CN113886926A - 高压水道引水岔管温控防裂方法 - Google Patents

高压水道引水岔管温控防裂方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高压水道引水岔管温控防裂方法，它包括如下内容：A、分段浇筑，每段浇筑的高压水道引水岔管的长度为10米±2米；B、在引水岔管洞壁厚度1/2处铺设冷却水管，冷却水管间距为0.5mX1m或者0.5mX0.5m；C、严格控制混凝土浇筑温度；D、严格监控混凝土内部温度，采取动态调控的通水冷却方式进行水冷。本发明可有效地防止引水岔管混凝土洞壁开裂。

Description

高压水道引水岔管温控防裂方法
技术领域
本发明涉及一种温控防裂方法，具体地说，涉及一种针对高压水道引水岔管的温控防裂方法。
背景技术
我国地域辽阔、江河湖泊众多，水利资源丰富，为充分利用这些水利资源，在我们南方修建有许多抽水蓄能电站。对于一座中型以上的抽水蓄电站来说，其主体建筑一般包括混凝土大坝、输水系统、地下厂房、厂房蜗壳等。对于抽水蓄能电站的输水系统来说，其主要包括高压水道即输水隧道，输水隧道又包括高压水道下平洞、引水岔管、引水支管和尾水支管，除引水支管、尾水支管采用埋藏式压力钢管衬砌外，其余水道均采用钢筋混凝土衬砌浇筑而成。
如图1-图4所示，构成输水隧道的引水岔管1是一外径不变、内径渐变的管道，通常，其内径2由大逐渐变小。由于其外径3不变，内径逐渐变小，所以，构成输水隧道的引水岔管的洞壁厚度是变化的，由薄逐渐变厚，最薄处的厚度为1米左右，最厚处的厚度为2米左右。
由于构成输水隧道的引水岔管的洞壁厚度薄厚不均，在混凝土浇筑时，不同位置处混凝土用量不同，混凝土内部温度变化不同，混凝土绝热温升不同，如对混凝土浇筑的引水岔管养护不当，其混凝土洞壁极易开裂，从而影响电站整体工程质量和安全。
发明内容
鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种针对高压水道引水岔管的温控防裂方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高压水道引水岔管温控防裂方法，它包括如下内容：
A、分段浇筑，每段浇筑的高压水道引水岔管的长度为10米±2米。
B、在引水岔管洞壁厚度1/2处铺设冷却水管，冷却水管间距为0.5mX1m或者0.5mX0.5m；水管内径为28.00mm。
C、严格控制混凝土浇筑温度，混凝土浇筑温度按下式考虑：
Tp＝T1+Δθ+(Ta-Δθ-T1)(φ1+φ2) (1)
式中：Tp是混凝土浇筑温度；T1是混凝土入仓温度；Ta是环境温度；Δθ是混凝土水化反应引起的温度升高；φ1是平仓作用影响系数；φ2是坯层间歇影响系数；
平仓作用影响系数φ1按下式计算：
φ1＝kt+φ' (2)
式中：t是混凝土入仓后到平仓前所经历的时间，以分钟计；k是经验系数，建议根据实测资料确定，缺乏资料时小型人工振捣工程k＝0.003(1℃/min)；大型机械化振捣工程k＝0.0005(1℃/min)，也可按照式(3)计算：
Figure BDA0003303754780000021
式中：
Figure BDA0003303754780000022
是混凝土导热系数(单位：kJ/m·d·℃)和混凝土表面放热系数(单位是kJ/m2·d·℃)的比值，建议取值为500；λ是混凝土导热系数(单位：kJ/m·d·℃)；c是比热，0.6～1.2，超过上下限范围的按上下限范围考虑，单位：kJ/(kg/m3)；φ'是混凝土振捣所带来的温度回升，取值在0.012到0.018之间。
坯层间歇影响系数φ2按下式计算：
Figure BDA0003303754780000023
式中：
Figure BDA0003303754780000024
