抽水蓄能电站地下厂房蜗壳外围混凝土结构温控防裂方法技术

本发明专利技术提供一种抽水蓄能电站地下厂房蜗壳外围混凝土结构温控防裂方法，即：A、在蜗壳外围混凝土浇筑前，蜗壳内充水保压；B、浇筑过程中，分层分块浇筑，控制混凝土浇筑温度；C、浇筑完毕，立即通水冷却，控制混凝土内部的温度及温降速度。本发明专利技术的优点：经计算机仿真计算、分析，本发明专利技术可有效地防止地下厂房蜗壳外围混凝土结构产生温度裂缝，确保抽水蓄能电站主体建筑结构的安全。建筑结构的安全。建筑结构的安全。

【技术实现步骤摘要】
抽水蓄能电站地下厂房蜗壳外围混凝土结构温控防裂方法


[0001]本专利技术涉及一种抽水蓄能电站地下厂房蜗壳外围混凝土结构温控防裂方法，具体地说涉及一种抽水蓄能电站地下厂房蜗壳外围混凝土结构在充水保压状态下进行浇筑，从而防止其产生温度裂缝的方法。

技术介绍

[0002]抽水蓄能电站枢纽工程主要由上水库、下水库、输水系统、地下厂房洞室群、地面开关站及场内永久交通道路等建筑物组成，其中，涉及温控研究的建筑物主要有上水库大坝、输水隧洞、地下厂房岩壁吊车梁、地下厂房蜗壳等。与混凝土上水库大坝相比，地下厂房蜗壳由于其独特的功能、复杂的结构形式及受力，在施工期普遍存在裂缝问题，严重困扰工程界。
[0003]同时，在这类工程建设当中，由于利用高性能泵输送混凝土具有诸多施工优点和较大的经济效益，故愈来愈多的施工承包商利用高性能泵输送混凝土。虽然，通过高性能泵输送混凝土施工速度快，但是，由于混凝土浇筑速度过快，导致混凝土坍落度大、水化反应剧烈、热量多且早期集中释放，致使地下厂房蜗壳等建筑物开裂现象更加普遍、更是防不胜防。
[0004]本专利申请人结合抽水蓄能电站工程的实际情况，就如何防止危害性裂缝的产生，提出科学合理的施工优化方案和温控措施，尽量减少蜗壳外围混凝土结构施工期产生温度裂缝。

