坝体的影响主要有以下几方面:
首先,温度变化引起的热应力是影响常态混凝土坝体的一个重要因素。当常态混凝土坝体温度变化时,由于混凝土热膨胀系数不同于钢筋,混凝土和钢筋所产生的热应力就会不同,这样就会给常态混凝土坝体带来不同的内部应力。热应力一旦超出混凝土的抗拉强度,就会出现裂缝,在严重情况下,还会引起坝体的整体破坏。
其次,温度的变化对混凝土的强度也产生很大的影响。研究表明,当常态混凝土坝体温度升高时,混凝土的强度就会降低。这是因为温度升高会对混凝土微观结构和性质产生影响,降低了其强度和抗压性能,因此在设计施工常态混凝土双曲拱坝时,必须考虑到其作用的复杂性。
最后,温度变化还会导致常态混凝土坝体出现温度裂缝。由于常态混凝土坝体在施工和运行过程中会受到不同温度的影响,经常会出现不同程度的温度变形。如果温度变形过大,就会导致混凝土坝体产生温度裂缝。温度裂缝对坝体安全会产生直接影响,并在一定程度上降低结构体的持久性和结构安全性。
2.常态混凝土双曲拱坝坝体施工中的温度控制措施
2.1材料选择与质量控制
混凝土材料在混凝土坝体的温度控制中起着至关重要的作用。在材料选择过程中,需要对混凝土材料的种类、强度、配合比、含水率、骨料种类及规格等进行充分考虑。争取使用高强度、高稠度、低热释放的混凝土,以尽可能减少混凝土块体的发热量和温度升高。此外,在混凝土浇筑过程中应该注意保持均匀的浇注速度,以免形成过热的混凝土层。
对于混凝土浇筑质量的控制,有以下几点需要注意。首先,在混凝土搅拌、运输和浇筑过程中需要加强管理,确保混凝土中的水灰比和骨料配合比的准确性,避免孔隙率偏高或过低,导致混凝土热应力过大。其次,在混凝土浇筑过程中要注意控制浇筑的温度,不断对混凝土体温度进行检测,对于高温混凝土水平浇筑应采取预冷水降温的方法,有效降低混凝土升温速度。另外,混凝土的浇筑应符合施工工艺要求,正确布置振捣筋,调整振捣时间和频率,严格控制养护期及其时限。
在钢筋的选择和使用过程中,也需要根据温度控制的要求制定相应的规范。一般而言,对于钢筋来说,应选用质量稳定、抗拉强度高的牌号。对于在高温下施工的钢筋,要求使用比常规钢筋更高标准的防腐措施,以提高其使用寿命。此外,钢筋的数量和布置应符合设计要求,能够达到加强坝体整体强度的目的。
2.2施工工艺优化
从施工工艺的角度来看,温度控制与施工工艺优化密不可分。温度控制是施工工艺的一个重要组成部分,其成功与否与施工工艺的优劣有着直接的关系。因此,在常态混凝土双曲拱坝坝体施工中,需要根据坝体的具体情况,结合已有的经验和技术,选择合适的施工工艺,来保证温度控制的有效实施。
在坝体温度控制方面,一般采用降温措施和加强保温措施两个方向。降温措施主要是通过喷水、喷雾、覆盖遮盖等方法来降低混凝土坝体的温度,从而控制混凝土温度升高过快。而加强保温措施则是通过给混凝土坝体加强保温来控制混凝土温度的下降速率,避免温度变化过快引起混凝土裂缝。这两种措施都是旨在保证温度升降速度和温度变化幅度均能在一定的范围内,从而使混凝土坝体保持良好的性能。为了保证措施的有效实施,需要在施工前进行细致的制度设计和施工方案制定,并在施工过程中进行严格的监督和检查,确保措施的全面落实。
2.3预冷措施的实施
坝体混凝土在浇筑后,由于水泥水化反应的释热作用,混凝土温度会快速上升,严重时温度可达于60℃以上,这样会导致混凝土结构的温度应力超限,从而引起混凝土开裂、破坏等问题,影响坝体的安全稳定。因此,在混凝土浇筑前,需要采取一些预冷措施,降低混凝土的温度。
一种常见的预冷方式是用冷水灌注,通过灌注的水吸收混凝土中水泥水化反应释放的热量而降低混凝土的温度。这种方法可以快速有效降低混凝土温度,同时由于使用冷水灌注时需要灌注至完全饱和状态,会使内部空隙被填充,从而提高混凝土的密实度,减小其孔隙率和渗透系数,提高混凝土的强度和耐久性。
但是,使用冷水灌注预冷也存在一些问题。首先,冷水灌注会使混凝土表面急剧降温和湿润,容易引起混凝土表面的龟裂和酥松。因此,在冷水灌注后应及时保养,尤其是保持混凝土表面湿润,以减缓水泥水化反应速度和保证混凝土的强度和均质性。其次,灌溉水要控制好水温和灌溉速度,以防冷水灌注引起混凝土内部温差过大,从而影响坝体结构的安全。
除了使用冷水灌注外,还有一些其他的预冷方式,如在混凝土的骨料中添加冷却剂或食盐等措施,这些方法都可以起到一定的预冷效果,但需要结合具体情况进行选择。
2.4通水冷却控制
为了保证混凝土内外温差始终处于标准范围,避免由于温差过大而产生裂缝问题,在实际施工中可以将冷水管埋设在混凝土结构内,使用冷水管注水降低混凝土内部温度,对双曲拱坝坝体结构质量起到良好的提升效果。
(1)在冷却管埋设时,首先要选用质量优秀的冷却管材料,同时合理确定冷却管的分布情况和定位情况,落实冷却管的保护工作。其次对冷却管的埋设情况进行再次检查,保证实际施工与设计要求相吻合。
(2)在坝体混凝土浇筑前,对完成铺设的冷却管进行通水试验,如果存在渗漏或管道堵塞的情况,应及时进行处理,对尚未解决的冷却管应杜绝开仓浇筑。
(3)做好承包商的监管工作。在触灌浆以及固定灌浆打孔环节,需要在冷水管埋设前完成,及时定位水管位置,避免钻孔环节破坏水管。
结语:
综上所述,在常态混凝土双曲拱坝坝体的施工中,控制温度是十分必要的,未来还需要深入探索更为高效、安全、经济的常态混凝土坝体温度控制技术,以适应国家对水利工程的建设需求和对工程的持续性能要求。
参考文献:
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