碾压混凝土拱坝分缝设计研究
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高碾压混凝土拱坝温控防裂理论研究的开题报告一、研究背景混凝土拱坝是一种应用广泛的重力坝,具有结构简单、耐久性好等优点。
然而,由于水坝温度变化导致的拱坝混凝土热胀冷缩、温度变形等问题,容易导致裂缝出现,对坝体的安全性和稳定性产生不利影响。
因此,如何进行有效的温控防裂是混凝土拱坝设计和维护的重要课题。
二、研究目的本研究旨在探索高碾压混凝土拱坝在温度变化下的热胀冷缩特性和温度变形特性,并设计有效的温控防裂方法,提高混凝土拱坝的安全性和稳定性。
三、研究内容1.高碾压混凝土拱坝材料性能测试:采用高碾压混凝土制作混凝土试块,测定其抗压强度、抗拉强度、抗折强度、弹性模量等性能指标。
2.拱坝温度变化下的热胀冷缩特性研究:采用温度控制设备对混凝土拱坝进行冷却和加热,记录温度变化和热胀冷缩变形,并分析其影响因素。
3.拱坝温度变化下的温度变形特性研究:利用测振仪和光纤光栅仪等设备对拱坝进行振动测试和形变测试,分析温度变形特性。
4.温控防裂方法设计:基于混凝土拱坝的热胀冷缩特性和温度变形特性,设计合理的温控防裂方法,以提高拱坝的安全性和稳定性。
四、预期成果1.高碾压混凝土拱坝材料性能测试数据。
2.拱坝温度变化下热胀冷缩特性和温度变形特性研究数据。
3.温控防裂方法设计方案。
4.论文和研究报告。
五、研究方法1.混凝土试块的制备、性能测试,在标准研究设备中进行。
2.拱坝温度变化下的热胀冷缩特性测定和温度变形特性测定,采用商用温度控制设备和测试设备进行。
3.温控防裂方法设计,分析和总结文献,利用设计软件进行设计。
六、研究难点1.如何准确测试混凝土拱坝在温度变化下的热胀冷缩和温度变形程度。
2.如何设计出适用于不同工况的温控防裂方法。
七、研究意义通过本研究,可以深入了解高碾压混凝土拱坝在温度变化下的特性,设计有效的温控防裂方法,为混凝土拱坝的设计和维护提供理论参考和实用技术。
碾压混凝土大坝施工技术研究在大坝施工中,往往是选用一定量的粗骨料、掺合料、砂以及水等材料进行搅拌,再将其用振动碾碾压铺筑的混凝土大坝施工技术。
因为用碾压混凝土技术来修筑坝体不仅简单快捷,而且修筑出来的坝体强度高、体积小、防渗性好以及强度高,使坝体也更为牢固。
文章根据自身经验分析了碾压混凝土技术在大坝施工中的重要性及意义。
1 施工概况文章从以下几个方面分析碾压混凝土施工作为一项系统性的工作。
1.1 施工工艺的选择为使工程效率和质量得到提高,往往选用通仓薄层碾压施工工艺于水利工程建设中。
但由于碾压混凝土大坝的施工工艺水平层面较多,层面配合度也较高且层面间间隔较大,所以在施工问题上对施工地的降雨情况、湿度、风速及气温都所要求。
由于在施工中,会出现一些施工问题,所以为了能够提高工程质量,提高混凝土的抗冻、融循环能力以及抗侵蚀能力,就会在施工中使用引水剂。
碾压混凝土大坝施工技术在施工工艺选择上往往会选用能够掺入其中的高效缓凝减水剂和高效引气剂,以此来提高水利工程的施工效率和工程质量。
1.2 施工质量的影响因素工程的质量是工程建设成功的最佳检测方式,故施工质量对于水利工程建设就尤为重要,因此确保工程质量是工程施工过程中的一项极为重要任务。
但施工质量受施工原材料品质、含水率、施工用外加剂品种、施工时的气温以及砂石粉含量这几种因素的影响,从而使碾压混凝土大坝的施工质量存在着一些问题,所以提升工程的施工质量是水利工程建设中的重点任务。
1.3 动态控制的重要性在水利工程建设过程中,碾压混凝土大坝施工技术实施中,重点工作是对实施工程进行动态控制,从而提高水利工程的施工效率和质量,完成工作任务。
动态控制包含了施工过程中对气温、湿度有所控制,还应对根据一些自然条件来修改施工进程,如:日照、降雨及风速等。
在施工过程中,工作人员应当对混凝土进行一定的碾压、摊铺及养护方面的工作有所注重。
通过对这些方面的动态控制,以此来提高混凝土大坝施工技术的施工效率和强度,从而使水利工程的进程有所提升。
碾压混凝土大坝快速施工研究与应用摘要:水利水电工程是利国利民的基础设施,也是国民经济和工业发展的基础,不仅能够调节水资源和抗旱防洪,而且水力发电可以满足工业生产和居民日常生活需求,具有清洁能源的特点,因此受到各国的青睐。
