[发明专利]衬砌砼温降速率优化控制方法及系统

说明书

本发明提供砌砼温降速率优化控制方法及系统，可快速、准确地计算得到优化控制温降速率，并基于此对衬砌砼进行通水冷却，科学合理地实现温控防裂。本发明提供的衬砌砼温降速率优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.获取衬砌砼通水冷却温控用资料；步骤2.计算衬砌砼通水冷却优化控制温降速率V_y＝0.86H+0.14C‑0.03HC‑0.13H²‑1.95，式中：H为衬砌砼的厚度；C为衬砌砼90d设计龄期强度等级；步骤3.根据通水冷却优化控制温降速率V_y优化衬砌砼通水冷却措施。

技术领域

本发明属于混凝土温控防裂技术领域，具体涉及一种衬砌砼温降速率优化控制方法及系统。

背景技术

埋设冷却水管通水冷却降低混凝土最高温度和控制内外温差，自三峡水利枢纽右岸地下电站发电引水洞衬砌混凝土首次采用以来，在溪洛渡、白鹤滩、乌东德等巨型水电站水工隧洞衬砌混凝土大量应用，并取得成功。但水工隧洞等有关规范条文中没有关于衬砌混凝土通水冷却温降速率控制等方面的规定。经常是参考混凝土重力坝或者混凝土拱坝设计规范等规定，控制降温速度不宜大于1℃/d。

一方面，多层浇筑大坝等大体积混凝土的通水冷却(即与内部混凝土温差)由下层老混凝土管周不产生温度裂缝控制，允许水温差和温降速度较小；另一方面，衬砌结构厚度小，温降速率快，无论是否采取通水冷却措施，内部温度达到最大值后迅速下降的速度经常是超过1℃/d。

衬砌结构混凝土厚度小，一次性浇筑，混凝土覆盖冷却水管即开始通水冷却，与上部新浇混凝土情况相当，管周没有明显的温降过程，拉应力不大。因此，对应薄壁衬砌结构混凝土的通水冷却，一方面是否可以允许更快的温降速率，另一方面是究竟多大的温降速率对温控防裂更有利？而且，衬砌结构的厚度不同、混凝土的强度不等，通水冷却优化控制温降速率可能有较大差异，但目前未有根据衬砌结构混凝土情况准确地计算通水冷却优化控制温降速率的方法。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供衬砌砼温降速率优化控制方法及系统，可快速、准确地计算得到优化控制温降速率，并基于此对衬砌砼进行通水冷却，科学合理地实现温控防裂。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

方法

如图2所示，本发明提供衬砌砼温降速率优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.获取衬砌砼通水冷却温控用资料；

步骤2.计算衬砌砼通水冷却优化控制温降速率V_y(℃/d)：

V_y＝0.86H+0.14C-0.03HC-0.13H²-1.95 (公式1)

式中：H为衬砌砼的厚度(m)；C为衬砌砼90d设计龄期强度等级(MPa)；

步骤3.根据通水冷却优化控制温降速率V_y优化衬砌砼通水冷却措施。

优选地，本发明提供的衬砌砼温降速率优化控制方法，还可以具有以下特征：在步骤3中，优化后的通水冷却措施为控制通水冷却温降速率不超过V_y。必须指出的是，优化控制优温降速率V_y是内部最高温度发生后至通水冷却最优控制时间(稍微大于最大内表温差发生时间)的平均值。即大约是2d时间内的平均值。实际工程衬砌混凝土温降速率控制时，由于水温提高对早期(养护期K₁增大)防裂有利，允许最高温度一般是依据控制冬季不发生温度裂缝K2满足要求确定，所以在最高温度满足要求的前提下可以允许温降速率小于V_y(但不得大于V_y，相当于是允许温降速率上限)，即水温适当高些，这样也可以进一步节约制冷水费用。