嚴(yán)寒地區(qū)某水利工程過水孔防冷激處理研究

于可忱

1 工程概況

某水利樞紐工程位于嚴(yán)寒地區(qū)，氣候條件惡劣，夏季酷熱，多風(fēng)少雨，蒸發(fā)量極大，冬季嚴(yán)寒。經(jīng)計(jì)算，庫底水溫度較低，又因?yàn)閴误w采用上下游噴涂聚氨酯保溫，壩體溫度難以散發(fā)出去，造成壩體長期處于高溫區(qū)，相應(yīng)的底孔及引水鋼管過流時(shí)，低溫庫水與高溫壩體溫差大，極易引起冷激問題，使得壩體產(chǎn)生過大溫度應(yīng)力，超過壩體混凝土抗拉強(qiáng)度，產(chǎn)生裂縫。本文對碾壓混凝土大壩過流孔洞進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并提出了適合本工程合理設(shè)計(jì)方案，在保證大壩質(zhì)量的情況下，節(jié)約投資，方便施工。

2 過流孔洞設(shè)計(jì)

2.1 壩體過流冷激問題及防范設(shè)計(jì)

嚴(yán)寒地區(qū)混凝土壩體設(shè)置過流孔洞時(shí)，由于壩體混凝土溫度高，而水流溫度相對較低，造成混凝土內(nèi)外溫差過大，混凝土在溫度荷載的作用下產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，導(dǎo)致壩體混凝土出現(xiàn)環(huán)狀裂縫；如果裂至廊道部位，水流將會(huì)沿著裂縫進(jìn)入壩體，造成壩體滲漏，壩體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，極易出現(xiàn)漏壩、塌壩事故，危及整個(gè)工程安全。

因此，在過流孔洞設(shè)計(jì)時(shí)，采用如下設(shè)計(jì)方案：孔壁迎水面采用鋼板護(hù)襯，鋼板壁厚6 mm，采用10 cm肋板加固。鋼板背水側(cè)噴涂硬質(zhì)聚氨酯泡沫5 cm作為保溫隔熱材料。

2.2 壩體溫度場

樞紐工程大壩碾壓混凝土溫控設(shè)計(jì)采用上游面噴涂10 cm聚氨酯、下游采用8 cm聚氨酯進(jìn)行壩體保溫。因?yàn)楸貙与S著壩體澆筑升高同時(shí)施工，造成壩體混凝土內(nèi)部溫度散熱途徑只有層面及冷卻水降溫，散熱效率極低，造成混凝土壩內(nèi)部溫度過高。……