碾压式混凝土大坝作为水电站的重要组成部分,其修建工期占整个工期的80%以上。
因此,在保证质量的前提下,寻求一种快速的施工工艺,对于高大碾压式混凝土双曲大坝具有十分重要的意义,特别是对于山区修建的大坝工程,快速修建可大大降低施工成本,尽快使大坝投入使用,形成资本回收。
关键词:碾压混凝土;混凝土大坝;应用引言碾压混凝土大坝快速施工方法采用连续翻升模板和预制块模板施工,后期施工只需连续翻升,预制块模板作为溢流面台阶模板结构单一,可在碾压施工期间进行安装,操作简单快速,节约准备周期,而且解决了溢流面表层混凝土和混凝土之间连接插筋的安装问题。
下部结构自卸汽车直接入仓和上部结构采用满管溜槽入仓+仓内运输,解决了峡谷区域混凝土浇筑如何快速入仓问题。
混凝土层间结合采用水泥净浆在现场拌制,代替拌合站拌制砂浆运输至现场的传统方案,减轻了拌合站生产压力,提高了层间结合快速施工效率,促进了混凝土的强度提升,达到了混凝土施工的快速要求。
碾压混凝土大坝快速施工方法适用于工程中设计有溢流表面的碾压混凝土大坝的快速施工,其他类型大坝可参考借鉴。
1碾压混凝土大坝快速施工方法工艺原理及工艺特点1.1碾压混凝土大坝快速施工方法工艺原理(1)坝体碾压上游迎水面采用连续翻升模板底层模板通过水平方向预埋的4根锚筋固定并进行外部支撑,上部模板只需在仓内设置少量拉筋即可,同时模板设有操作平台,确保模板安装、拆卸时作业人员施工安全,具有操作简便,拆卸安装速度快等优点。
(2)坝后溢流面覆盖区下的施工采用预制挡块作为模板该区域后期进行溢流面施工,碾压混凝土表面需要进行凿毛处理,且需要布置插筋,对其表面平整度、碾压混凝土边界等没有严格的要求,同时碾压混凝土为干硬性混凝土,下游侧采用双排预制挡块足以满足施工要求。
简析某水电站碾压混凝土大坝设计摘要:因坝址处河谷较宽,坝顶轴线弧线较长,是目前国内弧高比最大的碾压混凝土拱坝。
其两岸山体地形不对称,且受工程调度运用方式特殊性的影响,对大坝体形设计提出了较高的要求。
文章介绍了某水电站碾压混凝土大坝的设计思路和一些特点,为坝高突破的碾压混凝土拱坝的设计施工提供一定参考。
关键词:水电站;碾压混凝土;大坝设计Abstract: Because of the dam site is located in the valley is wide, the longer axis arc, is currently the largest camber ratio of RCC arch dam. The two sides of topography asymmetry, and project scheduling using special way, put forward a higher request to the dam bodily form design. This paper introduces the design idea of a hydropower station RCC dam and some characteristics, to provide a reference for design and construction of RCC arch dam high breakthrough.Key words: hydropower station; roller compacted concrete dam design;1、工程概况某水电站坝址河床为薄层石灰岩,岩石破碎,岩石中有软弱页岩夹层, 对坝的抗滑稳定及变形极为不利,两岸山体有数条溶洞,如建127m高拱坝,水库防渗堵漏、坝基处理难度和建设的风险都很大,因此,在重新论证该电站建设规模时,把水库正常蓄水位从335m降为282m,坝高由原来127m降为78.5m,电站装机容量由160MW变为50MW,年发电量由5.41×108kW·h 变为1. 97×108 kW·h。
《碾压混凝土坝设计规范》的修订和编制摘要叙述了对原《碾压混凝土坝设计导则》(DL/T5005-92)修订编制的过程,对新规范《碾压混凝土坝设计规范》的章节和主要内容作了介绍,重点说明了对原导则修改增补的主要内容及依据。
关键词碾压混凝土设计规范修订内容1 前言我国自1986年建成了第一座碾压混凝土重力坝——坑口坝以来,碾压混凝土筑坝技术得到了迅速的发展,并于1992年发布了《碾压混凝土坝设计导则》(DL/T5005-92),该导则在促进我国碾压混凝土筑坝技术的发展,指导设计和施工起到了很好的作用。
