[发明专利]碾压混凝土大坝施工期通水冷却方法

权利要求书

1.一种碾压混凝土大坝施工期通水冷却方法，其特征在于：它包括如下步骤：

S1：根据碾压混凝土大坝的设计规模，初步设计至少三种预埋在碾压混凝土大坝内的冷却管路布局，每种布局的冷却管路的水平行距相同、纵向垂直间距相差0.5m；所述冷却管路水平行距为1.5米，纵向垂直间距为1.0米～2.0米；

所述冷却管路的直径为0.014米～0.016米，冷却管路由若干根水管连接而成，每根水管长度L不超过300米；

S2：仿真计算当冷却水温确定，冷却周期确定时，初步设计的每种冷却管路布局对坝体最高温度及最大应力的影响；初步选择在坝体施工初期坝体应力变化小、施工后期坝体最高温度低的冷却管路布局；

S3：仿真步骤S2初步确定的冷却管路布局，在不同冷却水温时对坝体内最高温度及最大应力的影响，确定坝体施工初期坝体应力峰值小，施工后期坝体最高温度低的冷却水温；

S4：初步确定冷却管路布局、冷却水温后，仿真不同的冷却时长对碾压混凝土大坝内最高温度及最大应力的影响；确定坝体施工初期坝体应力峰值小，施工后期坝体最高温度低的冷却时长。

2.根据权利要求1所述的碾压混凝土大坝施工期通水冷却方法，其特征在于：所述施工初期指施工开始前20天龄内；所述施工后期指施工期结束前3个月内。

3.根据权利要求2所述的碾压混凝土大坝施工期通水冷却方法，其特征在于：它还包括延长通水冷却时间的步骤；所述延长通水冷却时间自首次通水冷却结束后开始。

4.根据权利要求3所述的碾压混凝土大坝施工期通水冷却方法，其特征在于：所述冷却管路的最佳布局水平行距为1.5米，纵向垂直间距为1.5米。

5.根据权利要求4所述的碾压混凝土大坝施工期通水冷却方法，其特征在于：取某时间段碾压混凝土大坝平均温度的最大值为该时间段坝体内的最高温度；

所述碾压混凝土大坝平均温度为：

式中：T₁(t)为t时间碾压混凝土大坝内部的平均温度；

T_w为预埋在碾压混凝土大坝内的冷却管路进口水温；

T₀为碾压混凝土大坝当前温度；

k＝2.09-1.35ξ+0.32ξ²，ξ＝λL/c_wρ_wq_w

λ为碾压混凝土导热系数，L为拼接冷却管路的每根水管的长度，c_w为冷却水的比热，ρ_w为冷却水的密度，q_w为冷却管路内水的流速；

a为混凝土导温系数，D为冷却管路的直径；

θ₀为碾压混凝土大坝的最终水化热，通过试验确定；

当采用指数型绝热温升时：

式中m，p均为常数(试验时确定)；t为碾压混凝土大坝的时间龄期，天；

当采用双曲线性绝热温升时：

n是混凝土的半熟龄期，p＝ka/D²

式中：为误差函数，

h为测试点或测试面距离碾压混凝土表面的深度；a为混凝土导温系数，j 为第j个时段，为1-n之间的自然数；

式中：(T₁(t)-T₀)＜Δt,Δt为要求的碾压混凝土大坝降温速率，Δt数值一般根据工程实际来定，一般为03-0.5℃/天；

碾压混凝土大坝内部的应力为：

σ(t)为j个时段t时刻的碾压混凝土应力，ΔT_j(t)为t时刻温度变化量，α为混凝土碾压热膨胀系数，E(t)为t时刻碾压混凝土的弹性模量，t为碾压混凝土的龄期，j为第j个时段；

取碾压混凝土大坝某时间段应力的最大值为该时间段碾压混凝土大坝的最大应力。

6.根据权利要求5所述的碾压混凝土大坝施工期通水冷却方法，其特征在于：所述冷却时长为20天。

7.根据权利要求6所述的碾压混凝土大坝施工期通水冷却方法，其特征在于：所述延长通水冷却时间为10天。