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1、1小 湾 水 电 站大坝混凝土通水冷却施工工法编制日期：二 00 九年五月一日2前前 言言结合小湾水电站工程的特点，为利于大坝混凝土施工及各级技术管理人员、施工作业人员全面准确了解掌握小湾大坝混凝土施工各个环节的通水冷却措施及控制标准，依据拱坝混凝土通水冷却施工技术要求（第 C 版 试行） 编制了一套较完整的小湾水电站右岸大坝混凝土通水冷却施工工法 ，以供施工及相关人员在工程施工及管理工作中参考。本工法主要是规范小湾水电站混凝土通水冷却施工工艺和标准化作业，在实际运用过程中，将根据工程施工情况并结合设计要求，在小湾水电站工程中仍需不断改进和完善。31 1 总则总则1.11.1 编制目的编制目的
2、拱坝混凝土通水冷却施工过程是一个复杂的、多环节的重点控制过程，根据小湾水电站拱坝混凝土通水冷却的相关设计要求、相关规范及前期温控施工实践，为规范小湾水电站混凝土通水冷却施工工艺和实现标准化、程序化作业要求，便于施工人员操作执行，并做到通水冷却精细化施工，保证施工质量，特制定此工法。1.21.2 工法的基本特点工法的基本特点 本工法详细的阐述了混凝土通水冷却的整个施工工艺过程控制。 拱坝混凝土通水冷却施工技术要求（第 C 版，试行版）实施后，小湾大坝混凝土通水冷却分一期通水冷却、中期通水冷却和二期通水冷却三个阶段。 小湾拱坝混凝土防裂、温控要求高，本工法的实施有利于预防和控制坝体混凝土裂缝的发生
3、。1.31.3 适用范围适用范围本工法仅适用于小湾水电站双曲拱坝坝体混凝土通水冷却的施工（缺陷槽通水冷却措施按设计通知单及图纸要求执行）。1.41.4 编写依据编写依据 小湾拱坝混凝土通水冷却施工技术要求（第 C 版，试行版）及设计相关文件和要求。 前期通水冷却实施过程中的相关实践及取得的成功经验。1.51.5 工艺原理工艺原理本工法的核心部分即拱坝混凝土通水冷却施工工艺，其主要原理：大体积混凝土由于其自身水泥水化热较高，其自身散热效果满足不了设计要求，因此必须采用预埋在坝体内部的冷却水管进行通水冷却，以带走混凝土内部水化热温升。小湾水电站坝体混凝土分一期通水冷却、中期通水冷却和二期通水冷却，
4、采取个性化通水方式，实施混凝土通水冷却的全过程监控、管理和精细化操作。通过一期通水冷却削减浇筑层混凝土初期水化热温升，控制混凝土温度不超过允许最高温度，同时削减坝体混凝土内外温差，降低二期冷却4开始时的混凝土温度，减小温度应力；通过中期冷却控制一期冷却闷温结束后至二期冷却开始时坝体混凝土内部温度回升，降低二期冷却开始时的混凝土温度，减小温度应力；通过二期通水冷却降低坝体混凝土内部温度使其达到设计要求的封拱灌浆温度，以使缝面张开，进行接缝灌浆；最终确保工程优质完成。2 2 混凝土通水冷却简述混凝土通水冷却简述小湾拱坝混凝土通水冷却，2005 年 9 月 10 日至 2007 年 11 月 20
5、日期间，实施拱坝混凝土通水冷却施工技术要求（第 A 版）；2007 年 11 月 20 日至 2008 年 5 月 20 日期间，实施拱坝混凝土通水冷却施工技术要求（第 B 版）；自 2008 年 05 年 20 日开始，实施拱坝混凝土通水冷却施工技术要求（第 C C 版 试行版），C 版技术要求将拱坝混凝土通水冷却施工分一期通水冷却、中期通水冷却和二期通水冷却三个阶段。2.12.1 设计指标设计指标2.1.1 一期通水冷却 在混凝土开仓浇筑前，应对已铺设好的冷却水管进行通水检查，如发现渗漏和堵塞现象，应立即处理，未处理好不得开仓浇筑；在混凝土浇筑过程中应注意避免水管受损、折断、碰坏和堵塞。