近十多年来,我国又相继建成了一批碾压混凝土大坝,如普定、江垭、汾河二库、棉花滩、大朝山、高坝洲、沙牌、龙首等,碾压混凝土筑坝技术取得了长足的进步,特别是在建的龙滩碾压混凝土重力坝最终坝高达216.5m,将成为世界最高的碾压混凝土坝。
随着这些工程的实践经验和大批科研成果的积累,原导则中的一些条文已明显落后于当前的技术发展水平,不适应工程建设和设计的要求,因此有必要对原条文进行修改、补充,并且有条件也有必要将导则升级为行业规范。
通过工程实践及国家重点科技攻关项目取得的许多实用价值很高的且比较成熟的成果,为编制本规范打下了良好的基础。
2 规范编制过程根据水利部水利水电规划设计管理局下发的水总局科[2001]1号文“关于下达2001年度水利水电勘测设计技术标准制定、修订项目计划及主编单位的通知”的安排,由上海勘测设计研究院承担对《碾压混凝土坝设计导则》(DL/T5005-92)的修订工作。
上海院于2001年4月成立了编制组,随即开展该导则修订的准备工作。
编制组在DL/T5005-92的基础上,广泛收集、调查和整理了近十多年来我国碾压混凝土坝的工程实践及科研成果,对原导则进行了全面修订。
编制组于2001年10月提出修订编写大纲。
2001年12月,该编写大纲经由水利部水利水电规划设计管理局组织的审议会进行了审查,根据水总局科[2001]33号文的附件“水利水电勘测设计技术标准编制工作大纲审议会议纪要”的精神,修订时将原导则升级为规范,名称为《碾压混凝土坝设计规范》。
ICS93.160 SL P 55备案号:中华人民共和国水利行业标准SL314-2004碾压混凝土坝设计规范Design specification for roller compacted concrete dams2004-12-8发布2005-2-1实施中华人民共和国水利部前言根据水利部水利水电规划设计管理局水总局科(2001)1号文《关于下达2001年度水利水电勘测设计技术标准制定、修订项目计划及主编单位的通知》以及《水利技术标准编写规定》(SL1-2002),在《碾压混凝土坝设计导则》(DL/T5005-92)(以下简称原导则)的基础上,吸收国内外近十年来碾压混凝土坝的工程建设经验和科研成果,对原导则进行了修改、补充,制定本标准。
《碾压混凝土坝设计规范》(SL314-2004)共9章72条,主要技术内容有:——碾压混凝土坝的枢纽布置;——碾压混凝土坝的体型设计、坝体稳定及应力分析内容和方法;——碾压混凝土坝的分缝、防渗、廊道、止水及排水等构造设计;——碾压混凝土材料和坝体混凝土分区;——碾压混凝土坝温度控制设计方法及温控措施;——安全监测设计原则、监测项目及监测设施布置。
本标准对原导则修改、补充的主要内容有:——增加了引用标准及主要术语两章节;——增加了对碾压混凝土重力坝高坝尚宜进行有限元计算的内容;——明确将二级配碾压混凝土作为大坝优先采用的防渗方式,明确了其最小允许抗渗等级及有效厚度;——修订了碾压混凝土重力坝横缝或诱导缝设置的原则;——增加了碾压混凝土重力坝横缝或诱导缝止水的设计要求;——修订了外部及内部碾压混凝土中掺合料的最大掺量;——增加了变态混凝土应用的内容;——修订了碾压混凝土重力坝基础允许温差的设计原则;——增加了防止坝体产生裂缝的措施;——增加了碾压混凝土拱坝的设计内容,包括拱坝体型、拱坝应力分析方法、分缝结构及灌浆体系等;——将原“观测设计”改为“安全监测设计”;规定了工程监测范围,修订了安全监测设计遵循的原则;细化了主要监测项目的布置要求。
碾压混凝土双曲高拱坝高效筑坝技术研究●李华兵/(中国水利水电第三工程局有限公司第二分局)【摘要】象鼻岭水电站大坝为碾压混凝土双曲拱坝,最大坝高141.5m,坝顶弧长459.59m,属于我国在100m级高碾压混凝土拱坝中技术难度较高的工程。
本文对象鼻岭水电站大坝快速筑坝技术要求,总结了适应于双曲面体型变化大双向可调节连续翻升模板的关键技术、软件集成化快速智能测量、高速皮带机辅助输送、坝基裸岩无盖重灌浆工艺施工技术,为拱坝快速施工提供了有利支撑,保证了施工质量,又实现了快速连续浇筑,对以后类似工程具有借鉴意义。
