溪洛渡水電站左岸1＃尾水洞底板混凝土防裂試驗研究

周建成 吳 亮 樊航三

（1.華能瀾滄江水電有限公司，云南 普洱 665625；2.中國水利水電第六工程局有限公司南廣鐵路項目部，廣西 梧州 543300）

金沙江溪洛渡水電站工程是我國西電東送中線的骨干電源之一，位于四川省雷波縣和云南省永善縣交界處的金沙江干流上，左岸距四川省雷波縣城約15km，右距云南省永善縣城約8km，由攔河大壩、泄洪建筑物、引水發(fā)電建筑物及導(dǎo)流建筑物組成。混凝土雙曲拱壩最大壩高278.0m，壩頂高程610.0m，地下式廠房，分設(shè)在左、右兩岸山體內(nèi)，各裝9臺單機容量為770MW的水輪發(fā)電機組，總裝機容量13860MW。

左岸1＃尾水洞斷面為底圓角城門洞型，隧洞襯砌后過流斷面尺寸為15m×20m，兩側(cè)邊墻底腳設(shè)置2.5m半徑圓弧過渡，洞身砼襯砌厚度為1.0～1.8m，洞身段砼襯砌結(jié)構(gòu)分為標準洞身段與出口20m底腳漸變段兩種。前期底板混凝土裂縫在澆筑3～20天內(nèi)出現(xiàn)，裂縫最大寬度均小于0.3mm，長度1～12m不等，典型裂縫形狀圖，如圖1。

一、裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施

1.裂縫產(chǎn)生的原因

經(jīng)過三峽總公司及清華大學的專家組成的專家組對裂縫進行了現(xiàn)場考察及分析，判定裂縫主要是由溫差造成的?；炷翝仓跗?，會產(chǎn)生大量的水化熱，由于混凝土是熱的不良導(dǎo)體，水化熱積聚在混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，使混凝土內(nèi)部溫度上升，而混凝土表面溫度為室外環(huán)境溫度，這就形成了內(nèi)外溫差，這種內(nèi)外溫差在混凝土凝結(jié)初期會產(chǎn)生拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時，就會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。專家組建議對這種溫度裂縫，主要從控制混凝土內(nèi)部最高溫度著手。

通過進行273.75 K、273.85 K、273.95 K 3種反應(yīng)溫度下甲烷水合物的生成實驗，采集甲烷水合反應(yīng)過程中的溫度、壓力值，結(jié)合甲烷水合反應(yīng)計算方法分析，結(jié)果表明:

濕地保護與修復(fù)。加強上游污染控制和周邊治理，制定嚴格的工業(yè)污水排放標準，實行污染物總量控制，同時積極發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)，減少農(nóng)業(yè)面源污染；修復(fù)強化濕地功能，建立長效補水機制，實施生態(tài)移民試點工程，使水生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)，水環(huán)境質(zhì)量滿足水體功能需求。

2.預(yù)冷混凝土+埋設(shè)冷卻水管

采用常溫混凝土+預(yù)埋冷卻水管典型溫控曲線，如圖3。

(1）優(yōu)化混凝土配合比

混凝土內(nèi)部溫升主要由水泥水化熱產(chǎn)生，根據(jù)經(jīng)驗可知，每方混凝土水泥用量降低10kg，可降低混凝土內(nèi)部溫度1℃。因此，對混凝土配合比進行了優(yōu)化，粉煤灰摻量由25%調(diào)整至30%，優(yōu)化后每方混凝土水泥用量比優(yōu)化前降低了29kg，見表1、表2。

混凝土內(nèi)部最高溫度主要由混凝土基礎(chǔ)溫度加上混凝土溫升，在混凝土溫升一定的情況下，混凝土基礎(chǔ)溫度越低越好。因此，為拌合樓安裝了制冷設(shè)施，采用預(yù)冷混凝土，將混凝土出機溫度控制在低于14℃。

1＃尾水洞底板混凝土于2009年9月11日開始取消埋設(shè)冷卻水管，僅采用預(yù)冷混凝土進行溫控（混凝土為優(yōu)化后）。采用預(yù)冷混凝土不埋設(shè)冷卻水管施工樁號為0+900-0+996m段，共澆筑8倉，共監(jiān)測混凝土內(nèi)部溫度16個點，監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計見表5。

以KUKA六自由度工業(yè)機器人為對象建立D-H參數(shù)法運動學模型，其三維模型如圖2所示，各關(guān)節(jié)的坐標系如圖3所示。

(3）埋設(shè)冷卻水管

采用預(yù)冷混凝土+預(yù)埋冷卻水管典型溫控曲線圖，如圖4。

①預(yù)埋冷卻水管。冷卻水管采用管徑Ф32mmPVC管，蛇形布置，采用Φ22鋼筋制作架立，架設(shè)在底板混凝土襯砌厚度的中部。左岸1#尾水洞冷卻水管順水流方向布置，1m襯砌厚度冷卻水管間距1.5m，襯砌厚度≥1.5m水管間距1.0m。

