专利名称：一种混凝土重力坝坝体结构及其区域协调降温方法
技术领域：
本发明涉及一种坝体结构，尤其是涉及一种混凝土重力坝坝体结构，属于水工土建施工设计技术领域。本发明还提供了一种用于所述坝体结构的区域协调降温方法。
背景技术：
在水工混凝土结构中，混凝土浇筑后由于水化热温升形成的温差在结构中会产生拉应力，可能会使混凝土开裂，因而浇筑后进行削峰降温是温控防裂工作中的一大主要指标。在混凝土坝体的削峰降温措施中 ，水管冷却是一种优选的温控手段，自上世纪30年代初首次被使用以来，已应用得十分广泛。目前，混凝土坝体的冷却水管布置方式，一般是根据坝段长度，布置数套冷却水管支管，通过干管系统控制支管通水，集中进行初期通水冷却，然后在蓄水前集中进行后期通水冷却，使得整个坝段温度同时达到相应预定降温目标。该方法的设计和施工操作虽然较为粗犷简约，但缺乏根据混凝土坝体不同部位的特性所需达到不同的预定降温目标的区分。这样，要达到统一预定降温目标所需时间较长，资源浪费严重，工作效率不高，不符合精细化设计和精细化施工的原则。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种可以根据重力坝坝体不同部位的特性实现不同预定降温目标的混凝土重力坝坝体结构。本发明还提供了一种用于所述坝体结构的区域协调降温方法。为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种混凝土重力坝坝体结构，包括坝体内埋设有冷却水管系的重力坝本体，在所述重力坝本体上游段的坝体内独立的设置有至少一套所述的冷却水管系，在所述重力坝本体的浇筑过程中，以及由含有所述重力坝本体构成的库体开始蓄水前，通过独立设置在所述重力坝本体上游段坝体内的冷却水管系对所述重力坝本体的上游段坝体进行通水冷却。进一步的是，在所述重力坝本体中游段的坝体内独立的布置有至少一套所述的冷却水管系，在所述重力坝本体下游段的坝体内独立的布置有至少一套所述的冷却水管系，在所述重力坝本体的浇筑过程中，通过所述各套冷却水管系对所述重力坝本体中游段和下游段的坝体进行通水冷却。进一步的是，所述各套冷却水管系都呈多层的盘管结构，所述盘管形冷却水管系的每一层的最大长度不超过300m。进一步的是，独立设置所述冷却水管系的上游段坝体的长度为不超过整个重力坝本体长度的三分之一。进一步的是，独立设置所述冷却水管系的上游段坝体的长度为所述重力坝本体长度的六分之一。用于所述混凝土重力坝坝体的区域协调降温方法，包括以下步骤，I)支设所述的冷却水管系，在需要浇筑所述重力坝本体上游段坝体、中游段坝体以及下游段坝体的位置处由下往上，按设计图纸分别支设各套相互独立的冷却水管系；2)浇筑重力坝本体，在冷却水管系支设合格的各段坝体位置处，浇筑所述重力坝本体的上游段坝体、中游段坝体以及下游段坝体；3)通水降温冷却，先向位于重力坝本体上游段、中游段和下游段坝体内的所述各套冷却管系中输送冷却水，对所述各段坝体同时进行凝固、定型以及养护过程的降温冷却，然后在所述各段坝体凝固、定型和养护完成后下闸蓄水前，继续向上游段坝体内的所述各套冷却水管系中输送冷却水，对所述上游段坝体进行蓄水前的防裂降温冷却，这样便完成了对所述重力坝本体各区域的协调降温冷却过程，上述各步骤中，根据各段坝体均按由下往上逐层支设冷却水管系、逐层浇筑坝体的顺序，在支设相应冷却水管系、浇筑相应层段坝体以及通水冷却时，也同样采用由下往上的顺序逐层进行，直到浇筑完整个重力坝本体。进一步的是，在所述各段坝体凝固、定型以及养护完成后下闸蓄水前，只对上游段坝体内的冷却水管系进行通水降温。进一步的是，在对所述各段坝体进行凝固、定型和养护的通水降温冷却时，所述上游段坝体、中游段坝体和下游段坝体按相同条件进行通水降温冷却。本发明的有益效果是:通过在所述重力坝本体上游段的坝体内独立的设置至少一套所述的冷却水管系，并在所述重力坝本体的浇筑过程中，以及由含有所述重力坝本体构成的库体开始蓄水前，通过独立设置在所述重力坝本体上游段坝体内的冷却水管系对所述重力坝本体的上游段坝体进行通水冷却。