CN104131541A - 水工大体积混凝土结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水利水电工程技术领域，特别是一种外形结构尺寸或体积较大的水工大体积混凝土结构。本发明提供一种不需要改变混凝土外形尺寸，施工简便，采用一般性能的材料就可以降低温度裂缝风险的大体积水工混凝土结构。包括混凝土基体，在所述混凝土基体的内部间隔设置有减重空腔，还包括坝基渗漏集水井，所述坝基渗漏集水井设置在减重空腔内，还包括坝基渗漏排水泵房，所述坝基渗漏排水泵房设置在坝基渗漏集水井上方，并且坝基渗漏排水泵房位于减重空腔内。在混凝土基体的内部间隔设置有减重空腔，可以减轻水工混凝土结构的自重，减少混凝土工程量，节省工程成本；增加散热面积，降低大体水工积混凝土结构的温度裂缝风险。

Description

水工大体积混凝土结构
技术领域
本发明涉及水利水电工程技术领域，特别是一种外形结构尺寸或体积较大的水工大体积混凝土结构。
背景技术
水工大体积混凝土是指因布置要求或稳定需要，体积大至需要采取措施防止裂缝的水工混凝土，特别是水电站厂房下部结构，往往因为设备布置和安装、建筑物功能、基础地质原因、建筑物自身稳定安全等需要，其外形结构尺寸或体积较大，且不受其自身的结构强度所控制，此情况下往往需要耗费大量混凝土。并且由于其外形尺寸大的原因，还会存在由混凝土水化热带来的混凝土温度裂缝问题，以及结构自重过大、地基应力超标等问题。
现有技术中，工程师们对水工大体积混凝土的温控防裂技术较为关注，一方面从材料性能和施工控制措施入手，提出了各种温控防裂措施，如设结构缝、分层分块浇筑；使用制冷混凝土、铺冷却水管冷却、保温、保湿；掺用粉煤灰或石粉，使用全级配混凝土等减少混凝土的水泥用量；使用中热或低热水泥降低水化热等；另一方面也注重对大体积混凝土外形尺寸的优化，通过设计合理的混凝土外形尺寸来改善其温度裂缝的问题。
但现有技术中采用高性能的材料的方法，会增加工程成本，尤其对于混凝土结构尺寸很大的建设工程，所带来的成本增加是巨大的；采用施工控制措施的方法对施工要求高，施工工期较长，也会增加施工措施费用；采用优化混凝土外形尺寸的方法，需要改变其外形尺寸，会对与其相邻的其他结构、设施或基础产生影响。
因此现有技术中还没有一种不需要改变混凝土外形尺寸，施工简便，采用一般性能的材料就可以降低温度裂缝风险的水工大体积混凝土结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种不需要改变混凝土外形尺寸，施工简便，采用一般性能的材料就可以降低温度裂缝风险的水工大体积混凝土结构。
为解决上述技术问题，本发明采用的水工大体积混凝土结构，包括混凝土基体，在所述混凝土基体的内部间隔设置有减重空腔，还包括坝基渗漏集水井，所述坝基渗漏集水井设置在减重空腔内，还包括坝基渗漏排水泵房，所述坝基渗漏排水泵房设置在坝基渗漏集水井上方，并且坝基渗漏排水泵房位于减重空腔内。
进一步的是，还包括检修集水井，所述检修集水井设置在减重空腔内，还包括检修排水泵房，所述检修排水泵房，设置在检修集水井上方，并且检修排水泵房位于减重空腔内。
进一步的是，还包括厂内渗漏集水井，所述厂内渗漏集水井设置在减重空腔内，还包括厂内渗漏排水泵房，所述厂内渗漏排水泵房设置在厂内渗漏集水井上方，并且厂内渗漏排水泵房位于减重空腔内。
进一步的是，还包括主变压器，所述主变压器设置在减重空腔内，还包括主变压器事故油池，所述主变压器事故油池设置在主变压器下方，并且主变压器事故油池位于减重空腔内。
进一步的是，所述减重空腔的内表面设置有构造钢筋。
进一步的是，所述减重空腔底部设置有排水管。
进一步的是，所述减重空腔为长方体状，且相邻减重空腔之间的最小间距大于长方体空腔最长棱边长度的1/2.5。
进一步的是，所述减重空腔的顶部设置有预制混凝土板。
进一步的是，所述长方形减重空腔的顶角处设置有倒角。
进一步的是，凝土基体内设置有开放式的减重空腔，所述开放式减重空腔通过进人廊道与混凝土基体的外表面相通，所述开放式减重空腔中设置有进人孔和爬梯。