是混凝土导热系数(单位：kJ/m·d·℃)和表面放热系数(单位：kJ/m2·d·℃)的比值，取值范围为
Figure BDA0003303754780000025
超过上下限范围的按上下限考虑，如仓面不覆盖保温材料，表面放热系数取值700kJ/m2·d·℃，如覆盖保温材料取值为350kJ/m2·d·℃；c是比热，取值范围为0.6～1.2，超过上下限范围的按上下限范围考虑，单位：kJ/(kg/m3)；Δτ是平仓结束至坯层再次被覆盖的时间，单位：小时。
D、采取动态调控的通水冷却方式进行水冷，即：
在浇筑后的第1天～第3天，通水冷却的水温为20℃，水流量2.0m3/h；在浇筑后的第4天～第10天，通水冷却的水温为28℃，水流量1.2m3/h；并且，在通水冷却的过程中，每日监测混凝土内部实际温度，当混凝土内部温度降低超过2℃/日时，立即停止通水冷却；当混凝土表面温度达到30℃时，立即停止通水冷却。
优选地，所述混凝土浇筑温度≤24℃。
在本发明较佳实施例中，如遇9月份以后高压水道引水岔管施工期尚未结束的情况时，在施工早期增加表面喷淋/洒水降温措施。
在本发明较佳实施例中，如遇施工期环境温度较高时，可在施工早期，在通水冷却的同时，在引水岔管的表面喷淋/洒水降温。
本发明的优点：针对高压水道引水岔管混凝土，采用动态调控的通水冷却方式进行水冷，前期通水水温低，流量大，降低混凝土内部最高温度，后期通水水温高，流量小，降低混凝土降温速率，达到温控防裂效果。
附图说明
图1是高压水道引水岔管立体结构示意图；
图2是高压水道引水岔管剖面位置示意图；
图3A是高压水道引水岔管1-1剖面图；
图3B是高压水道引水岔管2-2剖面图；
图3C是高压水道引水岔管3-3剖面图；
图4A是高压水道引水岔管典型点T1和T2在1-1剖面上的位置图；
图4B是高压水道引水岔管典型点T1在2-2剖面上的位置图；
图4C是高压水道引水岔管典型点T2在3-3剖面上的位置图；
图5是仿真计算时高压水道引水岔管网格图；
图6是本发明第一组仿真试验gk1下引水岔管典型点T1温度过程线；
图7A是本发明第一组仿真试验gk1下引水岔管典型点T1顺河向应力过程线；
图7B是本发明第一组仿真试验gk1下引水岔管典型点T1横河向应力过程线；
图8是本发明第一组仿真试验gk1下引水岔管典型点T2温度过程线；
图9A是本发明第一组仿真试验gk1下引水岔管典型点T2顺河向应力过程线；
图9B是本发明第一组仿真试验gk1下引水岔管典型点T2横河向应力过程线；
图10A是本发明第一组仿真试验gk1引水岔管1-1剖面温度包络图；
图10B是本发明第一组仿真试验gk1引水岔管2-2剖面温度包络图；
图10C是本发明第一组仿真试验gk1引水岔管3-3剖面温度包络图；
图11A是本发明第一组仿真试验gk1引水岔管1-1剖面顺河向应力包络图；
图11B是本发明第一组仿真试验gk1引水岔管2-2剖面横河向应力包络图；
图11C是本发明第一组仿真试验gk1引水岔管2-2剖面顺河向应力包络图；
图11D是本发明第一组仿真试验gk1引水岔管3-3剖面横河向应力包络图；
图11E是本发明第一组仿真试验gk1引水岔管3-3剖面顺河向应力包络图；
图12是本发明第二组仿真试验不同浇筑温度措施下引水岔管典型点T1温度过程线；
图13A是本发明第二组仿真试验不同浇筑温度措施下引水岔管典型点T1顺河向应力过程线；
图13B是本发明第二组仿真试验不同浇筑温度措施下引水岔管典型点T1横河向应力过程线；
图14是本发明第二组仿真试验不同浇筑温度措施下引水岔管典型点T2温度过程线；
图15A是本发明第二组仿真试验不同浇筑温度措施下引水岔管典型点T2顺河向应力过程线；
图15B是本发明第二组仿真试验不同浇筑温度措施下引水岔管典型点T2横河向应力过程线；
图16A是本发明第二组仿真试验浇筑温度24℃引水岔管1-1剖面温度包络图；
图16B是本发明第二组仿真试验浇筑温度24℃引水岔管2-2剖面温度包络图；