【关键词】双曲高拱坝高效筑坝技术研究1研究背景1985年11月至1986年5月在福建坑口水电站建成了第一座碾压混凝土坝,为我国快速筑坝开创了新的途径,使得碾压混凝土筑坝技术获得了迅猛发展。
碾压混凝土筑坝技术经过近30年的发展,其“快速、经济、高效”的特点已经被已建和在建的几十座碾压混凝土坝所验证。
随着碾压混凝土筑坝技术的迅猛发展,坝的高度和规模越来越大,坝型从重力坝逐步开始向体形复杂的双曲高拱坝发展。
如何在碾压混凝土高拱坝施工中保持和充分发挥碾压混凝土“快速、经济、高效”的筑坝优势,是我们进一步探索与研究的课题。
象鼻岭水电站大坝为碾压混凝土双曲拱坝,坝面曲线为抛物线,最大坝高141.5m,坝顶弧长459.59m,坝址处河谷为基本对称的“V”形,为典型宽缓河谷,两岸坡度约40~58°,弧高比达到了3以上,比已建成几座碾压混凝土拱坝弧高比大40%~60%以上,属于我国在100m级高碾压混凝土拱坝中技术难度较高的工程。
针对双曲拱坝体形复杂、曲率变化大的特点,在施工中成功研制出采用快速测量技术、连续浇筑施工、快速入仓、加快仓面准备提出迫切要求,项目针对技术难题展开技术攻关,解决施工技术难题,为拱坝快速施工提供了有利支撑,既保证了施工质量,又实现了快速连续浇筑,实现了大坝连续、快速、优质施工。
《河南水利与南水北调》2023年第5期试验与研究某水库大坝枢纽工程碾压混凝土现场碾压工艺试验研究姜功华贵州省水利投资(集团)有限责任公司,贵州贵阳550081摘要:开展现场碾压工艺试验是为水库大坝高质量施工提供科学支撑的重要途径,以此确定达标的碾压施工工艺参数。
为此,选取某水库大坝碾压混凝土现场碾压施工工艺开展试验研究。
在做好现场碾压试验基本内容和现场碾压试验准备的基础上,现场验证调整室内选定配合比,系统整理现场碾压试验工艺性试验成果,着重分析研究了碾压混凝土拌和工艺参数、碾压遍数参数等有关现场碾压施工参数的达标确定。
此外,现场施工过程的模拟,各施工系统协调衔接的磨合,也都由现场生产性试验提供了真实可靠的质量控制措施。
可为碾压混凝土大坝现场施工提供科学保障。
关键词:碾压混凝土重力坝;碾压混凝土;现场碾压工艺;试验研究中图分类号:TV6文献标识码:A文章编号:1673-8853(2023)05-0115-02Experimental Study on the Field Rolling Process of RCC in a Reservoir Dam Junction ProjectJIANG GonghuaGuizhou Water Conservancy Investment (Group )CO.LTD.,Guiyang 550081,ChinaAbstract:The experimental study on the field of RCC rolling process of reservoir dam provides scientific support for the high quality construction of reservoir dam.According to the rolling process test to determine the standard rolling process parameters.Therefore,the site rolling construction technology of a reservoir dam is selected to carry out experimental research.On the basis of making the basic contents of field rolling test and the preparation of field rolling test,field verification and adjustment of indoor selected mix ratio,systematic sorting of field rolling test process test results,focusing on the analysis and study of roller concrete mixing process parameters,rolling number parameters and other relevant field