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设计与施工水利规划与设计2010年第3期

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渡口坝水电站拱坝混凝土温度控制

白伟张志雄

(重庆市水利电力建筑勘测设计研究院重庆400020)

【摘要】渡口坝水电站挡水建筑物为双曲拱坝。根据坝区气象条件和混凝土热学力学性能，经有限元仿真计算提出较为合理的混凝土温度控制措施，如选择合适的原材料、优化配合比、降低混凝土浇筑温度、控制浇筑层间的间歇期、通水冷却、加强养护和保护等。

【关键词】水电站拱坝温控

【DOI编码】10.3969/j.issn.1672-2469.2010.03.025

【中图分类号】TV642.42【文献标识码】B【文章编号】1672-2469(2010)03-0076-03

渡口坝水电站工程位于重庆市奉节县新政乡梅溪河上游河段，是梅溪河梯级水电站的龙头水库。

工程以发电为主，兼有旅游、防洪等综合效益的Ⅲ等中型工程。水库总库容9854万m3,属年调节水库。电站装机容量129MW,多年平均发电量4.35亿kW·h。大坝设计为抛物线形混凝土双曲拱坝，最大坝高108.5m,坝顶弧线长284.123m,拱冠梁底厚20m,厚高比0.184,弧高比2.62。拱坝共分16个坝段，设3层廊道、1个电梯井，在坝顶布置3孔12.0m×13.0m(b×h)溢流表孔。拱坝混凝土工程量为20.5万m3,工程计划于2011年完建。

1设计条件

(1)气温。渡口坝坝址多年平均气温16.8℃,极端最高气温39.8℃,极端最低气温-9.2℃,全年最低月平均气温5.3℃,最高月平均气温27.1℃。

(2)水温。坝址区无长序列实测水温资料，仅有2004～2007年大坝下游康乐镇断面及罗汉大桥断面表层水温监测数据，其中多年月平均气温20.6℃。

(3)混凝土施工配合比。基础约束区混凝土

强度等级为C25,三级配水胶比0.5、粉煤灰掺量30%、用水量100kg/m3、水泥用量140kg/m3、粉煤灰用量60kg/m3,四级配水胶比0.5、粉煤灰掺量30%、用水量80kg/m3、水泥用量112kg/m3、粉煤灰用量48kg/m3;除了基础约束区均为C?020,三级配水胶比0.46、粉煤灰掺量30%、用水量102kg/m3、水泥用量155kg/m3、粉煤灰用量67kg/m3,四级配水胶比0.46、粉煤灰掺量30%、用水量82kg/m3、水泥用量125kg/m3、粉煤灰用量53kg/m3。

(4)热学性能。水泥采用中热水泥，粗细骨料为无碱活性的灰岩人工骨料。混凝土热学性能采用武汉大学试验成果。

2坝体准稳定温度场

2.1水库水温分析

根据纬度与水温相关关系，库表年平均水温值取18.8℃,根据表层水温监测数据拟合后，水温年变幅为8.4℃。考虑进水口出水扰动影响水库水温深度为20m,水库变温层深度取70m,库底水温取13℃。下游水深较浅，水温主要受太阳辐射热

作者简介：白伟(1975年一),男，工程师。

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影响，下游水面年平均水温17.3℃,年变幅8.4℃,下游底部年平均水温13.5℃。坝体下游混凝土表面年平均温度为19.5℃,年变幅10.2℃。在溢流面等不受日照影响的部位，混凝土表面温度按气温取值，即年平均温度16.8℃,年变幅8.4℃。坝顶及上游水面以上坝面气温参照下游坝面气温取值。

2.2准稳定温度场

应用三维有限元程序计算大坝运行期的准稳定温度场。

处于水面以下的基础强约束区混凝土准稳定温度为12～14℃,基础弱约束区为12～16℃。处于水面以上的基础约束区混凝土内部准稳定温度为13～17℃。坝体上下游面主要受水温和气温影响，而坝体各高程内部温度为14～17℃,基本趋于稳定。

以准稳定温度场作为温差计算的起点，对大坝施工期温度场和温度应力进行仿真模拟分析，全面系统地分析其温度及温度应力，确定坝体各部位在不同时段、不同季节的温控标准，提出切合实际的，从简单到复杂的温控措施。

2.3封拱温度

根据坝体准稳定温度场的分析和计算，拱坝接缝灌浆封拱温度为：高程470.00～514.50m之间为12℃;高程514.50～550.50m之间为13℃;高程550.50～578.50m之间为16℃。

3温控标准

3.1温度控制标准

(1)基础