图16C是本发明第二组仿真试验浇筑温度24℃引水岔管3-3剖面温度包络图；
图17A是本发明第二组仿真试验浇筑温度24℃引水岔管1-1剖面顺河向应力包络图；
图17B是本发明第二组仿真试验浇筑温度24℃引水岔管2-2剖面横河向应力包络图；
图17C是本发明第二组仿真试验浇筑温度24℃引水岔管2-2剖面顺河向应力包络图；
图17D是本发明第二组仿真试验浇筑温度24℃引水岔管3-3剖面横河向应力包络图；
图17E是本发明第二组仿真试验浇筑温度24℃引水岔管3-3剖面顺河向应力包络图；
图18A是本发明第二组仿真试验浇筑温度26℃引水岔管1-1剖面温度包络图；
图18B是本发明第二组仿真试验浇筑温度26℃引水岔管2-2剖面温度包络图；
图18C是本发明第二组仿真试验浇筑温度26℃引水岔管3-3剖面温度包络图；
图19A是本发明第二组仿真试验浇筑温度26℃引水岔管1-1剖面顺河向应力包络图；
图19B是本发明第二组仿真试验浇筑温度26℃引水岔管2-2剖面横河向应力包络图；
图19C是本发明第二组仿真试验浇筑温度26℃引水岔管2-2剖面顺河向应力包络图；
图19D是本发明第二组仿真试验浇筑温度26℃引水岔管3-3剖面横河向应力包络图；
图19E是本发明第二组仿真试验浇筑温度26℃引水岔管3-3剖面顺河向应力包络图；
图20是本发明第三组仿真试验浇筑温度24℃有无冷却水管时引水岔管典型点T1温度过程线；
图21A是本发明第三组仿真试验浇筑温度24℃有无冷却水管时引水岔管典型点T1顺河向应力过程线；
图21B是本发明第三组仿真试验浇筑温度24℃有无冷却水管时引水岔管典型点T1横河向应力过程线；
图22是本发明第三组仿真试验浇筑温度24℃有无冷却水管时引水岔管典型点T2温度过程线；
图23A是本发明第三组仿真试验浇筑温度24℃有无冷却水管时引水岔管典型点T2顺河向应力过程线；
图23B是本发明第三组仿真试验浇筑温度24℃有无冷却水管时引水岔管典型点T2横河向应力过程线；
图24是本发明第三组仿真试验浇筑温度26℃有无冷却水管时引水岔管典型点T1温度过程线；
图25A是本发明第三组仿真试验浇筑温度26℃有无冷却水管时引水岔管典型点T1顺河向应力过程线；
图25B是本发明第三组仿真试验浇筑温度26℃有无冷却水管时引水岔管典型点T1横河向应力过程线；
图26是本发明第三组仿真试验浇筑温度26℃有无冷却水管时引水岔管典型点T2温度过程线；
图27A是本发明第三组仿真试验浇筑温度26℃有无冷却水管时引水岔管典型点T2顺河向应力过程线；
图27B是本发明第三组仿真试验浇筑温度26℃有无冷却水管时引水岔管典型点T2横河向应力过程线；
图28A是本发明第三组仿真试验无冷却水管浇筑温度24℃引水岔管1-1不同剖面温度包络图；
图28B是本发明第三组仿真试验无冷却水管浇筑温度24℃引水岔管2-2不同剖面温度包络图；
图28C是本发明第三组仿真试验无冷却水管浇筑温度24℃引水岔管3-3不同剖面温度包络图；
图29A是本发明第三组仿真试验无冷却水管浇筑温度24℃引水岔管1-1剖面顺河向应力包络图；
图29B是本发明第三组仿真试验无冷却水管浇筑温度24℃引水岔管2-2剖面横河向应力包络图；
图29C是本发明第三组仿真试验无冷却水管浇筑温度24℃引水岔管2-2剖面顺河向应力包络图；
图29D是本发明第三组仿真试验无冷却水管浇筑温度24℃引水岔管3-3剖面横河向应力包络图；
图29E是本发明第三组仿真试验无冷却水管浇筑温度24℃引水岔管3-3剖面顺河向应力包络图；
图30A是本发明第三组仿真试验无冷却水管浇筑温度26℃引水岔管1-1剖面温度包络图；
图30B是本发明第三组仿真试验无冷却水管浇筑温度26℃引水岔管2-2剖面温度包络图；
图30C是本发明第三组仿真试验无冷却水管浇筑温度26℃引水岔管3-3剖面温度包络图；
