南水北调东线睢宁二站流道混凝土温控防裂措施.pdf
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1、第 1 O 卷第 5 期 2 0 1 2 年 1 O月 南水北调与 水利科技 S o u t h - t o - N o r t h Wa t e r D i v e r s i o n a n d Wa t e r S c i e n c e&T e c h n o l o g y Vo 1 1 O No 5 Oc t 2 0 1 2 d o i : 1 0 3 7 2 4 S P J 1 2 0 1 2 0 1 2 0 5 1 6 6 南水北调 东线睢宁二站流道混凝 土泪 rm 控 防 上 l 裂措 施 刘泽俊 。 , 张 占 , 李延安。高以宁 , 黄承运。 , 庄林翠 ( 1 淮阴工学
2、院 建筑工程学院, 江苏 淮安 2 2 3 0 0 1 ; 2 江苏省骆运工程管理处 , 江苏 宿迁 2 2 3 8 0 0 ; 3 江苏淮阴水利建设有限公司, 江苏 淮安 2 2 3 0 0 5 ; 4 江苏省徐州市水务局, 江苏 徐州 2 2 1 0 0 0 ; 5 江苏淮安交通勘察设计研究院, 江苏 淮安 2 2 3 0 0 1 ) 摘要: 水工混凝土裂缝问题是涉及工程安全、 质量的首要问题。新建睢宁二站工程, 总结了已建工程实施的经验, 并 针对已建及周边在建泵站工程有裂缝出现的情况 , 分析原因, 结合睢宁二站工程地质、 气象条件、 以及工程所在地施 工特点, 进行温控设计。针对温控
3、对象中的重点流道部分, 根据睢宁二站底板大体积混凝土浇筑实施效果和成 功经验, 在选择原材料、 施工工艺等方面, 对混凝土温控防裂措施加以优化。从实施效果的各项指标统计和分析表 明, 优化措施达到了预期成效。尤其流道部位混凝土, 至今仍未发现危害性裂缝。 关键词: 南水北调睢宁二站; 底板温控效果分析; 流道混凝土; 温控设计; 防裂措施 中图分类号: TV5 6 ; T V5 4 4 9 1 文献标识码 : A 文章编号: 1 6 7 2 1 6 8 3 ( 2 0 1 2 ) 0 5 0 1 6 6 0 4 Te mpe r a t u r e Co nt r ol a nd Cr a c
4、 k Pr e v e n t i o n M e a s u r e s o f t he Co nc r e t e i n t he Fl o w C h ann e l o f S u i n i n g N o 2 S t a t i o n i n t h e E a s t e r n Ro u t e o f t h e S o u t h - t o - N o r t h Wa t e r D i v e r s i o n P r o j e c t L I U Z e - j u n ,Z HA NG Z h a n 2 , L I Ya n - a n a , G A
5、O Y i - n i n g 4 ,HUANG C h e n g - y u n a , Z h UA NG L i n - c u i ( 1 F a c u l t y o f Ar c h i t e c t u r e a n d C i v i l E n g i n e e r i n g,Hu a i y i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y, Hu a i a n 2 2 3 0 0 1 ,C h i n a ; 2 L u o y u n Hy d r a u l i c E n g i n e e r i n g M
6、a n a g e me n t Di v i s i o n o f J i a n g s u P r o v i n c e , S u q i a n 2 2 3 8 0 0 ,C h i n a ; 3 J i a n g s u Hu a i y i n C o n s t r u c t i o n o f Hy d r o p r o j e c t L i mi t e d C o mp a n y, Hu a i a n 2 2 3 0 0 5 , C h i n a ; 4 J i a n g s u P r o v i n c e Xu z h o u Mu n i c
7、 i p a l Wa t e r Af J a i r s B u r e a u, Xu z h o u 2 2 1 0 0 0 , C h i n a ; 5 J i a n g s u Hu a i a n t r a f f i c s u r v e y a n d De s i g n I n s t i t u t e ,Hu a i a n 2 2 3 0 0 1 , C h i n a ) Ab s t r a c t : Th e c r a c k s i n t h e c o n c r e t e f o r h y d r a u l i c s t r u c
