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水工混凝土建筑物的裂缝,不仅影响工程的外观和正常运行,还威胁着工程的安全,缩短工程寿命。国内外不乏由于裂缝带来的工程问题:丹江口工程进行裂缝处理花了两年时间耗资达3000多万元;葛洲坝工程发现了3300条裂缝;漫湾工程中的裂缝为90多条,其中一条为基础贯穿性裂缝;前苏联布拉茨克坝记录到的表面裂缝由3544条,且有多条贯穿性裂缝;美国的饿马(Hungry Horse)工程也发现了结构裂缝。这些问题影响着工程质量,控制着工程的进度和工程的投资。防止水工混凝土建筑物产生裂缝,历来是水工建筑物设计和施工的重大研究课题。由于水工建筑物裂缝大都属于温度裂缝,温控防裂成为解决问题的关键。 随着我国水电事业的蓬勃发展及西部大开发的需要,水利水电工程朝大库容、大装机、大规模的方向发展,水工混凝土浇筑仓面由以前的几百个平方米迈向了1000m~2级甚至2000m~2级的台阶,浇筑块厚度达10多米。加上各坝址区一般气候炎热气温骤降频繁,温控防裂措施极为艰巨。 青居水电站位于四川省南充市高坪区青居镇嘉陵江河段上,是一个发电、航运等综合利用工程。电站装机容量128MW,正常蓄水位262.50m相应库容为1.17亿m~3,属大(2)型水库,为二等工程,但本工程采用低闸坝挡水,泄洪闸共11孔,总长179.50m,布置在主河槽位置。泄洪闸单孔净宽12m,闸室长度35m,分段长度32.4-51.1m,闸室底板厚度9.5~16.0m,属于典型的大体积混凝土范畴。坝址处海拔较低,气候特点是冬暖夏凉、湿润多雨,多年平均气温17.6℃,极端最高气温41.3℃,极端最低气温一2.8℃。温控问题成为青居水电站设计和施工的关键技术问题。、 本文对水工大体积混凝土温控问题进行了分析和总结,结合青居水电站闸坝工程,开展温度应力及温度控制研究:研究混凝土的配合比及特细砂混凝土‘改性问题,提高混凝土的抗裂能力;研究高掺粉煤灰技术,降低混凝土的绝热温升:在抗裂条件允许的情况下,研究施工过程中温控措施的简化,以加大浇筑尺寸,简化施工程序,加快施工进度,节约工程费用。 本文通过分析研究,得出以下成果: 1.通过混凝土配合比试验及特细砂混凝土改性研究,特细砂混凝土强度达 到普通混凝土强度,且混凝土28天龄期极限拉应变为1.10xl0一4,高 于普通混凝土29.4%,具有良好的抗裂性能。 2.特细砂混凝土高掺粉煤灰达40%,最终温升值T=巧.7℃,导温系数 a=o.ooss33mZ爪,L匕普通混凝土的导温系数a=o.oo4smZ爪高230,0。绝热 温升值比较低,有利于大体积混凝土的温度应力控制。 3.通过温控研究,简化了温控措施,加大了浇筑尺寸,加快了施工进度, 闸坝竣工比原计划提前了6个月。可提前发电约5亿Kw,折合人民币 约1亿元。 4.通过温控研究,缩短了泄洪闸轴线长度5.5m,节约混凝土方量10000 多方,折合人民币约300多万元。 研究成果为青居水电站设计施工所采用。由于经济效益显著,受到业主单位的嘉奖。同时,其研究成果为同类大体积水工混凝土工程温控防裂提供了有1意义的参考。如桐子壕航电工程就参考了本工程的研究成果。