图31A是本发明第三组仿真试验无冷却水管浇筑温度26℃引水岔管1-1剖面顺河向应力包络图；
图31B是本发明第三组仿真试验无冷却水管浇筑温度26℃引水岔管2-2剖面横河向应力包络图；
图31C是本发明第三组仿真试验无冷却水管浇筑温度26℃引水岔管2-2剖面顺河向应力包络图；
图31D是本发明第三组仿真试验无冷却水管浇筑温度26℃引水岔管3-3剖面横河向应力包络图；
图31E是本发明第三组仿真试验无冷却水管浇筑温度26℃引水岔管3-3剖面顺河向应力包络图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的结构及特征进行详细说明。需要说明的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改，因此，说明书中公开的实施例不应该视为对本发明的限制，而仅是作为实施例的范例，其目的是使本发明的特征显而易见。
由于输水隧道高压水道引水岔管的内径由大逐渐变小，引水岔管的洞壁厚度由薄逐渐变厚，在混凝土浇筑时，不同位置处混凝土用量不同，混凝土内部温度变化不同，故，本发明针对引水岔管的结构特点，提出一种针对高压水道引水岔管的温控防裂方法，即：
A、分段浇筑，每段浇筑的高压水道引水岔管的长度为10米±2米。
由于混凝土结构浇筑长度越长，导致混凝土出现缺陷的概率越大，故，本发明控制每段高压水道引水岔管的浇筑长度，其目的是：从结构角度，降低混凝土约束度。
B、在引水岔管洞壁厚度1/2处铺设冷却水管，冷却水管间距为0.5mX1m或者0.5mX0.5m；水管内径为28.00mm。
C、严格控制混凝土浇筑温度，混凝土浇筑温度按下式考虑：
Tp＝T1+Δθ+(Ta-Δθ-T1)(φ1+φ2) (1)
式中：Tp是混凝土浇筑温度；T1是混凝土入仓温度；Ta是环境温度；Δθ是混凝土水化反应引起的温度升高；φ1是平仓作用影响系数；φ2是坯层间歇影响系数；
平仓作用影响系数φ1按下式计算：
φ1＝kt+φ' (2)
式中：t是混凝土入仓后到平仓前所经历的时间，以分钟计；k是经验系数，建议根据实测资料确定，缺乏资料时小型人工振捣工程k＝0.003(1℃/min)；大型机械化振捣工程k＝0.0005(1℃/min)，也可按照式(3)计算：
Figure BDA0003303754780000071
式中：
Figure BDA0003303754780000072
是混凝土导热系数(单位：kJ/m·d·℃)和表面放热系数(单位是kJ/m2·d·℃)的比值，建议取值为500；λ是混凝土导热系数(单位：kJ/m·d·℃)；c是比热，0.6～1.2，超过上下限范围的按上下限范围考虑，单位：kJ/(kg/m3)；φ'是振捣所带来的温度回升，取值在0.012到0.018之间。
坯层间歇影响系数φ2按下式计算：
Figure BDA0003303754780000073
式中：
Figure BDA0003303754780000074
是混凝土导热系数(单位：kJ/m·d·℃)和表面放热系数(单位：kJ/m2·d·℃)的比值，取值范围为
Figure BDA0003303754780000075
超过上下限范围的按上下限考虑，如仓面不覆盖保温材料，表面放热系数取值700kJ/m2·d·℃，如覆盖保温材料取值为350kJ/m2·d·℃；c是比热，取值范围为0.6～1.2，超过上下限范围的按上下限范围考虑，单位：kJ/(kg/m3)；Δτ是平仓结束至坯层再次被覆盖的时间，单位：小时。
经大量的计算机仿真计算发现，混凝土浇筑温度最好不超过24℃。
D、采取动态调控的通水冷却方式进行水冷。
在浇筑后的第1天～第3天，通水冷却的水温为20℃，水流量2.0m3/h；在浇筑后的第4天～第10天，通水冷却的水温为28℃，水流量1.2m3/h；并且，在通水冷却的过程中，每日监测混凝土内部实际温度，当混凝土内部温度降低超过2℃/日时，立即停止通水冷却；当混凝土表面温度达到30℃时，立即停止通水冷却。