8、 t u r e a r e t h e p r i ma r y i s s u e i n t h e s a f e t y a n d q u a l i t y o f t h e e n g i n e e r i n g p r o j e c t s T h e n e w S u i n i n g No 2 s t a t i o n wa s c o n s t r u c t e d i n l i g h t o f t h e e x p e r i e n c e o f p r e v i o u s l y c o n s t r u c t e d p r
9、o j e c t s Th e T e a s o n s f o r t h e o c c u r r e n c e o f t h e c r a c k s i n t h e p u mp i n g s t a t i o n p r o j e c t s wh i c h we r e c o n s t r u c t e d o r u n d e r c o n s t r u c t i o n we r e a n a l y z e d C o n s i d e r e d t h e e n g i n e e r i n g g e o l o g y,w
10、e a t h e r c o n d i t i o n s ,a n d c o n s t r u c t i o n f e a t u r e s i n t h e S u i n i n g No 2 s t a t i o n ,t h e t e m p e r a t u r e c o n t r o l wa s p e r f o r me d Th e f l o w c h a n n e l ,t h e mo s t i mp o r t a n t a s p e c t o f t e mp e r a t u r e c o n t r o l ,wa
11、s f o c u s e d Ba s e d o n t h e a n a l y s i s o f t h e i mp l e me n t a t i o n r e s u l t s a n d s u c c e s s f u l e x p e r i e n c e o f ma s s c o n c r e t e c a s t i n g i n t h e b o t t o m o f S u i n i n g No 2 s t a t i o n,t h e t e mp e r a t u r e c o n t r o l a n d c r a
12、c k p r e v e n t i o n me a s u r e s we r e o p t i mi z e d f r o m t h e a s p e c t s o f r a w ma t e r i a l s a n d c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y Th e s t a t i s t i c s o f e a c h i n d e x s h o we d t h a t t h e i mp l e me n t a t i o n r e s u l t s r e a c h t h e e x
13、p e c t e d p e r f o r ma n c e ,e s p e c i a l l y n o c r a c k s we r e f o u n d a t t h e c o n c r e t e i n t h e f l o w c h a n n e 1 K e y w o r d s : S u i n i n g N o 2 s t a t i o n i n t h e S o u t h - t o - No r t h Wa t e r Di v e r s i o n P r o j e c t ; e f f e c t a n a l y s
14、i s o f b o t t o m t e mp e r a t u r e c o n t r o l ; c o n c r e t e i n t h e f l o w e h a n n e l :t e mp e r a t u r e c o n t r o l d e s i g n:c r a c k c o n t r o 1 me a s u r e s 混凝土裂缝控制是 目前一项国际性的技术难题。尤其 是对大型泵站进出水流道而言, 一方面它们属于大体积混凝 土, 另一方面这些部位结构非常复杂, 断面变化大, 混凝土标 号相对较高, 因此更容易开裂。由于水工混凝土裂缝
15、产生和 扩展问题的复杂性以及人们对于裂缝问题的认识不足, 到目 前为止, 仍然没有一套能够彻底防止这些裂缝的方案。本文 结合南水北调在建睢宁二站底板温控实施效果, 分析了流道 混凝土裂缝防治方案和优化措施, 以期对同类泵站工程提供 借鉴。 收稿 日期 : 2 0 1 2 0 5 1 9 修 回日期 : 2 0 1 2 0 9 0 5 网络出版 时间: 2 0 1 2 1 0 1 2 网络 出版地址 : h t t p : www c n k i n e t k c ms d e t a i l 1 3 1 3 3 4 T 2 0 1 2 1 0 1 2 1 8 1 3 0 0 8 h t ml
