尤 林，胡 筱

(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川 成都 610072)

1 工程概况

溪洛渡水电站位于四川省雷波县和云南省永善县交界的金沙江下游河道上，是金沙江下游河段规划的第3个梯级。电站开发任务以发电为主，兼顾防洪，此外，尚有拦沙、改善库区及坝下河段通航条件等综合利用效益。水库正常蓄水位600m高程，死水位540m高程，汛期限制水位560m高程，总库容126.7亿m3，调节库容64.6亿m3，具有不完全年调节能力。电站装机容量13 860MW(18×770MW)，多年平均发电量575.5～640.6亿kW·h(近期～远景)。

电站挡水建筑物采用混凝土双曲拱坝，坝高285.5m，基本体形拱冠顶厚14m，拱冠底厚60m，最大拱端厚64m，混凝土方量约588万m3。

2 温控基本资料

2.1 气象、水温资料

坝址区属中亚热带季风气侯区，干湿季分明。每年5～10月为雨季，气温高，空气湿润，降水多，日照充足；每年11～翌年4月为旱季，空气干燥，少雨，日照多。坝区气温、水温资料见表1。

2.2 混凝土分区及其性能参数

溪洛渡大坝混凝土分区主要根据拱坝静动应力大小范围及分布规律，按抗压强度等级进行混凝土基本分区设计，并结合坝体附属建筑物布置和结构要求，对坝体混凝土分区进行细化为A、B、C三种强度等级的混凝土区(A区C18040、B区C18035、C区C18030)。混凝土设计指标要求见表2，分区示意图见图1。

表1 溪洛渡坝区气温、水温资料

2.3 大坝分缝及接缝灌浆

溪洛渡大坝不设纵缝，共设30条横缝，将大坝分为31个坝段，横缝平均间距约为23m，混凝土以通仓浇筑方式为主，横缝布置平面图见图2。河床坝段底部基础扩大区分缝为坝体横缝的自然延伸；在岸坡坝段尖角部位并缝设计中，陡坡坝段采用平折缝结构形式，缓坡坝段采用水平并缝形式，且在并缝部位设置并缝限裂钢筋。岸坡坝段并缝形式见图3。

为使拱坝形成整体受力结构，在大坝横缝内设球面键槽，并埋设灌浆系统进行接缝灌浆，接缝灌浆灌区基本高9m。

表2 溪洛渡大坝混凝土设计指标要求

图1 溪洛渡大坝混凝土分区示意

图2 溪洛渡大坝横缝布置平面示意

图3 溪洛渡大坝岸坡坝段并缝结构示意

3 温控与防裂

溪洛渡大坝混凝土温控遵循早冷却、缓慢冷却、小温差梯度的温控思想，开展温控过程设计，制定合理的温控防裂标准，采取全面的温控措施，确保大坝混凝土抗裂安全系数Kf≥1.8。

3.1 稳定温度场

根据溪洛渡水库水温数值计算分析及二滩水库实测得到的分布规律，拟定的各高程平均稳定温度场见表3。

3.2 封拱温度

在大坝稳定温度场基础上，结合坝体结构需要、应力分布规律，同时考虑混凝土施工水平，确定的封拱温度见表4。

3.3 温控标准

(1)自由区和约束区划分。溪洛渡大坝混凝土温控分自由区和约束区进行。约束区：基础面以上高度为0.4L(L为浇筑块长边最大长度，下同)的坝体区域；龄期超过28d的老混凝土以上高度0.2L的坝体区域；孔口上下15m范围内的坝体区域。自由区：除约束区以外的坝体区域。

(2)基础温差控制标准。大坝混凝土约束区、自由区基础容许温差控制标准见表5。

(3)上下层温差、内外温差限制。混凝土上下层温差控制，当老混凝土位于约束区时，上下层温差为≤15℃；老混凝土位于自由区时，上下层温差为≤18℃。混凝土内外温差控制为≤16℃。

(4)最高温度限制。大坝混凝土容许最高温度为27℃。

(5)相邻坝段高差限制。混凝土施工中要求各坝段均匀上升。相邻坝段高差原则上不大于12m；相邻坝段浇筑时间的间隔宜小于28天；整个大坝最高和最低坝块高差控制在30m以内。