rolling construction parameters of the standard determination.In addition,the simulation of the fieldconstruction process and the running-in of the coordination and connection of each construction system are also provided with real and reliable quality control measures by the field production test.It can provide scientific guarantee for the field construction of RCC dam.Key words:RCC gravity dam;RCC;field rolling process;test research作者简介:姜功华(1974.10—),男,高级工程师,主要从事水利水电工程方面工作。
水利工程中碾压混凝土浇筑技术研究与分析
摘要:水利工程作为推动社会经济发展和改善民生的重要基础设施,在现代化建设中发挥着不可替代的作用。碾压混凝土浇筑技术作为水利工程建设中关键的施工技术之一,其质量和工期管理直接影响工程的安全性和经济效益。因此,精细化成本控制和工期管理是确保水利工程顺利进行、高效完成的关键环节。
关键词:水利工程;碾压混凝土;浇筑技术;管理 引言 随着社会经济的不断发展和城乡建设的不断推进,水利工程在保障人民生活水平,改善生态环境等方面发挥着日益重要的作用。碾压混凝土浇筑技术作为水利工程建设中的关键环节,其质量和工期管理直接决定着工程效益和施工质量。精细成本控制和工期管理是确保水利工程高效、顺利实施的重要保障。
1.水利工程中碾压混凝土的重要性 水利工程中碾压混凝土的重要性体现在多个方面。碾压混凝土作为一种结构强度高、耐久性好的建筑材料,能够提供水利工程所需的稳定支撑结构,确保工程长期安全运行。碾压混凝土在水利工程中能够有效抵抗水流侵蚀和冲刷,维护水利设施的稳固性。此外,碾压混凝土的施工过程灵活、效率高,有助于缩短工期、降低成本。碾压混凝土在水利工程中发挥着重要的作用,不仅关乎工程质量与安全,还对水资源的合理利用和生态环境的保护具有积极意义。
2.水利工程中碾压混凝土浇筑技术面临的问题 2.1施工过程中可能遇到的质量问题 水利工程中碾压混凝土浇筑技术面临的问题包括质量问题、成本控制和工期管理等方面。其中,施工过程中可能遇到的质量问题主要有以下几个方面:混凝土坍落度不符合要求,在浇筑过程中,由于调配比例不当或水灰比控制不准确,混凝土的坍落度可能不符合设计要求,导致施工质量下降。混凝土强度不达标,混凝土的强度直接影响水利工程结构的稳定性与承载能力。如果在混凝土配制、拌合及浇筑过程中存在问题,如掺杂杂质、水泥品质不佳或养护不到位等,可能导致混凝土强度不达标。
2.2成本控制方面存在的挑战 水利工程中碾压混凝土浇筑技术所面临的成本控制方面的挑战主要包括以下几点:原材料成本波动较大,水泥、砂石等原材料的价格波动不可预测,这直接影响了混凝土浇筑的成本。特别是在大型水利工程中,所需原材料量巨大,即使价格波动微小,也可能对项目总成本造成较大影响。施工过程中的人工和机械设备成本也是一个挑战,水利工程通常需要大量的人工和机械设备参与混凝土浇筑工作,包括搅拌机、输送设备、碾压机等。这些设备的租赁和维护成本较高,对项目成本构成一定压力。此外,管理费用和间接成本也是成本控制的重要方面,水利工程项目涉及到人员管理、现场安全、质量监控等方面的管理工作,这些工作的开支不容忽视。
山口岩碾压混凝土拱坝设计【摘要】本文详细介绍了山口岩水利枢纽工程的枢纽布置、碾压混凝土拱坝的布置、分缝及复杂地质条件下的基础处理方案。
【关键词】山口岩;碾压混凝土拱坝;设计;基础处理1 工程概况江西省萍乡市山口岩水利枢纽工程地处江西省萍乡市上游芦溪县上埠镇境内,位于赣江支流袁水上游,坝址距萍乡市约30km。
水库总库容为1.0481×108m3,水库建成后向萍乡市日供水20×104t,并向下游10.12×104亩农田提供灌溉用水,电站装机12MW,是一座以供水、防洪为主,兼顾发电、灌溉等综合利用的大(2)型水利枢纽工程枢纽,枢纽主要建筑物有大坝、溢流堰、放空孔、引水隧洞及发电厂房等。