由于在所述重力坝本体上游段坝体内设置的冷却水管系与重力坝本体其它部位的冷却水管系相互独立，这样，不仅可以在所述重力坝本体浇筑过程中的凝固、定型和养护期间同时对上游段、中游段、下游段的坝体进行通水冷却，更重要的是可以在由含有所述重力坝本体构成的库体开始蓄水前，根据重力坝坝体不同部位的特性，通过独立设置在所述重力坝本体上游段坝体内的冷却水管系，对上游段坝体进行分区域、分部位的单独通水冷却，避免了上游段坝体蓄水时出现劈头裂缝，从而实现不同坝段不同的预定降温目标。同时，由于可以根据重力坝坝体不同部位的特性分区域、分部位的进行通水冷却，还可以大量的节约水资源，缩短后期的冷却时间，为坝体的正常蓄水争取更多的时间。
图1为本发明一种混凝土重力坝坝体结构的结构示意图。图中标记为:冷却水管系1、重力坝本体2、上游段坝体3、中游段坝体4、下游段坝体5。
具体实施例方式如图1所示是本发明提供的一种可以根据重力坝坝体不同部位的特性实现不同预定降温目标的混凝土重力坝坝体结构。结合附图1，本发明还提供了一种用于所述结构重力坝坝体的区域协调降温方法。所述坝体结构包括坝体 内埋设有冷却水管系I的重力坝本体2，在所述重力坝本体2上游段的坝体3内独立的设置有至少一套所述的冷却水管系1，在所述重力坝本体2的浇筑过程中，以及由含有所述重力坝本体2构成的库体开始蓄水前，通过独立设置在所述重力坝本体上游段坝体3内的冷却水管系I对所述重力坝本体2的上游段坝体3进行通水冷却。进一步的，为了方便对不同区段、不同部位的坝体进行通水冷却，在所述重力坝本体中游段的坝体4内独立的布置有至少一套所述的冷却水管系1，在所述重力坝本体2下游段的坝体5内独立的布置有至少一套所述的冷却水管系1，在所述重力坝本体2的浇筑过程中，通过所述各套冷却水管系I对所述重力坝本体中游段坝体4和下游段坝体5进行通水冷却。所述用于所述结构重力坝坝体的区域协调降温方法包括以下步骤，I)支设所述的冷却水管I系，在需要浇筑所述重力坝本体2上游段坝体3、中游段坝体4以及下游段坝体5的位置处由下往上，按设计图纸分别支设各套相互独立的冷却水管系I ;2)浇筑重力坝本体2，在冷却水管系I支设合格的各段坝体位置处，浇筑所述重力坝本体2的上游段坝体3、中游段坝体4以及下游段坝体5 ；3)通水降温冷却，先向位于重力坝本体2上游段坝体3、中游段坝体4以及下游段坝体5内的所述各套冷却管系I中输送冷却水，对所述各段坝体同时进行凝固、定型以及养护过程的降温冷却，然后在所述各段坝体凝固、定型和养护完成后下闸蓄水前，继续向上游段坝体3内的所述各套冷却水管系I中输送冷却水，对所述上游段坝体3进行蓄水前的防裂降温冷却，这样便完成 了对所述重力坝本体2各区域的协调降温冷却过程，上述各步骤中，根据各段坝体均按由下往上逐层支设冷却水管系1、逐层浇筑坝体的顺序，在支设相应冷却水管系1、浇筑相应层段坝体以及通水冷却时，也同样采用由下往上的顺序逐层进行，直到浇筑完整个重力坝本体2。上述通过在所述重力坝本体2上游段的坝体3内独立的设置至少一套所述的冷却水管系1，并在所述重力坝本体2的浇筑过程中，以及由含有所述重力坝本体2构成的库体开始蓄水前，通过独立设置在所述重力坝本体2上游段坝体3内的冷却水管系I对所述重力坝本体2的上游段坝体3进行通水冷却。由于在所述重力坝本体2上游段坝体3内设置的冷却水管系I与重力坝本体2其它部位的冷却水管系I相互独立，这样，不仅可以在所述重力坝本体2浇筑过程中的凝固、定型和养护期间同时对上游段坝体3、中游段坝体4、下游段坝体5进行通水冷却，更重要的是可以在由含有所述重力坝本体2构成的库体开始蓄水前，按本发明提供的方法根据重力坝坝体不同部位的特性，通过独立设置在所述重力坝本体2上游段坝体3内的冷却水管系1，对上游段坝体3进行分区域、分部位的单独通水冷却，避免了上游段坝体3蓄水时出现劈头裂缝，从而实现不同坝段不同的预定降温目标。同时，由于可以根据重力坝坝体不同部位的特性分区域、分部位的进行通水冷却，还可以大量的节约水资源，缩短后期的冷却时间，为坝体的正常蓄水争取更多的时间。上述实施方式中，为了既能保证对上游段坝体3的通水冷却效果，保证冷却质量，缩短冷却时，又能最大限度的节约水资源，同时，又能最大限度的降低投资成本，方便所述冷却水管系I的支设，所述各套冷却水管系I都呈多层的盘管结构，所述盘管形冷却水管系I的每一层的最大长度不超过300m ;独立设置所述冷却水管系I的上游段坝体3的长度为不超过整个重力坝本体2长度的三分之一，而且最好为所述重力坝本体2长度的六分之一。而在通水冷却时，在所述各段坝体凝固、定型以及养护完成后下闸蓄水前，只对上游段坝体3内的冷却水管系1进行通水降温；在对所述各段坝体2进行凝固、定型和养护的通水降温冷却时，所述上游段坝体3、中游段坝体4和下游段坝体5按相同条件进行通水降温冷却。