16、 作者简介: 刘泽俊( 1 9 7 0 一 ) , 男, 江苏涟水人, 副教授, 高级工程师, 主要从事水利工程建设方面研究。E - m a i l : h y 2 0 1 0 1 z j 1 2 6 c o rn 1 6 6 |王 娃 l 蔽 l采 刘泽俊等 南水北调东 线睢宁二站流道混凝土 温控 防裂措施 、 1 工程概况 新建睢宁二站工程位于徐州市睢宁县沙集镇境内的徐 洪河输水线上, 坐落于睢宁一站的西侧, 与睢宁一站及运河 线上的刘老涧泵站枢纽共同组成南水北调东线工程的第五 个梯级。本次施工的进出水流道层主要 由下游肘型进水流 道和上游空箱共同构成, 其主要施工 内容为肘形流道和空箱
17、钢筋混凝土的施工, 是泵站站身土建施工的重要节点。进出 水流道层混凝土合计 3 5 4 2 。 2 流道 混凝 土温控 防裂措施 2 1 底 板 温控 实施 效果 分析 2 1 1 底板混凝土 内外温度观测成果 在底板施工时, 为减少混凝土 的内外温差, 在底板中设 置了冷却水管, 通水冷却降低混凝土的内部温度。冷却水管 选用直径为 5 c m的高密聚乙烯塑料管, 弓形布置。混凝土 厚度小于2 m时, 冷却水管按 1 层布设; 混凝土厚度超过 2 m 时, 冷却水管按多层布设, 上下层间距 1 0 m。埋设时, 水管 距底面 7 5 c m、 距混凝土边缘 7 5 c m,水平间距 2 m,
18、单根水 管长度 1 3 0 m, 在底板墩墙位置设置 1 O个测温点。 底板混凝土完成后, 开始通水冷却, 并安排专人进行底 板混凝土的温度测量, 测量采用水银温度计, 放入测温管内 5 mi n 后读数, 测量数据见表 1 。 表 1 底板混凝土 内外温度测量 记录 Ta b l e 1 Me a s u r e d t e mp e r a t u r e s i n s i d e a n d o u t s i d e o f t h e b o t t o m c o n c r e t e o C 1 3 8 4 0 3 8 3 9 2 3 7 3 9 4 0 4 0 3 3 9
19、4 1 4 0 4 5 4 3 8 4 2 41 4 5 5 40 4 6 4 4 4 7 6 3 9 4 2 4 5 5 0 7 41 4 5 4 4 4 8 8 39 4 3 4 5 5 O 9 4 0 4 5 4 2 41 1 0 39 44 4 3 45 气温 1 1 8 6 6 混凝土表 面 2 5 4 0 4 4 4 0 4 6 4 3 5 0 4 5 5 2 3 9 4 5 9 5 2 7 2 1 2 底板混凝土温控效果分析 测量数据显示 , 浇筑完成后前 3天为混凝土的升温阶 段 , 通水冷却后, 混凝土的内外温差控制在 2 5以内。实施 效果表明, 采用预埋冷却水管降温可以有
20、效降低大体积混凝 土的内外温差, 减少温度裂缝的发生。 2 2 流道混凝土温控计算 依据 混凝土重力坝设计规范 ( s I 3 1 9 2 0 0 5 ) 、 水工混 凝土施工规范 ( DL T 5 1 4 4 2 0 0 1 ) 及相关技术规范 。进水 流道混凝土设计配合比为: 水 : 水泥 : 砂 : 石 : 减水剂 : 引 气剂 : 粉煤灰一1 5 7:2 9 1: 7 3 0:1 1 1 5:6 4 8:5 2 5:5 9 。 冷却水管选用直径为 5 c m的高密聚乙烯塑料管, S形布置。 冷却水管水平间距 1 m, 垂直间距 1 m, 管长 6 0 m。 2 2 1 混凝土的绝热温升
21、 水化热 。 Q Q0 ( 1 - e 一 ) ( 1 ) 式中: Q一龄期 t 时积累水化热; Q o 一最终水化热( k J k g ) ; t 一 龄期( d ) ; 仇、 常数 , 可按表 2 取值。 绝热 温升。 Q W ( 1 - o 7 5 p) ( 2 ) ID 则 由式 ( 2 ) 可得 3 d 、 5 d 、 7 d 、 1 0 d 、 1 5 d的绝热 温升 值 , 见表 3 。 表 2 水泥水化 热的 Q o 及 m、 n值 Ta b l e 2 Va l u e s o f Q0 , m。a n d n o f t h e h y d r a t i o n h e
22、a t o f c e me n t 表 3 3 d 、 5 d 、 7 d 、 1 0 d 、 1 5 d的绝热温升值 Ta bl e 3 Th e a d i a ba t i c t e mp e r a t u r e r i s e s o f c o nc r e t e a t 3 d,5 d 7 d。1 0 d。a n d 1 5 d 2 2 2 未通水冷却浇筑层平均温度 有初期通水冷却时需计入通水冷却散热 , 浇筑层平均温 度计算式为: 王 箍 | 罄 1 6 7 * 瓢 I l I a 瓣 臻 I 自 赫 盯 强 的 犍 弘乱 趵 驵 卯 “ 鹅如 蛆 媳 蛆 n 娼 的
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