水工隧洞衬砌混凝土温控防裂技术创新与实践(水科学前沿学术丛书)
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序言一

水工隧洞衬砌混凝土温控防裂是关系到结构整体性、耐久性、经济性的重要问题,有时甚至会威胁到整个工程的安全。1999年三峡水利枢纽永久船闸地下输水洞发现早期浇筑的衬砌混凝土发生规律性裂缝,引起国内水电界的高度重视。10余年来,围绕解决三峡、溪洛渡、向家坝、白鹤滩、乌东德巨型水电站水工隧洞(特别是其中高流速泄洪洞)流道衬砌混凝土的温控防裂和质量问题,以科学研究为基础,在管理策划、结构设计、材料性能、施工工艺等方面大胆革新,坚持理论创新和技术进步,取得了突破性的成果。

三峡水利枢纽永久船闸地下输水洞衬砌混凝土,1999年初发现规律性裂缝,立即组织开展了室内和现场试验、有限元法仿真计算和原型观测反馈分析,通过科学研究和专家论证,突破规范结构混凝土强度应采用28d龄期的规定,调整为90d龄期设计、增大粉煤灰掺量到20%,采用制冷混凝土浇筑、缩短分缝长度至8m、厚度大的部分结构段通水冷却、冬季洞口挂帘保温等措施,使 2000 年及以后浇筑混凝土施工期没有发生裂缝。这些成果和经验先后在三峡、溪洛渡、向家坝地下电站输水隧洞和导流洞衬砌混凝土温控防裂中不断得到应用,取得了明显的效果。

为将溪洛渡建成西部水电工程典范,借鉴导流洞和三峡水利枢纽永久船闸地下输水洞的经验,在泄洪洞混凝土浇筑前即开展温控防裂专项设计和优化施工工艺研究,提出了专门温控标准和技术要求,针对地下工程混凝土温控防裂特点有关理论和应用技术开展了深入研究。通过室内和现场浇筑试验相结合论证,进一步提高粉煤灰掺量到25%~30%、在泄洪洞龙落尾特高流速部位采用低热水泥高强度抗冲磨混凝土、取消过缝钢筋、采用制冷混凝土浇筑、部分结构段边墙与顶拱混凝土分开浇筑、全面通水冷却和流水养护等措施。还在施工过程中跟进研究、持续改进。通过科学策划、理论指导、实践检验、总结提高的研究方法,采用温控防裂理论优化结构设计、改进混凝土性能的技术路线,混凝土温控防裂取得良好的效果。这些成果和经验正在升华,已经运用于白鹤滩和乌东德等水电站工程建设之中。

作者编写《水工隧洞衬砌混凝土温控防裂技术创新与实践》和《水工隧洞衬砌混凝土温控防裂理论与应用》,意在与行业同仁共同分享水工隧洞衬砌混凝土温控防裂的策划、理论、实践的一些经验和体会,为我国水工隧洞衬砌混凝土温控技术的进步作出微薄的贡献。

本书的出版将有助于我国水工隧洞衬砌混凝土温控防裂技术的科技进步。

2015年2月10日