②通水流量。在混凝土內(nèi)部達到最高溫度前采用大流量通水（30～40L/min），以有效消減混凝土內(nèi)部溫度最高溫升；在混凝土內(nèi)部溫度達到最高溫度后，通水流量控制在18～25L/min（可根據(jù)降溫情況調(diào)整），按每天降溫不超過1℃進行水流流速控制；24h水流方向變換1次，混凝土通水時間持續(xù)15天即可停止。

三、溫控實施過程

左岸1#尾水洞底板混凝土于2009年2月1日開始澆筑，預(yù)計將于2011年9月1日施工結(jié)束，時段將橫跨四季，應(yīng)根據(jù)不同季節(jié)的施工時段采取一種或多種降溫措施，并在混凝土內(nèi)部埋設(shè)SDT型溫度計，對混凝土內(nèi)部溫度進行監(jiān)測，埋設(shè)示意圖，如圖2。

1.常溫混凝土+冷卻水管

步入21世紀的中國，面臨新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。這十年是極不平凡的十年：戰(zhàn)勝了2003年非典、2008年汶川地震等自然災(zāi)害等，經(jīng)受了2008年金融危機考驗，舉辦了第29屆奧運會、第41屆世博會。這十年也是中國成長的十年，一次次的經(jīng)歷增強了中華民族的凝聚力，同時也提升了中國的國際影響力。這期間黨中央召開了十六大、十七大，更加堅定了改革開放的步伐。黨的十六大向世人昭示了新世紀的中國舉什么旗、走什么路、實現(xiàn)什么樣的目標等重大問題，并圍繞這些問題做了全方位的部署，大踏步向全面建成小康社會的目標邁進。黨的十七大總結(jié)了改革開放的歷史進程和經(jīng)驗，對深入貫徹科學發(fā)展觀提出明確要求，將改革開放不斷深入推進。

左岸1#尾水洞第一倉底板混凝土于2009年2月1日開始施工，2月份正處冬季，采用常溫混凝土進行澆筑，并在混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷卻水管。澆筑時段為2009年2月1日～4月9日，澆筑樁號0+508-0+618m段，共計10倉底板混凝，共監(jiān)測混凝土內(nèi)部溫度38個點，冷卻水管布置，如圖2，監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計見表3。

由監(jiān)測結(jié)果看出，2～4月份洞內(nèi)平均溫度在19℃左右，所監(jiān)測的38個點中，混凝土內(nèi)部平均最高溫度為34.5℃，和設(shè)計要求相比還有8.5℃的溫差，說明在2～4月洞內(nèi)施工的混凝土只需要埋設(shè)冷卻水管通水就能滿足設(shè)計溫控要求。

作為西方生態(tài)學領(lǐng)域的“馬克思主義者”，萊斯在其著作中也表達了一定的制度批判思維。例如《滿足的限度》就寫到，“現(xiàn)代社會將穩(wěn)定與權(quán)威建立在經(jīng)濟生產(chǎn)與需求得到滿足的成就之上……出現(xiàn)于現(xiàn)代社會發(fā)祥之初的資本主義是這一傾向的始作俑者”?。但以真正的馬克思主義政治經(jīng)濟學批判尺度來衡量，萊斯的制度批判卻是抽象的。

但由表3可以看出，其中最高溫升點溫度達到了40.3℃。對該監(jiān)測點進行分析，該監(jiān)測倉號于2009年4月9日澆筑，此時洞內(nèi)平均環(huán)境溫度為21℃，入倉時倉面混凝土溫度為23℃，經(jīng)過混凝土內(nèi)部水化熱，該倉混凝土內(nèi)部最高溫升達到了40.3℃，充分說明了4月份后隨氣溫升高，常溫混凝土施工時，僅采取埋設(shè)冷卻水管通水的降溫措施已不能滿足設(shè)計溫控要求，需采用更有利的降溫措施。

根據(jù)中國水電顧問集團成都勘測設(shè)計研究院《金沙江溪洛渡水電站引水發(fā)電系統(tǒng)混凝土施工技術(shù)要求》中的規(guī)定：“夏季（5月～9月）施工時，混凝土內(nèi)部最高溫度不大于45℃；冬季（10月～次年4月）施工時，混凝土內(nèi)部最高溫度不大于43℃?！币虼?，該工程對1#尾水洞襯砌混凝土內(nèi)部溫度主要采取了3個降溫措施。

