碾压混凝土坝温控防裂方法

1、碾压混凝土坝温控防裂碾压混凝土坝温控防裂方法综述方法综述2013.8.1 目录目录温控防裂措施及研究方法概述温控防裂措施及研究方法概述混凝土裂缝成因混凝土裂缝成因碾压混凝土坝的主要特点碾压混凝土坝的主要特点碾压混凝土坝发展史碾压混凝土坝发展史碾压混凝土坝碾压混凝土坝简介简介 碾压混凝土坝碾压混凝土坝(Roller Compacted Concrete Dam(Roller Compacted Concrete Dam，简称为简称为RCCD)RCCD)是近几十年来发展起来的一项筑坝新技术，是近几十年来发展起来的一项筑坝新技术，可以说是一种用土石坝技术施工的混凝土坝，既有土石坝可以说是一种用土石坝

2、技术施工的混凝土坝，既有土石坝施工快速的特点，又具有混凝土坝的强度和耐久性。不同施工快速的特点，又具有混凝土坝的强度和耐久性。不同于一般混凝土坝用振捣器插入振捣密实的施工方法，碾压于一般混凝土坝用振捣器插入振捣密实的施工方法，碾压混凝土是混凝土是利用土石坝施工设备，将无坍落度的干硬性混凝利用土石坝施工设备，将无坍落度的干硬性混凝土进行振动碾压土进行振动碾压的一种混凝土施工新方法。的一种混凝土施工新方法。国外碾压混凝土坝发展史国外碾压混凝土坝发展史1970年，拉斐尔(Raphael)教授在美国的“混凝土坝快速施工会议”上提出了混凝土碾压施工的概念1972年至1973年，美国陆军工程师团也进行了较

3、多的碾压混凝土现场试验和研究。1975年，巴基斯坦塔贝拉(Tarbela)坝中用碾压混凝土快速衬砌消力池并修筑围堰，在世界上是首次大规模使用碾压混凝土。美国于1982年建成的柳溪（Willow Creek）坝是世界上第一座RCC坝。国内碾压混凝土坝发展史国内碾压混凝土坝发展史我国从1978年开始对碾压混凝土坝的筑坝技术进行研究。1984年在铜街子水电站工程中做了碾压混凝土局部应用试验。1986年建成的福建坑口坝是我国第一座碾压混凝土坝，坝高57m。目前，我国已建、在建和设计的碾压混凝土坝已超过100座，是世界上碾压混凝土坝数量最多、高坝最多的国家。国内部分碾压混凝土坝展示国内部分碾压混凝土坝展

4、示广西红水河龙滩大坝，最大坝高广西红水河龙滩大坝，最大坝高216.5m，是世界上最高的碾压混凝土坝，是世界上最高的碾压混凝土坝国内部分碾压混凝土坝展示国内部分碾压混凝土坝展示施工中的龙滩大坝施工中的龙滩大坝国内部分碾压混凝土坝展示国内部分碾压混凝土坝展示云南鲁地拉水电站碾压混凝土坝云南鲁地拉水电站碾压混凝土坝鲁地拉大坝底部鲁地拉大坝底部国内部分碾压混凝土坝展示国内部分碾压混凝土坝展示福建大田坑口大坝泄洪福建大田坑口大坝泄洪福建周宁水电站大坝福建周宁水电站大坝国内部分碾压混凝土坝展示国内部分碾压混凝土坝展示贵州光照水电站上游面贵州光照水电站上游面国内部分碾压混凝土坝展示国内部分碾压混凝土坝展示广

5、东大埔双溪水电站大坝广东大埔双溪水电站大坝国内部分碾压混凝土坝展示国内部分碾压混凝土坝展示观音阁碾压混凝土坝观音阁碾压混凝土坝碾压混凝土坝的特点碾压混凝土坝的特点碾压混凝土碾压混凝土坝特点坝特点材料特性材料特性干硬性混凝土干硬性混凝土，水灰比较小，水灰比较小掺入大量粉煤掺入大量粉煤灰灰施工工艺施工工艺通仓薄层连续通仓薄层连续浇筑浇筑混凝土坝裂缝的危害混凝土坝裂缝的危害混凝土坝裂缝混凝土坝裂缝表面裂缝表面裂缝 内部钢筋锈蚀内部钢筋锈蚀 混凝土碳化混凝土碳化 表面保护层酥表面保护层酥松剥落松剥落 渗漏渗漏深层裂缝深层裂缝 改变结构应力改变结构应力状态，不利于状态，不利于坝体受力安全坝体受力安全贯穿

6、裂缝贯穿裂缝 改变原设计的改变原设计的分缝分块条件分缝分块条件 削弱坝体刚度削弱坝体刚度 严重破坏坝体严重破坏坝体稳定性和耐久稳定性和耐久性性混凝土坝裂缝成因混凝土坝裂缝成因混凝土坝裂缝成因混凝土坝裂缝成因材料特性材料特性温度荷载温度荷载干缩变形干缩变形自生体积变形自生体积变形内外温差内外温差基础温差基础温差上下层温差上下层温差结构荷载结构荷载外荷载外荷载其他荷载其他荷载温控防裂措施温控防裂措施1.1.降低浇筑温度降低浇筑温度2.2.减少水化热温升，提高混凝土性能减少水化热温升，提高混凝土性能3.3.水管冷却水管冷却4.4.表面保护表面保护5.5.斜层碾压斜层碾压1.降低浇筑温度降低浇筑温度降