本发明的有益效果是：在混凝土基体的内部间隔设置有减重空腔，一方面可以减轻整个水工混凝土结构的自重，减少混凝土工程量，节省工程成本；一方面设置的减重空腔增加了水工混凝土结构的散热面积，使混凝土产生的热量可以迅速散开，降低了水工混凝土结构的最高温度，降低了水工大体积混凝土结构温度裂缝风险；另一方面本发明将坝基渗漏集水井、排水泵房、检修集水井、排水泵房、厂内渗漏集水井、排水泵房、主变事故油池等设施，布置在减重空腔中，使得减重空腔在减重降温的同时又可以为以上设施提供放置空间，对减重空腔进行了有效的利用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图1的B-B剖视图；
图中零部件、部位及编号：混凝土基体1、减重空腔2、坝基渗漏排水泵房3、检修排水泵房4、厂内渗漏排水泵房5、坝基渗漏集水井6、检修集水井7、厂内渗漏集水井8、主变压器事故油池9、主变压器10、进人廊道11、进人孔12、爬梯13、排水泵14、连通孔15。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、图2及图3所示，本发明的水工混凝土结构，包括混凝土基体1，其特征在于：在所述混凝土基体1的内部间隔设置有减重空腔2，还包括坝基渗漏集水井6，所述坝基渗漏集水井6设置在减重空腔2内，还包括坝基渗漏排水泵房3，所述坝基渗漏排水泵房3设置在坝基渗漏集水井6下方，并且坝基渗漏排水泵房3位于减重空腔2内。由于混凝土会产生大量的热，因此设置的减重空腔2既减少了混凝土结构整体的发热量，增加了水工混凝土结构的散热面积，使混凝土产生的热量可以迅速散开，降低了水工混凝土结构的最高温度，降低了水工大体积混凝土结构温度裂缝风险，又可节省混凝土工程量，减轻结构自重，降低对其地基承载力的要求。具体实施时应对减重空腔2的尺寸进行控制，在满足结构整体抗浮、抗滑、抗倾、稳定的前提下可适量增加减重空腔2的数量和尺寸。坝基渗漏集水井6直接设置在减重空腔2内，坝基渗漏集水井6用于将坝基各处渗漏的水收集到一起，然后再利用坝基渗漏排水泵房3中的排水设施统一排出。坝基渗漏排水泵房3中设置有排水泵14，排水泵14通过管道与坝基渗漏集水井6连通，排水泵14设置在坝基渗漏集水井6的正上方。
如图1、图2及图3所示，还包括检修集水井7，所述检修集水井7设置在减重空腔2内，还包括检修排水泵14房4，所述检修排水泵房4，设置在检修集水井7上方，并且检修排水泵房4位于减重空腔2内。检修集水井7直接设置在减重空腔2内，检修集水井7用于将检修中需要排除的水收集到一起，然后再利用检修排水泵房4的排水设施统一排出。检修排水泵房4中设置有排水泵14，排水泵14通过管道与检修排水泵房4连通，排水泵14设置在检修排水井的正上方。
如图1、图2及图3所示，还包括厂内渗漏集水井8，所述厂内渗漏集水井8设置在减重空腔2内，还包括厂内渗漏排水泵房5，所述厂内渗漏排水泵房5设置在厂内渗漏集水井8上方，并且厂内渗漏排水泵房5位于减重空腔2内。厂内渗漏集水井8直接设置在减重空腔2内，厂内渗漏集水井8用于将厂房内渗漏的水收集到一起，然后再利用厂内渗漏排水泵房5的排水设施统一排出。厂内渗漏排水泵房5中设置有排水泵14，排水泵14通过管道与厂内渗漏排水泵14房5连通，排水泵14设置在厂内渗漏集水井8的正上方。
如图2及图3所示，还包括主变压器10，主变压器事故油池9，所述主变压器事故油池9设置在主变压器10下方，并且主变压器事故油池9位于减重空腔2内。由于主变压器10在发生事故时着火的油需要及时处理，因此在主变压器10下方设置事故油池，以便在事故发生时及时将着火的油引入主变压器10事故油池9中。如果主变压器10油池尺寸过大，可以将其分割成多个尺寸较小的油池，相邻油池之间用连通孔15连通。
将坝基渗漏集水井6、坝基渗漏排水泵房3、检修集水井7、排水泵房4、厂内渗漏集水井8、厂内渗漏排水泵房5、主变事故油池等设施布置在减重空腔2中，综合利用了水工混凝土结构的内部空间，使得减重空腔2在减重降温的同时又可以为以上设施提供放置空间，对减重空腔2进行了有效的利用。
所述减重空腔2的内表面设置有构造钢筋。在减重空腔2的内表面配置适量构造钢筋可以增加混凝土结构的强度，防止混凝土开裂。
