[发明专利]一种混凝土坝体防裂保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种坝体防裂保护方法，尤其是一种水利水电工程中混凝土坝体防裂保护方法。

背景技术

混凝土坝型坝体在施工期低温季节时，若坝体及其基础约束区温度较高，与气温相差较大，则可能存在由于坝体混凝土早期抗拉强度低、施工期温度应力较大而导致坝体开裂的风险，受基础岩体约束作用较强的坝体强约束区开裂风险更大。为防止坝体开裂，需对整个坝体，尤其是坝体强约束区，进行低温季节的保护。此外，若蓄水时坝体温度高于坝体稳定温度场，则将会存在运行期荷载与施工期残余温度荷载叠加的问题，控制不当，将导致坝体开裂，因此，也需对坝体进行保护。

常规的保护措施一般为：（1）加大坝体温控力度，使坝体温度在施工期低温季节与边界温度的温差，或蓄水前与坝体稳定温度的温差控制在合理的范围内，其中对坝体强约束区的温差要求及温控措施尤为严格；（2）在大坝混凝土表面设置保温材料。这种方法往往温控成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种既能降低对坝体温度及温控要求，尤其是对坝体强约束区要求的，又满足坝体防裂安全且方法简单的混凝土坝体防裂保护方法。

本发明所采用的技术方案是，一种混凝土坝体防裂保护方法，包括以下步骤：

（1）在混凝土坝体施工过程中，在坝身的上游侧表面设置保温材料；

（2）当坝体混凝土具有一定的强度后，在保温材料上游侧一定范围内人工填筑砂土。

所述砂土填筑的范围为混凝土坝体基础约束区范围或需要保护的范围。

运行后坝前淤沙的范围不小于坝前人工填筑的砂土的范围。

本发明的有益效果是：改善了施工期及蓄水期尤其是蓄水初期坝体应力状态，降低了温控要求和温控难度，简化了施工期坝体温控措施，节约了温控成本，从而减小了工程投资，获得良好的经济效益，可为同类工程借鉴，具有推广意义。

附图说明

图1为本发明混凝土坝体防裂保护的结构示意图。

图中：

1——坝身；

2——保温材料；

3——人工填筑的砂土。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

本发明充分利用运行后入库泥沙导致坝前形成异重流而使库底水温升高、且将在坝前形成泥沙淤积的特点，提前在坝体前泥沙淤积范围内人工填筑砂土，砂土与保温材料联合作用，起到了对坝体的防裂保护作用，从而降低了对坝体温度与外界温差的要求，简化了温控措施。具体为：

（1）在坝体上游侧表面设有保温材料；（2）在坝体基础约束区、且为运行期坝前泥沙淤积的范围内，在保温材料的外侧填筑砂土。坝前填筑的土体与保温材料联合作用，用以进行施工期低温季节坝体保护或提高大坝运行期坝前的蓄水水温，以减小温差，从而达到坝体防裂保护的目的；（3）砂土填筑时填筑区范围内的坝体混凝土应具有一定的强度。

如图1所示，某中型水电站工程，大坝为碾压混凝土拱坝，最大坝高107m，坝体强约束区范围为坝基建基面以上约30m。碾压混凝土坝体施工仓面较大，上升速度较快，温控措施有限，施工期坝体温度较高。理论分析及工程实践均表明，若不采取措施控制施工期及运行期坝体温度，尤其是强约束区坝体温度，将可能由于温差过大而导致坝体存在开裂的风险，从而影响坝体的安全。

由于坝体浇筑工期约30个月，存在施工期坝体越冬保护的问题。如图1所示，坝体施工期第一年冬季来临前，在坝体1的上游侧设置了保温材料2，并在强约束区，即坝基建基面以上约30m范围内，基本与运行期的泥沙淤积高程近似处设置了人工填筑的砂土3，用以保护坝体越冬。要求砂土填筑时填筑区范围内的坝体混凝土应具有一定的强度。

理论分析及工程实践均表明，河水中的泥沙将导致库底存在异重流现象，而使库底水温升高、从而使坝体底部的稳定温度有所提高。工程拦河坝蓄水前的坝体温度距稳定温度场存在一定差距，由于在施工期已提前填筑了人工砂土3，因而蓄水初期坝前的库底水温就已有所提高，在控制温差的前提下，蓄水时坝体温度可有所提高。

由于在坝体1的保温层2外又设置了人工填筑的砂土3，降低了温差，改善了施工期及蓄水期尤其是蓄水初期的坝体应力状态，降低了坝体温控要求和温控难度，简化了施工期坝体温控措施，节约了温控成本，从而减小了工程投资，获得良好的经济效益，可为同类工程借鉴，具有推广意义。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。