[發明專利]一種擋潮閘閘墩大體積混凝土通水冷卻施工方法及裝置

在審

• 申請號: 201711070274.8
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107905232A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 吳立福;王欣桐;程志強;姚洪林;吳昊
• 申請（專利權）人: 山東水總有限公司;山東大學
• 主分類號: E02D15/00
• 分類號: E02D15/00;E02B7/20
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙)11435
• 代理人: 曹麗

技術領域

本公開涉及水利工程技術領域，尤其涉及一種擋潮閘閘墩大體積混凝土通水冷卻施工方法及裝置。

背景技術

擋潮閘閘墩是閘室中用于支承閘門、分隔閘孔、連接兩岸的墩式部件，閘墩混凝土是一種大體積混凝土。在實際工程混凝土澆筑中，閘墩常常出現溫度裂縫。閘墩混凝土裂縫不僅破壞了閘墩結構的整體性，也影響了建筑物的耐久性和安全性。水閘閘墩溫度裂縫非常常見，裂縫給水閘的耐久性和安全運行造成威脅。在澆筑過程中，混凝土硬化期間水泥釋放出大量的水化熱，內部溫度不斷上升，在表面產生拉應力，不能自由伸展，在混凝土內部產生拉應力，作為脆性材料的混凝土抗拉強度較低，產生的拉應力大于其抗拉強度，就會出現裂縫。綜上，閘墩產生裂縫的主要原因為混凝土凝固后的溫度變化產生的拉應力大于混凝土的極限抗拉強度。而目前，對于閘墩混凝土裂縫控制的效果并不理想，不能很好的滿足工程的質量要求。

發明內容

鑒于現有技術中的上述缺陷或不足，期望提供一種擋潮閘閘墩大體積混凝土通水冷卻施工方案。

第一方面，本申請實施例提供一種擋潮閘閘墩大體積混凝土通水冷卻施工方法，包括以下步驟：

S1：設置通水冷卻裝置；

S2：布置鋼筋；

S3：按照先通冷卻水，后澆混凝土的原則澆筑閘墩，在不同的時間階段，變換通水方向的時間間隔不同。

所述通水冷卻裝置包括多排冷卻水管，所述冷卻水管之間沿閘墩厚度方向的間距為0.7-0.9m，沿閘墩高度方向的間距為0.4-0.6m。

所述冷卻水管沿閘墩高度方向設置多層通水管和獨立進出水口，每層通水管之間的間距小于3m。

當冷水管的布置方式采用這一間距范圍時，既能起到對混凝土足夠的冷卻效果，避免產生裂縫，又可以保證作為水利工程中基礎底板混凝土的整體性，保證底板的力學性能。

所述冷卻水的流量為4.5-5.5m³/h，所述S4中，在通水的前3天內，所述變換通水方向的時間間隔為4小時；通水第4天，所述變換通水方向的時間間隔為8小時；通水第5天以后，每隔半天變換一次；所述冷卻水一共連續通水7天。

針對冷卻水管的上述布置方式，詳細設計了冷卻水的流量和方向，實踐證明該方案可以保證底板混凝土在澆筑過程中極大程度的降低混凝土溫升，從而降低了內外溫差、溫度應力，避免裂縫的產生。

所述鋼筋的布置形式包括：在門槽與閘墻細部結構，沿法向布置φ12＠200轉角鋼筋。

在門槽順水流方向加設網片，其中所述網片順水流向的鋼筋密度是垂直水流方向的鋼筋密度的2-3倍。

所述網片順水流向的鋼筋布置為φ8＠60，垂直水流方向的鋼筋布置為φ8＠150。

針對水流方向所設計的加設網片，提高了閘墩在應力集中部位的受力性能，并且能合理的控制造價成本，達到安全和經濟的協調統一。

在閘墩門槽底板以上的設定高度內，每隔0.4-0.6m處各設一層水平加強筋。所述水平加強筋的順水流方向的鋼筋布置為9φ25＠100，分布筋為φ12＠200，以限制底板約束產生的裂縫向上發展，防止出現因斷面減小而導致應力顯著增大的現象。

所述閘墩澆筑與基礎底板的澆筑時間的間歇期控制在15d以內。所述混凝土的澆筑溫度控制在28℃以下。

一般情況下，閘墩裂縫首先產生于閘墩底部，隨著時間延長，裂縫逐漸向上發展。經研究發現，施工時底板與閘墩澆筑間隔時間越長越容易開裂。此外，在澆筑過程中，混凝土硬化期間水泥釋放出大量的水化熱，內部溫度不斷上升產生拉應力，從而導致出現裂縫。本申請將閘墩澆筑與基礎底板的澆筑時間的間歇期控制在15d以內，可以減小底板對閘墩約束，澆筑溫度的控制可以保證閘墩混凝土在初凝前可以最大程度的降低混凝土的溫升，從而減少裂縫的產生。

在混凝土內部設置測溫計、應變計，每層均勻布置，可將測溫計放置在兩個冷卻水管的中間部位，在冷卻水管周圍以及兩水管的中間部位均可放置應變計，測溫計和應變計的數目可視監測精度進行選擇，溫度和應變觀測頻率為每2小時觀測一次，當混凝土內部溫度降低至25℃以下時，不再觀測。

閘墩中心部位混凝土2天齡期之內的溫升幅度應控制在25℃之內，內外溫差小于20℃。當達到峰值溫度25℃后，控制降溫速率，提高通水流量以增加降溫速率；當降溫速率超過4℃/d時，則減小通水流量，并在閘墩表面覆蓋土工膜進行保溫，直至停止通水，以減緩混凝土的降溫速率，減小內外溫差。