(6)悬臂高度限制。410m高程以下悬臂高度应控制在80m以内，410m高程以上孔口坝段允许悬臂最大高度≤50m，非孔口坝段允许悬臂最大高度≤60m。

(7)分期冷却。为将施工期混凝土温度降低至封拱温度，根据拱坝混凝土温控防裂特点，分一期冷却、中期冷却、二期冷却进行混凝土冷却降温。混凝土分期冷却降温过程见图4。

一期冷却约束区目标温度20℃，自由区目标温度22℃。封拱温度为12℃、13℃的灌区，中期冷却目标温度为16℃；封拱温度为16℃的灌区，中期冷却目标温度为18℃。二期冷却目标温度即封拱灌浆温度。

同时要求混凝土浇筑层按自下而上顺序分已灌区、灌浆区、同冷区、过渡区和盖重区等五区进行温度控制。通过各期冷却降温及控温时间协调，确保接缝灌浆时上部各区混凝土形成合适的温度梯度，以减小温度应力，防止出现开裂。温度梯度控制示意见图5。

表3 拱坝各高程平均稳定温度

表4 溪洛渡拱坝封拱温度方案 ℃

图4 溪洛渡大坝混凝土分期冷却降温过程示意

图5 温度梯度控制示意

分 区坝 段容许温差/℃约束区河床坝段:7～2215陡坡坝段:1～6、23～3114自由区全部坝段:1～3120

3.4 温控防裂措施

(1)混凝土浇筑温度。混凝土出机温度要求控制在：高温季节7℃和低温季节9℃；混凝土入仓温度要求控制在：高温季节9℃和低温季节11℃；混凝土浇筑温度要求控制在12℃。

混凝土浇筑尽量避免高温时段，充分利用低温季节、早晚和夜间低温时段。当浇筑仓内气温高于23℃时，要求进行仓面喷雾至混凝土终凝。喷雾直径应控制在40～80μm，以防止混凝土表面泛出水泥浆液。同时，混凝土浇筑温度在任何季节都不低于5℃。

(2)混凝土浇筑层厚及间歇期控制。混凝土浇筑层厚一般采用3m，河床坝段约束区局部可采用1.5m；岸坡坝段仓面宽度小于5m的情况下，可适当加大浇筑层厚。

混凝土浇筑应保持连续性，其间歇期最小为5d，最大不超过28d。在满足最小间歇时间的前提下，尽量缩小间歇期；若超过允许最大间歇时间，则老混凝土以上混凝土的温控标准按该坝段约束区混凝土的温控标准进行温度控制。

(3)混凝土通水冷却。混凝土冷却水管采用HDPE塑料管和钢管，其铺设部位及水管间布置参数和使用部位见表6。

为适应坝体通水温度变化要求，设两套冷却供水系统，一套冷却水温为8～10℃，一套为14～16℃。混凝土通水冷却要求见表7。

(4)混凝土养护和保温。混凝土终凝后开始养护和保温。浇筑仓面采用流水或覆盖持水材料，使表面保持湿润状态；高温季节，可同时采用仓面喷雾进行养护；上、下游坝面及横缝面、孔洞周边采用5cm、3cm厚聚苯乙烯泡沫塑料板进行全年隔热保温。

表6 溪洛渡大坝混凝土冷却水管布置参数

表7 溪洛渡大坝混凝土通水冷却

4 结 语

通过对溪洛渡大坝混凝土温控防裂研究，笔者有如下体会：

(1)详尽的收集基本资料，通过计算分析，结合相关工程经验，确定正确的稳定温度场，制定合理的封拱温度。

(2)混凝土温控应遵循早冷却、缓慢冷却、小温差梯度的思想，积极开展混凝土温控过程设计。

(3)混凝土浇筑要遵循短间歇均匀连续上升的原则，尽量避免长间歇浇筑。

(4)制定合理的温控防裂标准，采取全面的温控措施，确保大坝混凝土抗裂安全。

(5)施工过程中精细化管理，出现问题积极分析，处理方案及时落实。

[1] DL/T 5346-2006《混凝土拱坝设计规范》[S].北京：中国电力出版社.2007.

[2] 水工设计手册：第五卷 混凝土坝[M].北京：中国水利水电出版社.2011.