[发明专利]一种施工全周期混凝土拱坝温控曲线模型

说明书

本发明公开了一种施工全周期混凝土拱坝温控曲线模型。混凝土拱坝温控曲线模型包括连续的四个分期。四个分期分别为(1)升温期，从混凝土拌合楼出机口到入仓浇筑后最高温度出现前；(2)降温期，从最高温度出现到达到拱坝设计的封拱温度，期间采用全程连续光滑的降温方案；(3)控温期，从达到封拱温度到通水换热结束；(4)回升期，从通水换热结束到拱坝整体建设完成，主要监测指标为温度回升。本发明提供的施工全周期混凝土拱坝温控曲线模型应用于大体积中、低热混凝土拱坝的施工中，结合智能通水温控系统可实现对混凝土拱坝施工全周期的最高温度可控、温控过程可调、温控措施可优化，有效减小混凝土时空温度梯度，降低大坝的开裂风险。

技术领域

本发明属于水利水电工程技术领域，具体涉及一种施工全周期混凝土拱 坝温控曲线模型。

背景技术

大坝混凝土施工期裂缝问题是一直未能得到有效解决的难题，其主要原 因除了施工阶段复杂的施工条件因素影响外，施工过程中很多温控措施的实 施难免受到人为因素的干扰。很多出现裂缝的混凝土坝是由于内部温度未能 真正的按照设计要求进行冷却或者进行表面保护，使得施工期坝体混凝土的 应力超标从而出现裂缝。

施工期温度应力过大是混凝土坝开裂的重要原因之一，拱坝混凝土的温 度问题主要应从控制温度和改善约束两方面来解决。目前拱坝的温控施工中 主要控制三大温差：基础温差、内外温差和上下层温差。基础温差通过最高 温度控制，内外温差通过表面保温和内部温度控制，上下层温差则通过混凝 土最高温度及合理的冷却过程控制。控制温差旨在减少混凝土浇筑过程中的 温度梯度，从而减少因温度梯度引起的温度应力。

目前大体积混凝土温控施工遵循“小温差、早冷却、慢冷却”的指导思 想，时间上采用一期(初期)冷却、中期冷却、二期(后期)冷却等措施控 制混凝土温度，空间上通过设置拟灌区、同冷区、过渡区、盖重区的分区冷 却过程控制空间的温度。例如，中国水利水电科学研究院于2013年提出了一 种混凝土坝理想温控曲线模型及利用其的智能控制方法(CN103603312A)， 基于仿真分析对传统的三期九段式温控过程进行了细化研究；中国电建集团 成都勘测设计研究院有限公司于2015年提出了一种用于混凝土拱坝的温控 防裂方法(CN105274968A)，将水管冷却过程在时间历程上至少分为三个阶 段，分别包括一期冷却、中期冷却和二期冷却。但现有专利提出的温控曲线 模型主要是基于传统的“三期九段控降结合”的温控策略而制定的，这种策 略的设定是基于人工通水控制时期人为设定，实际应用中常造成了混凝土最 高温度控制达标率不高，温控过程不连续、温度梯度较大，温控措施优化不 力等不足，增加了大坝的开裂风险。同时传统的温控过程也仅关注大坝从浇筑完成到封拱灌浆的过程，没有考虑从浇筑前到浇筑后的连续过渡以及封拱 灌浆后混凝土温度的继续长期观测，即没有实现混凝土大坝施工全周期的温 控管理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种施工全周期混凝土拱坝温控曲线模型，应用 于大体积中、低热混凝土拱坝的施工中，实现对混凝土拱坝施工全周期的温 度监控，同时将传统分期分段的控温曲线调整为连续可导的光滑温控曲线， 从而真正减小混凝土多维度的温度梯度，降低大坝的开裂风险。

本发明所采用的技术手段是：

一种施工全周期混凝土拱坝温控曲线模型，其特征在于，所述施工全周 期混凝土拱坝温控曲线模型包括连续的四个分期：(1)升温期；(2)降温期； (3)控温期；(4)回升期。

进一步地，所述升温期具体指从混凝土拌合楼出机口到浇筑后最高温度 出现前，具体可分为浇筑前和浇筑后两个阶段，主要控制目标为最高温度和 升温速率；采用的温控措施与技术手段包括对骨料进行预冷、加冷水或冰拌 和、运输隔热保温、坯层快速覆盖、及时覆盖保温被、仓面小环境控制和智 能通水冷却系统。

进一步地，所述降温期具体指从最高温度出现到达到封拱温度，期间采 用全程连续光滑的降温方案，主要控制目标为横缝张开和降温速率；采用的 温控措施与技术手段包括智能通水冷却系统、及时跟进外部保温措施、缝面 处理工艺和横缝开度实时在线监测。