[发明专利]衬砌结构混凝土水温差优化控制通水冷却控温方法

说明书

本发明提供衬砌结构混凝土水温差优化控制通水冷却控温方法，可客观准确地得到适用于不同衬砌结构混凝土的水温差，并基于此对衬砌结构进行通水冷却，科学合理地实现通水冷却温控防裂。方法包括：步骤1.获取衬砌结构混凝土的通水冷却温控用资料；步骤2.计算衬砌结构混凝土通水冷却优化控制水温差△T_wy＝2.62‑3.19H+0.61C+0.12HC；步骤3.估算衬砌结构混凝土通水冷却条件下内部最高温度T_max；步骤4.计算衬砌结构混凝土通水冷却优化控制水温T_wy＝T_max‑△T_wy；步骤5.根据通水冷却优化控制水温T_wy优化衬砌结构混凝土的通水冷却措施。

技术领域

本发明属于混凝土温控防裂技术领域，具体涉及一种衬砌结构混凝土水温差优化控制通水冷却控温方法。

背景技术

借鉴大体积混凝土埋设冷却水管通水冷却，降低混凝土最高温度和控制内外温差成功温控防裂经验，为有效控制温度裂缝，在三峡水利枢纽右岸地下电站发电引水洞至溪洛渡、白鹤滩、乌东德等巨型水电站水工隧洞衬砌混凝土大量采取通水冷却措施。但水工隧洞设计规范，条文中没有关于衬砌混凝土通水冷却水温和温降速率控制等方面的规定。经常是参考混凝土重力坝设计规范规定，坝体混凝土与冷却水之间的温差不宜超过25℃，坝体降温速度不宜大于1℃/d；或者混凝土拱坝设计规范规定，通水冷却时坝体降温速度不宜大于1℃/d，混凝土温度与冷却水之间温差不宜超过20℃～25℃；以及水工混凝土施工规范规定，混凝土温度与水温之差不应超过25℃，日降温不应超过1℃。

根据模拟混凝土浇筑过程对高混凝土拱坝一期水冷温度对水管周边混凝土的影响研究：对于水管下部(层)老混凝土，这一水管通水冷却前，混凝土温度较高(20℃)，通水冷却时，水管周边混凝土从较高温度迅速向水温靠近，离水管越近，温降速度越快，在水管周边形成较大的温降幅度的梯度，且水温越低，温降幅度的梯度越大；对于水管上部的新浇混凝土，混凝土浇筑的同时进行通水冷却，水管周边的混凝土未升至较高温度(初期为入仓温度)，保持与水温较为接近的温度。虽然与水管距离的不同也有一定的温度梯度，但是这些部位的温度与温度梯度一直保持不变，并没有发生大的变化。温度降低产生收缩变形，温降幅度不均匀就会使得这一变形不均匀，从而产生自生约束，因此，水管下部的老混凝土由于温降幅度的不均匀从而产生拉应力，而水管上部的新浇混凝土由于没有明显的温降过程，拉应力不大。所以，多层浇筑大坝等大体积混凝土的通水冷却水温(即与内部混凝土温差)由下层老混凝土管周不产生温度裂缝控制，允许水温差和温降速度较小。

薄壁衬砌结构混凝土厚度小，一次性浇筑，混凝土覆盖冷却水管即开始通水冷却，与上部新浇混凝土情况相当，管周没有明显的温降过程，拉应力不大。因此，对应薄壁衬砌结构混凝土的通水冷却，应该是通过获得最优的温控防裂效果(称为衬砌结构混凝土通水冷却优化控制水温)确定水温差。而且，衬砌结构的厚度不同、混凝土的强度不等，通水冷却优化控制水温差可能有较大差异。

但是，目前水工隧洞等有关规范条文并中没有科学计算水温差，并根据此来优化调控衬砌混凝土通水冷却水温的方法。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供衬砌结构混凝土水温差优化控制通水冷却控温方法，可客观准确地得到适用于不同衬砌结构混凝土的水温差，并基于此对衬砌结构进行通水冷却，科学合理地实现通水冷却温控防裂。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

如图2所示，本发明提供衬砌结构混凝土水温差优化控制通水冷却控温方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.获取衬砌结构混凝土的通水冷却温控用资料；

步骤2.计算衬砌结构混凝土通水冷却优化控制水温差△T_wy(℃)：