如遇9月份以后高压水道引水岔管施工期尚未结束的情况时，在施工早期增加表面喷淋/洒水降温措施，其目的是降低引水岔管混凝土表面温度。如遇施工期环境温度较高时，可在施工早期，通常自开始浇筑混凝土起计算10天内，在通水冷却的同时，在引水岔管的表面喷淋/洒水降温。
总之，由于引水岔管的洞壁较薄，为防止浇筑的混凝土内部温度剧降，产生裂缝，本发明防裂的思路：采取动态内部水冷降温和早期辅助降温的方法，防止引水岔道混凝土洞壁开裂。
为进一步验证本发明提供的高压水道引水岔管温控防裂方法的可行性，本发明通过计算机仿真进行了如下验证。
1、通过计算机仿真软件(例如中国水利水电科学研究院开发的SAPTIS仿真软件)建立高压水道引水岔管模型，并划分网格，如图5所示。
在本发明仿真试验中，通过仿真软件建立的高压水道引水岔管模型总长度16.0m，分两段，一段为10.0m长，一段为6.0m长，衬砌厚度由1.5m渐变到2.25m，共剖分单元21692个，结点总数24494个。图中横水流方向为X方向，顺水流方向为Y方向，竖直往上为Z方向。
2、取前段中间点T1和后段中间点T2(如图4A-图4C所示)作为混凝土内部温度和应力的大小随时间变化规律的观察点。
3、输入引水岔管温度场计算边界约束条件；
在该仿真试验中，温度场计算边界条件包括：基岩四周、底面和顶面均为绝热边界，其它面为热量交换边界。洞内气温取28℃恒温。
在该仿真试验中，应力场计算边界条件：基岩左右两侧、顶面和底面均为三向约束，其余面为法向约束。
4、按照本发明提供的温控防裂方法，输入冷却水管布置信息，混凝土浇筑温度信息，通水信息，混凝土表面散热后信息；仿真计算不同工况采取温控措施的情况下，引水岔管典型点T1和T2温度安全系数、温度和应力大小随时时间的变化情况。
计算工况见表1：
表1高压水道引水岔管混凝土计算工况表
Figure BDA0003303754780000081
Figure BDA0003303754780000091
第一组仿真试验：工况1(简称gk1)引水岔管分段浇筑长度对温控防裂的影响分析
表2高压水道引水岔管工况gk1下最小安全系数计算结果
Figure BDA0003303754780000092
注：安全系数是按最大应力对应龄期劈拉强度考虑的安全系数。
表2为工况1(gk1)下高压水管引水岔管典型点T1和T2处最高温度、最大应力以及劈拉强度安全系数；图6～图9B为引水岔管典型点T1和T2的温度和应力过程线；图10A～图11E为引水岔管不同剖面温度和应力包络图。
从表2和图6-图11E可以看出：
1)在通水冷却温控措施条件下，分段长度为10m、衬砌厚度由1.5m过渡到2.0m的引水岔管混凝土，长度中间混凝土内部最高温度为47.87℃，长度方向和厚度方向最大拉应力分别为1.35MPa、1.52MPa，安全系数分别为2.14和2.00。
2)在通水冷却温控措施条件下，分段长度为6m、衬砌厚度由2.0m过渡到2.25m的引水岔管混凝土，长度中间混凝土内部最高温度为48.75℃，长度方向和厚度方向最大拉应力分别为1.19MPa、1.78MPa，安全系数分别为2.94和1.99。
典型点T2长度方向的安全系数大于典型点T1，分段长度缩短对引水岔管的防裂效果明显。
第二组仿真试验：工况1-工况3(简称gk1-gk3)浇筑温度敏感性分析
研究有无冷却水管对引水岔管混凝土温度应力的影响。
表3引水岔管浇筑温度敏感性分析计算结果
Figure BDA0003303754780000093
注：安全系数是按最大应力对应龄期劈拉强度考虑的安全系数。
表3为不同浇筑温度时引水岔管混凝土典型点温度应力结果。图12～图15B为浇筑温度为22℃、24℃、26℃下引水岔管典型点温度及顺河向应力过程线。图10A～图11E和图16A～图19E为浇筑温度为22℃、24℃、26℃下引水岔管不同剖面温度和应力包络图。
