基干实测资料特高拱坝封拱后温度回升探析.docVIP

基于实测资料的特高拱坝封拱后温度回升分析 　　摘 要：低温封拱的拱坝普遍存在温度回升现象，而对于特高拱坝，这一问题尤为突出。文章以西南某特高拱坝的实测温度数据为基础，绘制典型测点封拱后温度回升过程线，并进行对比分析，挖掘出不同因素对封拱后坝体温度回升的影响程度大小以及坝体温度回升的历时变化规律；研究结果为全面研究特高拱坝封拱后坝体的温度回升问题，以及分析坝体混凝土开裂问题奠定了基础 关键词：特高拱坝；温度回升；对比分析 1 概述 我国自上世纪末建成二滩拱坝以来，已相继建成了小湾、拉西瓦、构皮滩等特高拱坝，坝高达305m和285m的锦屏一级和溪洛渡也已于近期封顶完建，这些特高拱坝的建成标志着我国300m级特高拱坝筑坝技术取得了巨大进步，但这些工程投入运行的时间短，最长的不到20年，有些问题可能尚未充分暴露出来，大坝的长期安全不容忽视，一旦出现事故轻则影响效益的发挥，重则带来巨大损失。特高拱坝封拱后的温度回升就是其中一个值得重点关注的问题 低温封拱的拱坝普遍存在温度回升现象，对于坝体厚度较小的一般高拱坝和中低拱坝，由于坝身较薄，受边界温度影响大，在建成几年后即进入准稳定温度状态。然而，在分析已建的几座特高拱坝的温度监测资料后发现，二期通水冷却停水和封拱灌浆后，坝体内部均出现了不同程度的温度回升现象，其特点主要有，温度回升幅度大、持续时间长，如胡佛拱坝在封拱14年后内部混凝土温度回升值可达到15℃左右 特高拱坝均存在明显的温度回升，原因包括外部因素和内部因素两种，外部因素主要是外界年均气温和地温高于坝体封拱温度以及淤沙高程下部实际水温高于设计库水温和坝体封拱温度，从而存在外部热量向坝内传导，导致坝体温度回升；内部因素为混凝土材料自身发热产生热量导致坝体温度回升。两种因素影响程度大小以及随时间变化规律与拱坝尺寸、材料热学性能、保温措施等各种条件密切相关，各个拱坝工程会存在一定差别，但总体规律上应有比较统一的认识。为清楚认识两种因素的影响程度和大小，文章以西南某特高拱坝为例，采集坝体封拱后混凝土温度监测的第一手资料，深入分析导致大坝封拱后温度回升的影响因素以及坝体温度回升的历时变化过程，为全面研究特高拱坝封拱后坝体的温度回升问题和分析坝体混凝土开裂问题奠定基础 2 工程概况及数据筛选原则 2.1 工程概况 西南某水电站枢纽由拦河大坝、泄水建筑物、引水发电建筑物等组成。拦河大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高285.5m，坝顶高程610.0m，坝顶拱冠厚度14m，坝底拱冠厚度60m，顶拱中心线弧长681.5m，大坝从左至右共分31个坝段；泄洪采取“分散泄洪、分区消能”的布置原则，在坝身布设7个表孔、8个深孔与两岸4条泄洪洞共同泄洪，坝后设有水垫塘消能；发电厂房为地下式，分设在左、右两岸山体内，各装机9台单机容量为770MW的水轮发电机组，总装机容量12600MW。大坝坝体较厚，施工采用通仓浇筑，基础约束和新老混凝土约束强，温控防裂难度大。为了较好地进行通水冷却调控以及获得大坝混凝土的温度状态，施工过程中在大坝的5#、15#、16#、23#坝段埋设了分布式光纤，对混凝土浇筑块的温度变化进行实时在线监测，为大坝混凝土的温控防裂分析提供数据基础 2.2 数据筛选原则建立 为了更清楚地认识不同因素对封拱后坝体温度回升的影响程度大小以及温度随时间变化规律，得到更为精确的对比分析结果，挖掘出坝体温度回升的真实原因，文章建议采用以下几个原则对已灌区的温度回升数据进行筛选 原则1：根据大坝的静动应力大小范围及分布规律、坝体变形特征，将坝体混凝土分区细化为A、B、C三种强度等级的混凝土区（A区C18040、B区C18035、C区C18030） 原则2：由于廊道内气温受外界环境气温影响，而廊道内气温对廊道所在及周围灌区混凝土温度存在不同程度的影响，因此，测点选取过程中将避开廊道附近的测点 原则3：根据大坝的结构型式、孔洞布置以及混凝土材料分区，选取变化规律良好的测点实测温度回升值，剔除受现场复杂施工条件影响而存在较大波动的测点 原则4：根据上下游面测点的型式，每个浇筑仓中测点号最大的测点（如DT1660-10）最为接近坝体断面中心，可以认为其监测温度值最为接近该高程上坝体断面中心的温度值 原则5：在进行数据处理过程中，对于数据量较少的测点采用取平均值的方法计算日温度，对于数据量较大的测点则去掉最大值和最小值，剩下数据取平均值最为这一天实测温度，从而减少测量误差 3 特高拱坝混凝土浇筑块实测温度回升统计对比分析 为清楚认识不同因素对封拱后坝体温度回升的影响程度大小以及坝体温度回升的历时变化规律，以大坝封拱后典型坝段的温度监测数据为基础，以典型测点的封拱日期和封拱温度为起点，以某个单因素（