2.溫控措施

左岸1#尾水洞混凝土澆筑從2009年4月14日開始采用預(yù)冷混凝土，并在混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷卻水管。其中在2009年4月14日～6月23日期間，混凝土采用原配合比，2009年6月23日后對混凝土配合比進行了優(yōu)化。優(yōu)化混凝土配合比前澆筑樁號為618-0+786m段，共14倉，監(jiān)測了32個點；優(yōu)化混凝土配合比后澆筑樁號為0+786-0+900m段，共10倉，監(jiān)測了13個點。監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計見表4。

由監(jiān)測結(jié)果可以看出，4～9月份所監(jiān)測的45個點中，混凝土內(nèi)部最高溫度均滿足設(shè)計要求，因此，說明在4～9月炎熱夏季，采用預(yù)冷混凝土（出機溫度不大于14℃）與埋設(shè)冷卻水管兩種降溫措施的相結(jié)合的方法，能有效的在夏季高溫季節(jié)對混凝土內(nèi)部溫度進行降溫。優(yōu)化配合比后，每方混凝土水泥用量減少29kg，在夏季洞內(nèi)環(huán)境溫度升高3.2℃的情況下，混凝土內(nèi)部最高溫度只升高了0.8℃，說明優(yōu)化配合比后對混凝土內(nèi)部最高溫度控制起到了顯著的效果。

亦因是在校生，且受困于個人經(jīng)歷、工作經(jīng)驗、學識等的局限，選聘出來的導(dǎo)師總體勝任力可能不強，但在基本素質(zhì)不存在問題的前提下，應(yīng)系統(tǒng)地加強對導(dǎo)師必要的實踐指導(dǎo)工作的培訓，加大實踐項目指導(dǎo)工作的實操練習，增強他們在引導(dǎo)實踐團隊運作中的各項技能水平，以最大限度的增強他們的勝任力。

數(shù)據(jù)挖掘（data mining）是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的數(shù)據(jù)中提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識的過程［1］。

3.優(yōu)化配合比+預(yù)冷混凝土

(2）采用預(yù)冷混凝土

屋脊脊瓦固定采用“灰泥砌筑+穿筋”模式，其關(guān)鍵技術(shù)是：①在施工前對伏脊磚進行預(yù)排，利用空間定位技術(shù)確定每個預(yù)埋連接件的準確位置；②在屋脊梁澆筑混凝土時預(yù)埋連接鋼筋，采用φ20鋼筋，一頭絲扣，澆筑預(yù)埋時確保預(yù)埋鋼筋的位置及垂直度滿足后期安裝要求；③安裝時，脊瓦分為2類交替使用，穿于鋼筋之上再以濕法砌筑，最后1匹砌完后用套筒封口；④注意鋼筋螺栓的防水問題，采用硅酮密封膠沿開孔周圈進行封閉。

姜凌紅,王超,韓穎,等.非對稱性對光子晶體光纖偏振相關(guān)濾波特性的影響[J].光子學報，2018，47(12)：1206002

由監(jiān)測結(jié)果可以看出，進入秋季，環(huán)境溫度逐漸降低，僅采用優(yōu)化配合比后的預(yù)冷混凝土進行澆筑，不埋設(shè)冷卻水管，混凝土內(nèi)部最高溫度也能滿足設(shè)計要求，且還有3.9℃的溫差，不僅體現(xiàn)了優(yōu)化配合比對混凝土內(nèi)部溫控的效果，而且說明了采用預(yù)冷混凝土對溫度起到了很好的控制作用。

采用預(yù)冷混凝土+優(yōu)化配合比典型溫控曲線圖，如圖5。

四、小 結(jié)

經(jīng)過近一年的施工，到目前為止，該工程已澆筑完成底板混凝土，表面未發(fā)現(xiàn)裂縫，為今后類似工程施工積累了寶貴的經(jīng)驗，總結(jié)如下。

一是，為確保尾水洞底板混凝土順利施工，防止混凝土因溫控不到位而出現(xiàn)裂縫等情況，在混凝土澆筑前期，施工局成立了混凝土溫控小組；

二是，結(jié)合當?shù)販囟拳h(huán)境條件，經(jīng)過一年的摸索，根據(jù)季節(jié)不同對混凝土采取不同溫控措施，即2～4月采取常溫混凝土+冷卻水管，5～9月采取預(yù)冷混凝土+冷卻水管，9～11月采取預(yù)冷混凝土；

三是，進入4月份隨氣溫升高，采用常溫混凝土施工，混凝土內(nèi)部僅采取埋設(shè)冷卻水管通水的降溫措施已不能滿足設(shè)計溫控要求；改用預(yù)冷混凝土后，很好的滿足了溫控要求；

四是，通過混凝土配合比優(yōu)化前后的溫控情況比對，混凝土配合比優(yōu)化后混凝土內(nèi)部最高溫升降低了0.8℃，說明了對混凝土配合比進行合理優(yōu)化，是控制混凝土內(nèi)部最高溫度的有效途徑。