从表3和图12～图15B、图10A～图11E和图16A～图19E可以看出：
1)在通水冷却温控措施条件下，对于分段长度为10m、衬砌厚度由1.5m过渡到2.0m的引水岔管来说，浇筑温度分别为22℃、24℃、26℃时，浇筑温度每提高2℃，长度方向混凝土内部最高温度增加约1.7℃，长度方向最大应力相应增加约0.14MPa，安全系数分别为2.14、1.88和1.69；厚度方向最大应力相应增加约0.15MPa，安全系数分别为2.00、1.75和1.56。
2)在通水冷却温控措施条件下，对于分段长度为6m、衬砌厚度由2.0m过渡到2.25m的引水岔管来说，浇筑温度分别为22℃、24℃、26℃时，浇筑温度每提高2℃，长度方向混凝土内部最高温度增加约1.7℃，长度方向最大应力相应增加约0.11MPa，安全系数分别为2.94、2.55和2.34；厚度方向最大应力相应增加约0.18MPa，安全系数分别为1.99、1.81和1.65。
第三组仿真试验：工况2-工况5(简称gk2-gk5)有无冷却水管敏感性分析
研究有无冷却水管对引水岔管混凝土温度应力的影响。
表4引水岔管有无冷却水管敏感性分析计算结果
Figure BDA0003303754780000101
表4为有/无冷却水管浇筑温度为24℃、26℃时引水岔管典型点T1和T2温度应力结果。图20～图27B为有/无冷却水管浇筑温度为24℃、26℃时典型点T1和T2温度及顺河向应力过程线。图28A～图29E为有/无冷却水管浇筑温度为24℃时引水岔管各剖面温度和应力包络图；
图30A～图31E为有/无冷却水管浇筑温度为26℃时引水岔管各剖面温度和应力包络图.
从表4和图16A-图16C、图28A-图28C、图17A-图17E、图29A-图29E以及图18A-图18C、图30A-图30C、图19A-图19E、图31A-图31E可以看出：
1)当浇筑温度为24℃时，不埋设冷却水管，衬砌厚度由1.5m过渡到2.0m的引水岔管(分段长度10m)混凝土，长度方向内部最高温度达到53.44℃，较有冷却水管措施下高了3.86℃(53.44-49.58)，长度方向和厚度方向最大应力分别为2.36Mpa和2.61Mpa，最小安全系数分别为1.45和1.31；衬砌厚度由2.0m过渡到2.25m的引水岔管(分段长度6m)混凝土，长度方向内部最高温度达到56.06℃，较有冷却水管措施下高了5.77℃(56.06-50.29)，长度方向和厚度方向最大应力分别为2.04Mpa和3.08Mpa，最小安全系数分别为1.75和1.19。
而，当浇筑温度为24℃时，埋设冷却水管，衬砌厚度由1.5m过渡到2.0m的引水岔管(分段长度10m)混凝土，长度方向内部最高温度为49.58℃，长度方向和厚度方向最大应力分别为1.49Mpa和1.68Mpa，最小安全系数分别为1.88和1.75；衬砌厚度由2.0m过渡到2.25m的引水岔管(分段长度6m)混凝土，长度方向内部最高温度达到50.29℃，长度方向和厚度方向最大应力分别为1.29Mpa和1.96Mpa，最小安全系数分别为2.55和1.81，最小安全系数明显提高！
2)当浇筑温度为26℃时，不埋设冷却水管，衬砌厚度由1.5m过渡到2.0m的引水岔管(分段长度10m)混凝土，长度方向内部最高温度达到55.20℃，较有冷却水管措施下高了3.91℃(55.20-51.29)，长度方向和厚度方向最大应力分别为2.56Mpa和2.83Mpa，最小安全系数分别为1.34和1.21；衬砌厚度由2.0m过渡到2.25m的引水岔管(分段长度6m)混凝土，长度方向内部最高温度达到57.81℃，较有冷却水管措施下高了5.76℃(57.81-52.05)，长度方向和厚度方向最大应力分别为2.19Mpa和3.33Mpa，最小安全系数分别为1.63和1.10。
