1-19-堆石混凝土重力坝混凝土温升设计与实践

在桩号 K0+030.00 和 K0+050.00 的 701.0m 高程各布设 3 支温度计，在桩号 K0+030.00 和 K0+050.00 的 716.5.0m 高程各布设 1 支温度计，各温度计埋设时气温和浇筑混凝土时气温详见下图。猎神水库堆 石混凝土坝体温度实测变化过程如图一至图三。
图一 K0+030.00 桩号 701.0m 高程 T1-T3 温度变化过程线
点埋石比与大体积埋石比存在差异；⑤实际自密实混凝土中胶凝材料水化热较理论值低。
根据参考文献[4]、[6]及以上分析，推荐堆石混凝土绝热温升和实测温升估算公式如下:
1 e -0.0339 τ Nhomakorabea（6）Q0 (W KF ) Cc c
测max
式中：τ—龄期，h；
测max —估计实测最大温升值，℃;
符号
W
F
Q0
Cc
单位
kg
kg
数量
160
257
kJ/kg 357
kJ/kg.℃ 1.067
混凝土重度
c
kg/m³ 2300.34
根据参考文献[6]、[7]和表 4 数据，猎神水库自密实混凝土绝热温升公式：
32.62 1 em b
（4）
根据参考文献 [4]公式以及表 1、表 4 数据拟合的猎神水库堆石混凝土绝热温升计算公式：
参考文献
[1] 金峰，安雪晖，周虎，堆石混凝土技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2017. [2] SL678-2014.胶结颗粒料筑坝技术导则[S]. [3] SL329-2018.混凝土重力坝设计规范[S]. [4] 金峰，李乐，周虎，等.堆石混凝土绝热温升性能初步研究[J].水利水电技术，2008（05）：59-63. [5] 何涛洪，张全意，张文胜，等.堆石混凝土重力坝分缝设计的思考与实践.水利规划与设计[J]，2019（02）：105-111. [6] 张宗明，王卫华，玄庙观碾压混凝土拱坝施工温度控制措施.水利水电工程设计[J]，2008（27）:55-58. [7] 水利水电工程施工组织设计手册[M]，3，施工技术.水利电力出版社，1987.12.
图二 K0+050.00 桩号 701.0m 高程 T7-T9 温度变化过程线
图三 T6-T12 温度变化过程线
坝体堆石混凝土温度监测成果见表 2。监测数据表明：①坝体堆石混凝土浇筑 2 周内受水化热温 升影响，其温度达到最高，后开始缓慢下降；②K0+050.00 桩号 698.0m 高程 T7-T9 混凝土入仓温度相 对较 K0+030.00 桩号 698.0m 高程 T1-T3 高 3.07℃，但混凝土平均温升值低 2.9℃；③温度计 T12 实测
m —胶凝材料水化热发散速，d-1，浇筑时温度 t=16°，取值 m=0.373；
b—胶凝材料水化热发散参数，b，取值 b=0.74；
—龄期，d；
猎神水库 C20 自密实混凝土温升计算相关参数，详见表 4。
表 4 猎神水库 C20 自密实混凝土温升计算相关参数表
名称
水泥 粉煤灰
胶凝材料最终水化热
混凝土比热
猎神水库大坝堆石混凝土相关参数，详见表 3。
名称 自密实混凝土 堆石（灰岩）
表 3 猎神水库大坝堆石混凝土参数表
密度（kg/m³）
比热（KJ/kg.℃）
2300.34
1.067
2670
0.749
体积百分比% 44.9 55.1
4.2 根据参考文献[6]和[7]拟合的自密实混凝土绝热温升计算公式:
1emb
猎神水库工程已建成，施工过程中未发现裂缝等异常情况，坝体压水试验最大吕荣值为 3.11Lu，
结构安全，水库已下闸，可供同类工程参考。 但本文受限于研究范围，未实测水泥、块石、粉煤灰等建材影响堆石混凝土温升过程影响因子，
在未来的研究中应该实测影响因子；研究不同堆石料对混凝土温升的影响；研究堆石混凝土中块石体 与自密实混凝土体温升过程关系。
4 猎神水库 C20 堆石混凝土绝热温升计算
4.1 根据参考文献[4]拟合堆石混凝土绝对温升
根据参考文献[4]拟合的堆石混凝土绝热温升计算公式：
V C scc scc scc
V C V C θRFC（τ）= scc scc scc
scc rock rock rock
（1）
式中：θRFC—自密实混凝土的绝热温升；V—材料体积百分比；ρ—材料的密度；c—材料的比热，SCC 和 rock—代表自密实混凝土和堆石；
图四 猎神水库堆石混凝土绝热温升曲线图
4.3 成果分析
根据公式(5)得到的堆石混凝土温升绝热温升曲线与实测温升速率一致，其值合理可信。
理论值与实测值间存在差异，可能因素有：①实测点存在自然散热，实际水化热应低于绝热温升；
②堆石和自密实混凝土之间存在温差，灰岩堆石吸热明显；③堆石混凝土热扩散不均匀；④温度计埋
（2）