2 枢纽布置坝址处河谷狭窄,呈“V”型,两岸地形基本对称,其宽高比约为 2.6,坝基岩体为石炭系下统大塘组测水段沉积碎屑岩系,岩性由砾岩、石英砂岩、细砂岩、炭质(或含炭)粉砂岩和长石石英砂岩等组成。
根据坝址地形地质条件,大坝设计采用碾压混凝土双曲拱坝,最大坝高99.1m,坝顶长度为268.23m;溢流堰布置于坝顶拱冠梁处,共三孔,每孔净宽8.0m,溢流堰采用WES实用堰型,弧形闸门控制,挑流消能;在坝体设置放空孔,放空孔断面尺寸为 1.6×2.0m(宽×高),出口为挑流消能;引水隧洞布置在大坝左岸,引水隧洞内径 3.0m,全长362.68m;发电厂房位于大坝下游河道约220m处,采用地面式厂房,总装机容量12MW。
导流洞布置于大坝右岸,采用断流围堰挡水,隧洞导流的施工方案。
枢纽布置见图1。
3 碾压混凝土拱坝布置3.1 拱坝体型拱坝体型设计包括拱冠梁曲线、拱冠及拱端的厚度、曲率半径等,拱坝体型是影响大坝应力、坝体体积、拱座稳定、施工难度等主要因素,对于碾压混凝土拱坝体型的选择一般以适应坝址地形、地质条件为基础,在碾压混凝土拱坝体型的设计中考虑碾压混凝土施工特性。
本工程根据坝址地形地质条件,对大坝体型进行了优化设计,从安全、经济、施工难度等方面综合考虑,推荐拱坝的体型采用抛物线型碾压混凝土双曲拱坝,拱坝体型参数见表1。
第4卷第2期2021年3月水利科学与寒区工程Hydro Science and Cold Zone EngineeringVol. 4, No. 2Mar. : 2021李爽.大石牛水电站拱坝诱导缝分缝设计方案及作用分析水利科学与寒区工程! 2021 4(2): 92-94.大石牛水电站拱坝诱导缝分缝设计方案及作用分析李爽(辽宁省汤河水库管理局有限责任公司,辽宁辽阳111000)摘 要:设置诱导缝是混凝土拱坝控制温度裂缝的重要工程技术手段。
本文以辽宁省丹东市凤城市境内的大石牛 水电站为例,提出了碾压混凝土拱坝诱导缝设计方案,并利用数值模拟的方法探讨了其在坝体安全稳定性方面的作用,结果显示方案中的诱导缝布局合理,可以发挥释放温缩变形,达到了预期效果+关键词:大石牛水电站;拱坝;诱导缝中图分类号:TV642.4文献标志码:A 1工程背景大石牛水电站位于辽宁省丹东市凤城市境内 爱河干流草河支流上,是一座以防洪和发电为主,兼有养殖和旅游等诸多功能的综合性水利枢纽工程1,设计库容2430万m 3,装有3台8MW 的贯流式发电机组,装机总容量24 MW ,设计年发电量1.2亿kW ・h%&。
水电站的大坝为碾压混凝土 拱坝设计,最大坝高66 m 。
由于拱坝在施工过程中多采取大面积连续上升的高强度作业方式,因此在温度荷载作用下产生的裂缝问题比较突出,对大坝结构的整体性与可靠性产生不利影响。
在温控措施中,合理设置诱导缝能够有效改善坝体 的约束条件,对大坝的温控防裂具有关键性的作用3。
诱导缝是碾压混凝土拱坝建设中,在缝断面埋设的中间存在一定缝隙的双层混凝土板或金属 板4。
诱导缝的主要作用是在拱坝的缝断面受到拉 应力作用时可以率先开裂,从而使拉应力获得释放,避免周围混凝土结构产生裂缝破坏,以保证 大坝混凝土结构在温度荷载作用下的安全稳定5 + 基于此,本文提出了大坝诱导缝的具体设计方案,利用ANSYS 大型通用有限元软件对其作用进行分析和评价。
碾压混凝土拱坝分缝设计研究
摘要:随着社会的发展与进步,重视碾压混凝工拱坝分缝设计
对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍碾压混凝工拱坝分
缝设计的有关内容。
关键词碾压;混凝工;拱坝;分缝;设计;结构;
abstract: with the development and progress of society,
attention to the joint of roller compacted concrete arch dam
design for real-life is of great significance.
this paper focuses on joint of roller compacted concrete
arch dam located about elements of the plan.