而，当浇筑温度为26℃时，埋设冷却水管，衬砌厚度由1.5m过渡到2.0m的引水岔管(分段长度10m)混凝土，长度方向内部最高温度达到51.29℃，长度方向和厚度方向最大应力分别为1.63Mpa和1.84Mpa，最小安全系数分别为1.69和1.56；衬砌厚度由2.0m过渡到2.25m的引水岔管(分段长度6m)混凝土，长度方向内部最高温度达到52.05℃，长度方向和厚度方向最大应力分别为1.40Mpa和2.14Mpa，最小安全系数分别为2.34和1.65，最小安全系数明显提高！
总之，无温控措施时，浇筑温度24℃，最小安全系数为1.19-1.31，浇筑温度26℃，最小安全系数1.10-1.21；有温控措施时，浇筑温度24℃，最小安全系数为1.75-1.81，浇筑温度26℃，
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种高压水道引水岔管温控防裂方法，其特征在于：它包括如下内容：
A、分段浇筑，每段浇筑的高压水道引水岔管的长度为10米±2米；
B、在引水岔管洞壁厚度1/2处铺设冷却水管，冷却水管间距为水平间距0.5mX垂直间距1.0m或者水平间距0.5mX垂直间距0.5m，水管内径为28.00mm；
C、严格控制混凝土浇筑温度，混凝土浇筑温度按下式计算：
Tp＝T1+Δθ+(Ta-Δθ-T1)(φ1+φ2) (1)
式中：Tp是混凝土浇筑温度；T1是混凝土入仓温度；Ta是环境温度；Δθ是混凝土水化反应引起的温度升高；φ1是平仓作用影响系数；φ2是坯层间歇影响系数；
平仓作用影响系数φ1按下式计算：
φ1＝kt+φ' (2)
式中：t是混凝土入仓后到平仓前所经历的时间，以分钟计；k是经验系数，根据实测资料确定，缺乏资料时小型人工振捣工程k＝0.003；大型机械化振捣工程k＝0.0005，或按照式(3)计算：
Figure FDA0003303754770000011
式中：
Figure FDA0003303754770000012
是混凝土导热系数和混凝土表面放热系数的比值；λ是混凝土导热系数；c是比热，取值范围0.6～1.2，超过上下限范围的按上下限范围考虑；φ'是混凝土振捣所带来的温度回升，取值在0.012到0.018之间；
坯层间歇影响系数φ2按下式计算：
Figure FDA0003303754770000013
式中：
Figure FDA0003303754770000014
是混凝土导热系数和混凝土表面放热系数的比值，取值范围为
Figure FDA0003303754770000015
超过上下限范围的按上下限考虑，如仓面不覆盖保温材料，表面放热系数取值700kJ/m2·d·℃，如覆盖保温材料取值为350kJ/m2·d·℃；c是比热，取值范围为0.6-1.2，超过上下限范围的按上下限范围考虑；Δτ是平仓结束至坯层再次被覆盖的时间；
D、采取动态调控的通水冷却方式进行水冷，即：
在浇筑后的第1天-第3天，通水冷却的水温为20℃，水流量2.0m3/h；在浇筑后的第4天-第10天，通水冷却的水温为28℃，水流量1.2m3/h；并且，在通水冷却的过程中，每日监测混凝土内部实际温度，当混凝土内部温度降低超过2℃/日时，立即停止通水冷却；当混凝土表面达温度到30℃时，立即停止通水冷却。
2.根据权利要求1所述的高压水道引水岔管温控防裂方法，其特征在于：所述混凝土浇筑温度≤24℃。
3.根据权利要求1或2所述的高压水道引水岔管温控防裂方法，其特征在于：如遇9月份以后高压水道引水岔管施工期尚未结束的情况时，在施工早期增加表面喷淋/洒水降温措施。
4.根据权利要求1或2所述的高压水道引水岔管温控防裂方法，其特征在于：如遇施工期环境温度较高时，可在施工早期，在通水冷却的同时，在引水岔管的表面喷淋/洒水降温。
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