所述减重空腔2底部设置有排水管。由于外水可渗入水工混凝土结构内的减重空腔2中，减重空腔2底部应埋设排水管，将渗水排入渗漏集水井中，再做抽排处理。
所述减重空腔2为长方体状，且相邻减重空腔2之间的最小间距大于长方体最长棱边长度的1/2.5。为了防止水工混凝土结构的整体刚度降低过大，减重空腔2之间保留的混凝土尺寸不宜过小，应大于长方体减重空腔2最长棱边长度的1/2.5。由于长方体棱边包括长、宽、高三种，因此应取三种棱边中长度最长的棱边作为参考。
所述减重空腔2的顶部设置有预制混凝土板。为便于施工和免于拆模，空腔的顶部一般采用预制混凝土板作为上部混凝土浇筑的底模板，并作为永久结构的一部分，预制的混凝土上表面需进行凿毛处理等以使新老混凝土良好结合；预制混凝土板应能承受上部液态混凝土的重量及其他施工荷载，满足强度要求，配置的钢筋面积不应低于其作为永久结构所需要的钢筋面积。
所述长方形减重空腔2的顶角处设置有倒角。所设减重空腔2的每个顶角部均宜进行倒角处理，防止应力集中产生裂缝，倒角的尺寸可为0.5m左右。
如图2所示，混凝土基体1内设置有开放式的减重空腔2，所述开放式空腔通过进人廊道11与混凝土基体1的外表面相通，所述开放式空腔中设置有进人孔12和爬梯13。前述开放的减重空腔2是指空腔内部与混凝土基体外表面相通的减重空腔2。对于布置有坝基渗漏集水井6、检修集水井7、厂内渗漏集水井8的减重空腔2可以设置成开放式的减重空腔2。工作人员可通过进人廊道11、进人孔12和爬梯13从水工混凝土结构的外部进入到坝基渗漏集水井6、检修集水井7或者厂内渗漏集水井8的内部，以便对其中的设施进行检修。
在具体应用时，单个空腔尺寸4.5m×5.0m×6.0m计，可节省混凝土135m3，增加钢筋5.88t；混凝土单价按400元/m3计，钢筋单价按4000元/m3计，每个空腔可取得经济效益30460元，非因工程设备设施布置需要而设置的空腔共26个，可取得直接经济效益79.2万元。

Claims (10)

1.水工大体积混凝土结构，包括混凝土基体(1)，其特征在于：在所述混凝土基体(1)的内部间隔设置有减重空腔，还包括坝基渗漏集水井(6)，所述坝基渗漏集水井(6)设置在减重空腔内，还包括坝基渗漏排水泵房(3)，所述坝基渗漏排水泵房(3)设置在坝基渗漏集水井(6)上方，并且坝基渗漏排水泵房(3)位于减重空腔内。
2.如权利要求1所述的水工混凝土结构，其特征在于：还包括检修集水井(7)，所述检修集水井(7)设置在减重空腔(2)内，还包括检修排水泵房(4)，所述检修排水泵房(4)，设置在检修集水井(7)上方，并且检修排水泵房(4)位于减重空腔(2)内。
3.如权利要求1所述的水工混凝土结构，其特征在于：还包括厂内渗漏集水井(8)，所述厂内渗漏集水井(8)设置在减重空腔(2)内，还包括厂内渗漏排水泵房(5)，所述厂内渗漏排水泵房(5)设置在厂内渗漏集水井(8)上方，并且厂内渗漏排水泵房(5)位于减重空腔(2)内。
4.如权利要求1所述的水工混凝土结构，其特征在于：还包括主变压器(10)，主变压器事故油池(9)，所述主变压器事故油池(9)设置在主变压器(10)下方，并且主变压器事故油池(9)位于减重空腔(2)内。
5.如权利要求1所述的水工混凝土结构，其特征在于：所述减重空腔(2)的内表面设置有构造钢筋。
6.如权利要求1所述的水工混凝土结构，其特征在于：所述减重空腔(2)底部设置有排水管。
7.如权利要求1所述的水工混凝土结构，其特征在于：所述减重空腔(2)为长方体状，且相邻减重空腔(2)之间的最小间距大于长方体空腔最长棱边长度的1/2.5。
8.如权利要求1所述的水工混凝土结构，其特征在于：所述减重空腔(2)的顶部设置有预制混凝土板。
9.如权利要求1所述的水工混凝土结构，其特征在于：所述长方形减重空腔(2)的顶角处设置有倒角。
10.如权利要求1所述的水工混凝土结构，其特征在于：混凝土基体(1)内设置有开放式的减重空腔(2)，所述开放式减重空腔(2)通过进人廊道(11)与混凝土基体(1)的外表面相通，所述开放式减重空腔(2)中设置有进人孔(12)和爬梯(13)。
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