keywords : coagulation; arch; joints; design;
architecture;
中图分类号:tu37 文献标识码:a 文章编号:
引言
碾压混凝工坝是将常态混凝工坝的结构和碾压工石坝施工等优
点集中于一体,具有节约水泥用量、简化施工工艺、施工速度快和
工程造价低等优点。
一、工程概况
某拱坝混凝工总量约39.0万m3,90天龄期的设计抗压强度为
20mpa,碾压层厚度为0.3m,最大浇筑面积约为3630.0m2,相应的
混凝工量约1090.0m3。大坝采用高掺粉煤灰碾压性混凝工作为筑坝
材料,通仓薄层填筑,全断面整体碾压,连续上升。利用碾压混凝
工坝自身作为主要防渗,不仅发挥了拱坝的优势,而且也发挥了碾
压混凝工快速施工的优势,缩短水电工程的建设周期,具有显著的
经济效益。
二、适合碾压混凝工拱坝的分缝结构
在碾压混凝工拱坝分缝结构形式上,南非的knellpoort和
wolwedans币力拱坝采取了按约10m间距布置诱导缝,上下游面诱
导缝径向相对的形式,诱导缝是用250mm宽的两层塑料板隔断混凝
工形成。这些诱导缝与止水片结合,止水片也作为止浆片。
knellpoort坝采用空隙状诱导缝,wolwedan坝的诱导缝为带薄板
的切缝。在上下游之间按1.0 m高的间距设的诱导缝是导向缝,其
目的是引导裂缝沿径向发生,导向缝是通过诱导方式形成碾压混凝
工中的不连续缝面,然后对大坝进行分层压力灌浆封堵这些不连续
的裂缝,使其结合。实践证明,这两座大坝中产生的裂缝基木上只
限于诱导缝范围。
在我国,普定拱坝设置了3条可以重复灌浆的诱导缝,分别将
坝体分成30,55,80,31.04m 4段,诱导缝是采用两块对接的多孔混
凝工成缝板,成缝板事先预制,板长1.0 m,高0.30 m,厚0.04~
0.05 m,按双向间断的形式布置,沿水平方向间距2.0 m,沿高程
方向间距0.60 m(每隔两个碾压层),使其在坝内同一断面上预先形
成若干人造小缝,并在诱导缝中预埋灌浆管。成缝方式是,在埋设
层碾压混凝工施工完成后,挖沟掏槽埋设多孔混凝工成缝板。
温泉堡拱坝在坝体设置5条横缝(4,5号为常规缝,1,2号为诱
导缝,3号为常规、诱导混合缝),间距30~34 m,不设纵缝。常
规缝与常态混凝工拱坝横缝设计思路相同,横缝中也设有键槽,灌
浆系统的出浆方式为线出浆方式,施工时一出浆管采取软塑管拨管
法施工。诱导缝由成对的混凝工诱导板连接而成,诱导板及成缝方
式与普定拱坝类似。在水平方向,一般在上游侧连续埋设3对诱导
板,其他部位每隔1 m埋设1对;沿高度方向,每隔一碾压层(0.30m)
埋设一次。诱导板内埋设一次和二次灌浆系统。拱坝建成后,除5
条设计缝开裂之外,未发现有其他裂缝。
无论是南非的塑料成缝板或是我国的多孔混凝工成缝板,均预
留埋设灌浆管路的孔洞。这类成缝结构经实践证明是适合碾压混凝
工拱坝的。
三、碾压混凝工拱坝分缝设计要点分析
为防止温度裂缝的产生,必须采取分缝措施,以确保拱坝的整
体安全。
3.1分缝原则
(1)分缝间距需满足温控防裂要求。根据国内外工程实践的经
验,多采用20~70m;
(2)缝面布置不仅要使拱坝结构受力状态好,而且要求缝面结构
简单,有利于施工并保证施工质量。单曲拱坝体型为缝面布置创造
了有利条件。
(3)分缝应考虑碾压混凝土大仓面快速施工要求,分缝数不宜过
多,缝的构造应简单。
(4)分缝型式应具有重复再灌浆的功能,满足混凝土温度未冷却
到稳定温度场时拱坝就能蓄水发电,并保证大坝的安全运行。
3.2坝体布置和分缝
—般碾压混凝土拱坝的施工由于可利用汽车直接上坝,振动碾
碾压,加快施工:填筑进度,水泥用量较少,水化热降低,对混凝