7、低出机口温度降低出机口温度骨料预冷，骨料预冷，如向骨料堆喷如向骨料堆喷雾、地笼取料雾、地笼取料等等加冰或冷水加冰或冷水拌和拌和液氮冷却液氮冷却减少运输途中温度回升减少运输途中温度回升减少浇筑仓面温度回升减少浇筑仓面温度回升严格控制混严格控制混凝土运输时间凝土运输时间喷雾、盖保喷雾、盖保温被、快速覆温被、快速覆盖等盖等温控重点部温控重点部位低温季节或位低温季节或晚上浇筑晚上浇筑2.减少水化热温升，提高混凝土性能减少水化热温升，提高混凝土性能使用低水化热水泥，如中热水泥、火山灰水泥使用低水化热水泥，如中热水泥、火山灰水泥掺入减水剂和大量粉煤灰以减少水泥用量掺入减水剂和大量粉煤灰以减少水泥用量加强混

8、凝土原材料和性能的试验研究加强混凝土原材料和性能的试验研究适当掺入氧化镁适当掺入氧化镁3.水管冷却水管冷却 水管冷却是在混凝土内埋设水管，通入连续流动的水管冷却是在混凝土内埋设水管，通入连续流动的低温水以降低混凝土内部温度，于低温水以降低混凝土内部温度，于1933年在美国胡佛坝年在美国胡佛坝施工中成功应用后成为混凝土坝温度控制的重要手段。施工中成功应用后成为混凝土坝温度控制的重要手段。但是，但是，直到最近十几年来塑料冷却水管的成功采用直到最近十几年来塑料冷却水管的成功采用，才逐渐解决，才逐渐解决了混凝土碾压与水管铺设干扰严重的问题了混凝土碾压与水管铺设干扰严重的问题，使得越来越多的碾压混凝土坝

9、也可以在高温季节浇筑，使得越来越多的碾压混凝土坝也可以在高温季节浇筑时采用通水管冷却措施。石门子、索风营、龙滩等多个时采用通水管冷却措施。石门子、索风营、龙滩等多个碾压混凝土坝使用了水管冷却后，效果很明显。碾压混凝土坝使用了水管冷却后，效果很明显。3.水管冷却水管冷却影响冷却效果的因素影响冷却效果的因素水温水温水管直径水管直径水管厚度水管厚度通水时间通水时间通水流量通水流量水管管距水管管距水管长度水管长度4.表面保护表面保护 气温骤降、寒潮、昼夜温差等都很容易使混凝土表层形气温骤降、寒潮、昼夜温差等都很容易使混凝土表层形成很大的温度梯度，从而引起很大的拉应力，容易导致表成很大的温度梯度，从而引

10、起很大的拉应力，容易导致表面裂缝的产生。在坝体表面覆盖保温材料可以减少施工期面裂缝的产生。在坝体表面覆盖保温材料可以减少施工期和运行期外界环境温度变化的影响、减小表面温度梯度，和运行期外界环境温度变化的影响、减小表面温度梯度，改善混凝土的变形和受力条件，提高混凝土的耐久性。改善混凝土的变形和受力条件，提高混凝土的耐久性。 同时，表面保温还可以防止干缩裂缝的产生和冬季施同时，表面保温还可以防止干缩裂缝的产生和冬季施工混凝土的冻害。工混凝土的冻害。4.表面保护表面保护常用的常用的保温材料保温材料有珍珠岩发泡保温涂料、纤维板、聚乙烯、有珍珠岩发泡保温涂料、纤维板、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯等。聚苯乙烯

11、、聚氨酯等。混凝土表面保护材料的施工方法有内贴法和外贴法两种。混凝土表面保护材料的施工方法有内贴法和外贴法两种。5.斜层碾压斜层碾压u斜层铺筑碾压可以大大提高混凝土施工效率，也有利于坝体斜层铺筑碾压可以大大提高混凝土施工效率，也有利于坝体的抗滑稳定，主要是解决了浇筑能力的问题。同时，由于斜层碾压的抗滑稳定，主要是解决了浇筑能力的问题。同时，由于斜层碾压缩短了覆盖时间，减少了热量倒灌，浇筑完成后的坝体温度要比平缩短了覆盖时间，减少了热量倒灌，浇筑完成后的坝体温度要比平层铺筑法稍低一些。仿真分析结果表明，斜层铺筑碾压与平层铺筑层铺筑法稍低一些。仿真分析结果表明，斜层铺筑碾压与平层铺筑相比可使最高温

12、度降低相比可使最高温度降低1-21-2；大坝降至稳定温度场时，最大拉；大坝降至稳定温度场时，最大拉应力值也有所降低。应力值也有所降低。5.斜层碾压斜层碾压 斜层碾压示意图5.斜层碾压斜层碾压斜层碾压的特点：斜层碾压的特点：(1)(1)缩小了覆盖仓面，避免了高坝下部面积过大导致覆盖时缩小了覆盖仓面，避免了高坝下部面积过大导致覆盖时间可能超过初凝时间情况的产生，因此出现冷缝的危险减间可能超过初凝时间情况的产生，因此出现冷缝的危险减小；小；(2)(2)减少了预冷混凝土的散热面，防止了入仓面混凝土温度减少了预冷混凝土的散热面，防止了入仓面混凝土温度升高；升高；(3)(3)在出现泌水或降雨时，由于有了斜坡易于集中排出；在出现泌水或降雨时，由于有了斜坡易于集中排出；(4)(4)若向上游倾斜可增加坝体的稳定性，可增大抗剪强度。若向上游倾斜可增加坝体的稳定性，可增大抗剪强度。混凝土温度场和应力场研究方法混凝