6、要求混凝土下料浇筑即开始一期通水冷却；水流方向每 24h 变换一次。 一期冷却通水时间不少于 21d，并应连续进行，严格控制混凝土最高温度、降温速率、结束温度满足设计要求。具体要求见表 21。表表 2 21 1 一期通水冷却要求一期通水冷却要求目的控制混凝土最高温度不超过容许最高温度满足一冷结束温度要求时间前 10 天10 天之后蛇形管进口水温（）101101参考通水流量（m3/h）1.21.50.51.2通水天数10 天11 天最大降温速率每天不超过 1.0每天不超过 0.5冷却结束时温度（）2015 一期冷却进口水温与混凝土最高温度之差不超过 20，可采取适当提高冷水机组出水水温或改通系统
7、水等措施予以控制。 一期通水冷却准备结束时应进行全面的闷水测温，以确定冷却效果是否达到设计要求。若未达到设计要求应继续通水，直至达到要求为止。 C 版技术要求规定小湾坝体混凝土容许最高温度统一按 27控制。其中“拱坝温控第 2008-006 号”设计通知单明确，将各孔口底板下部 9m 至孔口顶板上部 9m 范围的混凝土最高容许温度规定为：“四级配混凝土浇筑区域最高温度按 27控制；三级配混凝土浇筑区域最高温度按 28控制；二级配混凝土浇筑区域和下游悬臂牛腿混凝土最高温度按 29控制；局部高流态混凝土浇筑区域最高温度不受上述限制”。2.1.2 中期通水冷却 保持一期冷却结束后至二冷开始前整个时段
8、混凝土温度为 1820（宜控制在下限），降温时应确保均匀下降，最大降温速率每天不大于 0.5。 中期通水冷却可采取间歇通水措施，先通水 3 天5 天后闷温 7 天，视闷温结果再决定以后通水时间，积累经验后根据实际情况适当调整。 中期通水蛇形管入口处水温 101，参考通水流量0.5m3/h1.0m3/h。2.1.3 二期通水冷却 二期冷却开始时，拟灌区和盖重区混凝土龄期不小于 90 天，过渡区混凝土龄期不小于 60 天，未二冷区的一期通水冷却须结束。 二期冷却开始时，混凝土温度应降至 1820（且宜靠下限）。 二期冷却通水前应对冷却水管进行通水检查，以了解其通畅情况，对于不通、微通和有渗漏的管路
9、要查明原因，并采取有效措施进行处理，保证二冷正常通水。 同一批二冷的坝段，同一坝段内二冷区范围内的冷却管圈应同时开始二冷，即冷却管圈通水开始时间相差不超过 1 天。相邻坝段应同期二冷，即相邻坝段通水开始时间相差不超过 2 天。 二冷时应连续通水，严格控制各二冷区的降温速率，二冷过程中过渡区和盖重区之间的温度差始终不应大于二冷结束时两者之间的温差。6 拟灌区温度满足设计要求后应及时进行接缝灌浆。拟灌区接缝灌浆完成后，应控制其上部的盖重区和过渡区温度回升，盖重区作为下一次拟灌区，接缝灌浆前混凝土温度与设计封拱灌浆温度相差不大于 1，过渡区温度回升不大于 1，否则应采取通水等措施将混凝土温度降到设计
10、要求温度，最大降温速率每天不大于 0.5。 坝体实测封拱灌浆温度与设计的误差标准为1，并避免超冷。 二期冷却进口水温与混凝土最高温度之差不超过 15，宜控制在 10。水流方向每 24h 变换一次。 二期冷却蛇形管入口处水温为 610，在保证降温速率的前提下，实际通水水温和通水历时可根据冷却前坝体实测温度和通水期间测温的结果，通过二期冷却曲线估算采用。 每一批次混凝土二冷后，二冷区混凝土必须进行闷水测温，以了解二期通水效果。未达到设计封拱温度的灌区，应继续通水直至达到要求为止。不同高程部位二期通水冷却要求见表 2-2 和表 2-3。表表 2-22-2 1084m1084m1153.5m1153.