土的温控有利等,可加大混凝土的浇筑仓面.这就给碾压混凝土拱
坝的设计提出了要求。一般不很高的坝最好不分或不分横缝,纵缝
间距也可视情况加大或取消。碾压正混凝土拱坝可考虑薄层浇筑,
连续上升。在温控和坝体温度应力方面。碾压混凝土拱坝有,占有
利的一面,也有不利的一面,如坝体连续上升太快,不利于散热。
故还要严格按照施工期温控要求和坝体温度应力计算分析确定。
还应该指出:碾压混凝土拱坝最好选用低热并有微膨胀性能的
水泥,这样有利于扩大浇筑仓面和扩大纵横缝间距。碾压混凝土拱
坝的纵横构造往往与常态混凝土坝不同,由厂碾压混凝土碾压需
要,—般浇筑仓面很大,视坝的长度除需修建—些:正规的横缝外,
此外还常用人工造缝,如:①用特制的振动切缝机切缝;②钻打连
续孔,初凝前以人工或风镐打孔,或在初凝后钻孔,使混凝上凝固
收缩后形成诱导缝;③预埋分缝板。前两种造缝都是在碾压混凝土
浇筑后进行。横缝不—定从基础开始,也不一定—律竖直通出坝外,
但要采取必要措施。横缝止水上游设,止水下游设诱导缝。—些坝
称上述诸缝为“短缝”或“半缝”,有的正规缝必要时还町重复灌
浆。
在碾压混凝土拱坝的设计中除对纵横缝的间距和结构形式应从
有利于碾压混凝施工和有利于发挥碾压混凝土坝的优越性出发考
虑外,还应尽量简化坝体结构,如尽量减少坝身廊道、孔洞或考虑
集中布置。廊道、孔洞周围如需铺设钢筋,则可附近采用低稠度(vc
值)二级配零坍落度混凝土并用振捣密实。这样可避免在廊道孔洞
周围采用常态混凝土分区。
总之,碾压混凝土拱坝要结合这种坝型施工工艺的特殊要求,
从坝体轮廓到细部结构都要进行认真考虑,以利于发挥碾压混凝上
坝型的优越性。
3.3稳定和应力
与常态混凝上相同,碾压混凝土拱坝的稳定的计算准则为:
k=(f′v+c′a)/h
式中,k为抗滑安全系数;f′,c′为抗剪强度(指坝与地基接触
面或碾压混凝土内部层面);a为截面面积;v、h为竖直和水平剪
力。
应该指出:对碾压混凝土坝除核算沿建基面截面的抗滑稳定和
应力外,在坝体内部沿碾压层面也必须进行核算,这是因为碾压层
面往往不如通过振捣密实的结合可靠,其抗剪指标f′和c′往往
不易保证,其值需在现场试验并经类比选定,为安全往往选择较低
数值。为减少沿碾压混凝土坝碾压层面之间的渗水压力以改善沿该
层面的抗滑稳定,为此应在坝内加密设置坝体排水管。通过一些工
程(潘家口、石漫滩、岩滩、普定和龙滩等)试验成果证明:在同等
条件下胶凝材料掺量越大,层面的抗剪强度也越大。据统计,如胶
凝材料含量在150~200kg/m3或更高,只要施工质量有保证则碾压
混凝土本身及层间抗剪强度、抗压抗拉强度、抗渗、抗冻、耐磨以
及弹模等均不亚于常态混凝土。碾压混凝土有关的一些参数,如混
凝土的容重、极限位伸值、各种强度特性等都要通过试验核定。
结束语
综上所述,该项目中的碾压混凝土拱坝分缝以诱导缝、横缝组
合方案为重点,在充分吸收国内外碾压混凝土坝结构缝经验的基础
上,完善分缝布置,深化分缝结构的细部构造及接缝灌浆系统,提
出了高碾压混凝土拱坝合理的成缝设计成果。针对该项目,总结如
下:
(1)对于此碾压棍凝土拱坝,施土期的水化热温升对拱坝应力的
影响十分不利,需引起高度重视。
(2)根据该项目碾压棍凝土拱坝的施土进度计划和坝体施土的
具体情况,采用诱导缝和横缝相结合的分缝设计是合适的。但当碾
压棍凝土施土计划发生较大变化时,应有稳妥的辅助温控措施。
(3)该碾压混凝土拱坝的预制棍凝土成缝模板结构的成缝技术,
可适应碾压棍凝土通仓碾压、连续上升的快速施土土艺。
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