高强度聚乙烯管在大朝山碾压混凝土围堰中的应用自贡

高强度聚乙烯管在大朝山碾压混凝土围堰中的应用

高强度聚乙烯管在大朝山碾压混凝土围堰中的应用 2011年12月09日 来源： 1　工程概况　　大朝山水电站位于云南省云县和景东县交界处澜沧江中游河段上，年平均气温20.2℃，极端最高最低温度分别为40.4℃和0.5℃，月平均水温23.0℃，月平均最低水温10.8℃。　　大朝山水电站施工导流采用河床围堰断流，隧洞导流，枯水期基坑施工，汛期基抗过水的导流方式。施工基坑下游为土石过水围堰；上游采用混凝土双曲拱过水围堰。上游围堰堰顶长193 m，最大堰高48.5 m，堰底高程802 m，碾压混凝土骨料采用玄武岩轧制的人工砂石料，胶凝材料为滇普525号水泥，混凝土设计标号为C20(90 d)，混凝土内部温度控制见表1。表1　拱围堰温度控制高程／m允许浇筑温度／℃堰体内最高温度控制／℃8131634.08171634.68221635.08271836.08371836.18471836.4　　 为了解混凝土内部水化热温升的发展规律，该工程在813、817、827、837、847 m高程设计埋设了一些温度计，用以观测碾压混凝土内部温度，每层仪器的布置图见图1和图2。(1995～1996年三峡工程纵向碾压混凝土围堰施工中，国内首次采用埋设钢管通水冷却，效果很好。埋设的冷却水管直径为φ25.4 mm，水平 距离1.5～2.0 m，垂直间距1.8～2.4 m，单支水管长度小于250 m。) 图1　837 m高程平面温度计布置图2　837 m高程温度计布置 B-B剖面2　水管的材料及布置　　由于冷却水管的降温效果主要取决于混凝土的导热系数和冷却水与临界混凝土的温差，我们在837 m高程的T24仪器周围铺设了由四川攀枝花市第一塑料厂生产的高强度聚乙烯冷却水管，管外径为φ32 mm，内径为φ28 mm，热传导系数较大，接近于混凝土的导热系数，拉伸屈服应力≥20 MPa，纵向回缩率≤3%，液压环向应力在20℃，1 h承受11.8 MPa应力作用下不渗漏。这次主要在碾压混凝土拱围堰0.3 m厚铺层，平仓机、振动碾机械化施工条件下使用，经冷却水管的损伤试验、通水试验及温度测量冷却试验，在管总长度为60 m，温控面积为120 m2时效果良好。3　试验效果及分析　　(1)水化热温升与冷却效果。根据图1温度观测仪器布置图，我们主要采用T22、T23的观测成果与T24相比较，以观测冷却水管的冷却效果，有关数据及观测成果见表2、3。表2　混凝土有关数据仪器编号位　　置入仓温度Tp／℃最高温度Tp+Tr／℃最高温度出现日期水化热温升Tr／℃T24(冷)B-B，堰中心线17.530.41998.05.0412.9T23D-D，堰中心线17.535.31998.05.0417.8T21C-C距上游堰面0.5 m17.534.41998.05.0416.9T22C-C，堰中心线17.530.11998.05.0412.6　注：仪器埋设日期为1998-04-15；使用水泥品种为滇西525号 表3　各仪器混凝土内部温度观测成果　　℃日　期T24T23T22T21混凝土温度气温出水温度进水温度1998.04.1620.026.020.019.521.321.022.01998.04.1724.126.520.519.525.624.626.21998.04.1826.628.018.817.828.326.928.61998.04.1927.821.020.519.529.728.229.31998.04.2229.219.819.419.231.930.529.31998.04.2529.820.620.219.033.131.929.01998.05.0530.422.020.218.935.334.430.1　　对于大体积混凝土在施工期间，其混凝土最高温度与入仓温度成正比，其关系式为：Tmax≈Tr+Tp式中，Tp为入仓温度；Tr为大坝水泥水化热温升。　　计入仓面层面散热的影响，T22、T23的混凝土最高温度为35.3℃，水化热温升为17.8℃。而安装了冷却水管后，T24的最高温度为30.4℃，水化热温升为12.9℃，比另两支仪器水化热温升降低5℃。该高程(无冷却水管)的平均水化热温升为17.4℃，故冷却效果为4～5℃，降温系数为12.9／17.4＝0.741。(三峡工程纵向碾压混凝土围堰上一层浇筑3 d后，冷却水管开始通水，通水流量为18 L／min，通水时间25～30 d，可降低混凝土最高温升3℃左右。)　　(2)从温度过程线分析。T21埋设在距上游堰面0.5 m处，最高温度明显低于混凝土内部中心温度4～5℃，混凝土建筑物的边界条件对混凝土的内部温度影响较大。　　冷却水管的埋设对混凝土温度有明显的影响。虽然水管内为常温水，温度较高，但冷却效果却较为明显，比T23、T22低4～5℃，冷却水管内进水口与出水口的温度平均相差0.9℃。　　(3)埋管固定。碾压混凝土内部采用高强度聚乙烯管作为冷却水管，用φ12～16 mm制作的“U”形钢筋对其进行固定，在混凝土运输车辆及碾压车等的重压下，经通水检验，冷却水管流水畅通，效果较好，能满足施工要求。而整个施工过程简捷方便，无需接头及弯管，60 m铺管时间仅花费30 m

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