11、5m 高程二期通水冷却要求高程二期通水冷却要求表表 2-32-3 1153.5m1153.5m 高程以上二期通水冷却要求高程以上二期通水冷却要求冷却分区分区高度二冷开始时 各区混凝土 龄期二冷开始时 温度二冷结束时温 度降温速率未二冷区过渡区以上 高度大于等 于 6m二冷开始时 本区一冷已 结束一冷结束后的 温度：Td过渡区盖重区以上 12m不小于 60 天二冷开始前 的闷水测温 值 Tb3冷却达到的温 度： Tc（Tb3+Ta2 ）/2盖重区拟灌区以上 12m不小于 90 天二冷开始前 的闷水测温 值 Tb2冷却到该层灌 区封拱温度： Ta2二 冷 区拟灌区一个灌区高 度不小于 90 天保持
12、该层灌区封拱温度：Ta1同时二冷，连续通水， 均匀降温，最大降温速 率每天不大于 0.5已灌区冷却分区分区高度二冷开始时 各区混凝土 龄期二冷开始时 温度二冷结束时温 度降温速率未二冷区过渡区以上高 度大于等于 6m二冷开始时 本区一冷已 结束一冷结束后的 温度：Td二 冷 区过渡区盖重区以上一 个灌区高度不小于 60 天二冷开始前 的闷水测温 值 Tb3冷却达到的温 度： Tc（Tb3+Ta2 ）/2同时二冷，连续通水， 均匀降温，最大降温速 率每天不大于 0.57注：一个灌区高度一般为 9m12m，具体部位灌区高度详见相应坝段相应部位横缝灌浆分区详图。2.22.2 管理体系管理体系小湾大坝
13、混凝土通水冷却的管理与实施是在以“业主负责、设计保障、施工保证、专业监理、专家把关、政府监督”为框架的质量管理休系的基础上，针对小湾特高拱坝温控标准严、施工技术创新多、具体实施难的特点，实行了小湾拱坝温控防裂专门体系。即成立了以业主、设计、监理、施工单位第一责任人所组成的温控领导监督体系-温控领导小组，由各单位具体负责人所组成的温控实施与管理的保证实施体系-温控工作小组。混凝土温控管理体系制定了工作实施细则和管理办法，明确了各专门体系的工作内容、职责范围、违规处罚标准等，体现了“各负其责，分段控制，节节把关，从严要求”的原则。大坝通水冷却专门管理体系的设立，为大坝通水冷却技术难题的攻克、优化和
14、各项通水冷却标准的具体实施起到了决定性的作用。2.32.3 冷却水管的相关要求冷却水管的相关要求2.3.1 冷却水管的材质及制作 固结灌浆层以下在已硬化的混凝土面上和预应力闸墩支撑大梁中冷却蛇形管采用外径 2.54cm 的金属管；固结灌浆层以上的浇筑层及其余部位铺设的冷却水管均采用 HDPE 塑料管。 金属管宜预先加工成弯段和直段两部分，在仓内拼装成蛇形管圈，并应清除表面的鳞锈、油漆和油渍等物，管道的连接一般采用焊接方法，确保接头连接牢固，不得渗水。当用丝扣、法兰等其它连接方式时，需做接头的现场试验。 HDPE 塑料管应满足表 2-4 所列指标要求。表 2-4 塑料水管指标要求项 目单 位指
15、标 管径（内径）mm28 管壁厚度mm2.0 导热系数kJ/（mh） 1.0 拉伸屈服应力MPa 20盖重区拟灌区以上一 个灌区高度不小于 90 天二冷开始前 的闷水测温 值 Tb2冷却到该层灌 区封拱温度： Ta2 拟灌区一个灌区高度不小于 90 天保持该层灌区封拱温度：Ta1 已灌区8纵向尺寸收缩率% 3 破坏内水静压力MPa 2.0 温度：20 时间：1h 环向应力：11.8MPa不破裂 不渗漏 液压试验温度：80 时间：170h 环向应力：3.9MPa不破裂 不渗漏2.3.2 冷却水管布置 除泄水孔口部位及 5#坝段以右岸坡坝段以外的混凝土，当浇筑层厚为1.5m 时，水管间距采用 1.
16、5m1.5m（水平间距垂直间距，下同）；当浇筑层厚为 3.0m 时，固结灌浆高程以下水管间距采用 1.5m1.0m，固结灌浆仓面高程以上 C18035 的标号混凝土水管间距采用 1.5m1.0m 或 1.0m1.5m，C18030 混凝土水管间距为 1.5m1.5m。 泄水孔口部位混凝土浇筑层厚不大于 3.0m。二级配混凝土部位冷却水管间距采用 1.0m1.0m；其他级配混凝土部位，若浇筑层厚为 1.5m，水管间距采用 1.5m1.5m，若浇筑层厚大于 1.5m，水管间距采用 1.0m1.0m，闸墩部位采用 0.8m1.0m。 1#5#坝段固灌高程以下冷却水管间距调整为 0.8m1.5m，固灌高程以上采用 1.01.0m 或 1.20.8m，C18030 区域采用 1.5m1.0m 或1