技术实现思路

[0005]鉴于上述原因，本专利技术的目的是提供一种抽水蓄能电站地下厂房蜗壳外围混凝土结构充水保压状态下温控防裂方法。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种抽水蓄能电站地下厂房蜗壳外围混凝土结构温控防裂方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
[0007]S1、在地下厂房蜗壳外围混凝土结构浇筑前，对安装固定好的蜗壳进行充水保压，0.6倍的水轮机组最大静水头压力＜蜗壳内的充水压力＜1.0倍的水轮机机组最大静水头压力；
[0008]S2、在蜗壳充水保压状态下，分层分块进行浇筑，每层浇筑厚度为1.5m
‑
2.0m，各层浇筑上升速度不大于30cm/h；每层浇筑完毕后，间隔5
‑
7天；
[0009]S3、严格控制混凝土浇筑温度，混凝土浇筑温度≤22℃；
[0010]混凝土的浇筑温度可按公式(1)计算：
[0011]T＝T1+(T
a
+R/β
‑
T1)(φ1+φ2)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0012]式中，T是混凝土浇筑温度；T1是混凝土入仓温度；T
a
是外界环境气温；R是太阳辐射热，单位kJ/m2.h；β是混凝土表面放热系数，单位kJ/m2.h.℃；φ1是平仓过程的温度系数，φ1＝kτ，τ为混凝土入仓后到平仓前的时间，k为经验系数，取0.0030；φ2是平仓后的温度系
数，φ2可采用单向差分法进行计算，计算公式如下：
[0013][0014]其中，是混凝土导热系数和表面放热系数的取值，取值范围为超过上下限范围的按上下限考虑；c是比热，取值范围为0.6
‑
1.2，超过上下限范围的按上下限范围考虑；Δτ是平仓结束至坯层再次被覆盖的时间，单位：小时；
[0015]S4、在浇筑的过程中，在每层混凝土浇筑层内布设通水冷却水管，降低混凝土内的温度，使混凝土内的温度不超过56℃；
[0016]在每层混凝土浇筑前，在浇筑模板内布设通水冷却用的钢管，该钢管采用焊接钢管，其内径28.50mm，壁厚2.60mm；
[0017]钢管的布设密度为水平1.0m
×
竖直1.0m，待浇筑完毕后，立即往钢管内通入水温为20℃
±
2℃的冷却水，水流量为1.5
‑
2.0m3/h，通水时间为10天
‑
15天，水流方向每24h变换一次；
[0018]S5、在浇筑完最后一仓混凝土后稳压7天，7天后蜗壳放水卸压。
[0019]优选地，所述蜗壳充水压力为：0.8倍的水轮机组最大静水头压力＜蜗壳内的充水压力＜1.0 倍的水轮机机组最大静水头压力。
[0020]优选地，通水冷却方式是在蜗壳外围混凝土结构内部最高温度峰值前，加强通水冷却，峰值过后，降低通水流量、提高水温，同时延长通水时间，防止降温过快和幅度过大。
[0021]优选地，在混凝土浇筑过程中，控制混凝土浇筑温度与出机口温度之差小于5℃。
[0022]优选地，控制混凝土内部降温速率不大于1℃/d。
[0023]本专利技术的优点：经计算机仿真计算、分析，本专利技术可有效地仿真地下厂房蜗壳外围混凝土结构产生温度裂缝，确保抽水蓄能电站主体建筑结构的安全。
附图说明
[0024]图1是抽水蓄能电站地下厂房蜗壳外形示意图；
[0025]图2是抽水蓄能电站地下厂房蜗壳及其外围混凝土结构结构示意图；
[0026]图3是抽水蓄能电站地下厂房蜗壳及其外围混凝土结构分解结构示意图；
[0027]图4是本专利技术实施例gk0
‑
gk1有无温控措施下蜗壳混凝土典型点温度过程线；
[0028]图5是本专利技术实施例gk0
‑
gk1有无温控措施下蜗壳混凝土典型点顺河向应力过程线；
[0029]图6是本专利技术实施例gk1
‑
gk3不同浇筑温度下蜗壳外围混凝土结构典型点温度过程线；
[0030]图7是本专利技术实施例gk1
‑
gk3不同浇筑温度下蜗壳外围混凝土结构典型点顺河向应力过程线；
[0031]图8是本专利技术实施例gk1
‑
gk5不同环境温度蜗壳外围混凝土结构典型点的温度过程线；
[0032]图9是本专利技术实施例gk1
‑
gk5不同环境温度蜗壳外围混凝土结构典型点顺河向应
力过程线；
[0033]图10是本专利技术实施例gk1、gk6
‑
gk8不同通水冷却水管间距下蜗壳外围混凝土结构典型点温度过程线；
[0034]图11是本专利技术实施例gk1、gk6
‑
gk8不同通水冷却水管间距下蜗壳外围混凝土结构典型点顺河向应力过程线；
[0035]图12是本专利技术实施例gk1、gk9不同通水时间典型点温度过程线；
[0036]图13是本专利技术实施例gk1、gk9不同通水时间典型点顺河向应力过程线。
具体实施方式
[0037]下面结合附图和实施例对本专利技术的结构及特征进行详细说明。需要说明的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改，因此，说明书中公开的实施例不应该视为对本专利技术的限制，而仅是作为实施例的范例，其目的是使本专利技术的特征显而易见。
[0038]如图1
‑
图3所示，抽水蓄能电站地下厂房内的蜗壳1为一首尾交叉、弯曲的不规则钢管结构，在钢制蜗壳1的外面浇筑有混凝土2，钢制蜗壳1浇筑在混凝土2的内部，且浇筑形成的混凝土块的中心为一通孔3，抽水蓄能电站的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抽水蓄能电站地下厂房蜗壳外围混凝土结构温控防裂方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：S1、在地下厂房蜗壳外围混凝土结构浇筑前，对安装固定好的蜗壳进行充水保压，0.6倍的水轮机组最大静水头压力＜蜗壳内的充水压力＜1.0倍的水轮机机组最大静水头压力；S2、在蜗壳充水保压状态下，分层分块进行浇筑，每层浇筑厚度为1.5m
‑
2.0m，各层浇筑上升速度不大于30cm/h；每层浇筑完毕后，间隔5
‑
7天；S3、严格控制混凝土浇筑温度，混凝土浇筑温度≤22℃；混凝土的浇筑温度按公式(1)计算：T＝T1+(T
a
+R/β
‑
T1)(φ1+φ2)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中，T是混凝土浇筑温度；T1是混凝土入仓温度；T
a
是外界环境气温；R是太阳辐射热，单位kJ/m2.h；β是混凝土表面放热系数，单位kJ/m2.h.℃；φ1是平仓过程的温度系数，φ1＝kτ，τ为混凝土入仓后到平仓前的时间，k为经验系数，取0.0030；φ2是平仓后的温度系数，φ2采用单向差分法进行计算，计算公式如下：其中，是混凝土导热系数和表面放热系数的取值，取值范围为超过上下限范围的按上下限考虑；c是比热，取值范围为0.6
‑
1.2，超过上下限范围的按上下限范围考虑；Δτ是平仓结束至坯层再次被覆盖的时间，单位：小时；S4、在浇筑的过程中，在每...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘力捷，王振红，焦石磊，汪娟，姚礼敏，肖俊，齐春雨，金鑫鑫，杨永森，辛建达，李辉，侯文倩，赵一鸣，史倬宇，张步，
申请(专利权)人：广东省水利电力勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：