Q0 (W KF ) Cc c
（3）
式中： —混凝土绝热温升，℃；
Q0—胶凝材料最终水化热，kJ/kg； W—胶凝材料（水泥）用量，kg/m³； F—胶凝材料（粉煤灰）用量，kg/m³； K—折减系数，本工程取值 K=0.25； Cc—混凝土比热，kJ/kg.℃；
c —混凝土重度，kg/m³；
筑其上层（718.0m—719.5m）。716.5m—718.0m 高程下游侧混凝土浇筑时间为 2019 年 5 月 7 日；
4、T12 埋设高程为 717.0m（仓面标高为 716.5—718.0m）。
3.2 实测数据分析 猎神水库堆石混凝土绝热温升速率和温升变化规律与参考文献[4]基本一致。稳定温度与入仓温度
Ρ—估算点埋石率; μ—折减系数，建议取值 0.4-0.6。
（7）
5 结论
通过埋设 8 支温度计监测堆石混凝土坝体混凝土温升情况与理论值对比分析得：①监测数据成果 表明坝体堆石混凝土浇筑在一周左右，因受水化热温升影响，其温度达到最高，然后开始缓慢下降， 最大温升值 14.5℃，综合平均值 8.19 ℃和最小值 5.5 ℃；②堆石混凝土浇筑一个月后坝体温度基本稳 定，不受气温影响；③混凝土的温升受混凝土入仓温度和块石的温度影响较大；④混凝土的温升过程 曲线变化规律受混凝土与块石的比重温差影响较大；⑤堆石混凝土温升理论值与实测最大值基本接近， 实测平均温度约为理论值得 47%，堆石混凝土筑坝可放宽堆石混凝土坝温度缝设置要求；⑥堆石混凝 土浇筑前期混凝土表面温升仍受外界气温影响较大，仍应加强混凝土表面的养护；堆石混凝土筑坝绝 热温升计算可按公式(6)进行。
26
仓面浇筑 4.5m 宽
T6 2019/4/13
/
24.1
25.0
29.5
4.5
（距上游面 /
3.5m，距离浇筑
下游面 1.0m）
18.6
坝段中部（全仓
T12 2019/4/11 2019/4/21 15.6
15.2
29.7
14.5
/
面一次浇筑）
注：1、温度计 T1、T2、T3、T6、T7、T8、T9 距浇筑混凝土表面 1.0m；
土是在 2003 年由清华大学的金峰教授和安雪晖教授首先提出，并申请了国家专利。目前堆石混凝土已 在全国各地近百座大坝上运用，其中陕西省百佳水电站堆石混凝土拱坝坝高 69m，云南省松林水库堆 石混凝土重力坝高达 90m。重庆市梁平区猎神水库工程是重庆市第一座建成的堆石混凝土重力坝,堆石 混凝土最大月浇筑量为 8400 方,平均月浇筑强度为 5200 方。
堆石混凝土重力坝混凝土温升实践与设计
赵仕勇 聂庚生 王周海 廖宗霖
（重庆同望水利水电工程设计有限公司，重庆市，401120 ）
摘要：堆石混凝土筑坝技术是一种新型筑坝技术，其具有温升小、施工块、能耗低。文章通过在大坝坝体中埋设 多组温度计实测堆石混凝土浇筑过程中堆石混凝土温升过程数值与理论分析相对比，结合实测堆石混凝土浇筑一 周左右温升达到最高，进一步对堆石混凝土温升性能进行了研究，提出了堆石混凝土大坝温升的计算公式。有利 于堆石混凝土大坝的设计，进一步简化温度控制设计和施工。猎神水库工程已建成，施工过程中未发现裂缝等异 常情况，坝体压水试验吕荣值小。 关键词：猎神水库；堆石混凝土重力坝；配合比；温升
5.53
T2
8.3
12.5
8.3
16.7
4.2
坝中部，
T3
7.4
11.0
7.4
17.5
6.5
距下游面 4.5m
T7
9.5
11.6
7
19.1
7.5
距上游面 3.9m
T8 2018/12/26 2019/1/9 11.5
11.8
7
17.6
5.8
6.27
坝中部
T9
11.8
11.4
7.7
16.9
5.5
距下游面 4.5m
2 堆石混凝土坝设计的实践
重庆市梁平区猎神水库工程为小（二）型水库，大坝为 C20 堆石混凝土重力坝，坝顶高程 726.50m， 最大坝高 32.50m，坝顶宽 4.50m，坝顶轴线长 81.0m。大坝上游设置 1.0m 厚 Cscc20 自密实混凝土防渗 层（防渗层同坝体浇筑），堆石混凝土重力坝自左岸至右岸共 3 条沉降伸缩缝，共计 4 个坝段。坝址 区位于明月峡背斜南东翼，岩层倾向 110 º～150º，倾角 35º～65º，坝址处地形狭窄，河谷呈不对称 的“U”型，河流自北西向南东流，河床高程 702.22m，河床宽 6.5～8.5m。坝址两岸陡坎处出露三叠 系下统嘉陵江组四段灰岩夹盐溶角砾岩，左岸山顶高程高于 795m，右岸山顶高程高于 780m。河谷内 冲洪积层以粉质粘土为主，含碎石；残坡积层主要为粉质粘土夹碎石。梁平县多年平均气温 16.6℃，7 月最高平均气温为 27.3℃，1 月最低平均气温为 5.4℃，极端最高气温 40.3℃，极端最低气温－6.6℃。 重庆市梁平区猎神水库工程大坝为 C20 自密实混凝土配合比相关参数，详见表 1。