权利要求
1.一种混凝土重力坝坝体结构，包括坝体内埋设有冷却水管系(I)的重力坝本体(2)，其特征在于:在所述重力坝本体(2)上游段的坝体(3)内独立的设置有至少一套所述的冷却水管系(1)，在所述重力坝本体(2)的浇筑过程中，以及由含有所述重力坝本体(2)构成的库体开始蓄水前，通过独立设置在所述重力坝本体上游段坝体(3)内的冷却水管系(I)对所述重力坝本体(2)的上游段坝体(3)进行通水冷却。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土重力坝坝体结构，其特征在于:在所述重力坝本体中游段的坝体(4)内独立的布置有至少一套所述的冷却水管系(1)，在所述重力坝本体(2)下游段的坝体(5)内独立的布置有至少一套所述的冷却水管系(1)，在所述重力坝本体(2)的浇筑过程中，通过所述各套冷却水管系(I)对所述重力坝本体中游段坝体(4)和下游段坝体(5)进行通水冷却。
3.根据权利要求1或2所述的一种混凝土重力坝坝体结构，其特征在于:所述各套冷却水管系(I)都呈多层的盘管结构，所述盘管形冷却水管系(I)的每一层的最大长度不超过 300m。
4.根据权利要求3所述的一种混凝土重力坝坝体结构，其特征在于:独立设置所述冷却水管系(I)的上游段坝体(3)的长度为不超过整个重力坝本体(2)长度的三分之一。
5.根据权利要求4所述的一种混凝土重力坝坝体结构，其特征在于:独立设置所述冷却水管系(I)的上游段坝体(3)的长度为所述重力坝本体(2)长度的六分之一。
6.用于权利要求5所述的混凝土重力坝坝体的区域协调降温方法，其特征在于:包括以下步骤， 1)支设所述的冷却水管(I)系，在需要浇筑所述重力坝本体(2)上游段坝体(3)、中游段坝体(4)以及下游段坝 体(5)的位置处由下往上，按设计图纸分别支设各套相互独立的冷却水管系(I)； 2)浇筑重力坝本体(2)，在冷却水管系(I)支设合格的各段坝体位置处，浇筑所述重力坝本体(2)的上游段坝体(3)、中游段坝体(4)以及下游段坝体(5)； 3)通水降温冷却， 先向位于重力坝本体(2)上游段坝体(3)、中游段坝体(4)以及下游段坝体(5)内的所述各套冷却管系(I)中输送冷却水，对所述各段坝体同时进行凝固、定型以及养护过程的降温冷却， 然后在所述各段坝体凝固、定型和养护完成后下闸蓄水前，继续向上游段坝体(3)内的所述各套冷却水管系(I)中输送冷却水，对所述上游段坝体(3)进行蓄水前的防裂降温冷却，这样便完成了对所述重力坝本体(2)各区域的协调降温冷却过程， 上述各步骤中，根据各段坝体均按由下往上逐层支设冷却水管系(I)、逐层浇筑坝体的顺序，在支设相应冷却水管系(I)、浇筑相应层段坝体以及通水冷却时，也同样采用由下往上的顺序逐层进行，直到浇筑完整个重力坝本体(2 )。
7.根据权利要求6所述的区域协调降温方法，其特征在于:在所述各段坝体凝固、定型以及养护完成后下闸蓄水前，只对上游段坝体(3)内的冷却水管系(I)进行通水降温。
8.根据权利要求6所述的区域协调降温方法，其特征在于:在对所述各段坝体(2)进行凝固、定型和养护的通水降温冷却时，所述上游段坝体(3)、中游段坝体(4)和下游段坝体(5)按相同条件进行通水降温冷却。
全文摘要
本发明公开了一种混凝土重力坝坝体结构，属于水工土建施工设计技术领域。本发明还公开了一种用于所述坝体结构的区域协调降温方法。提供一种可以根据重力坝坝体不同部位的特性实现不同预定降温目标的混凝土重力坝坝体结构。以及用于所述坝体结构的区域协调降温方法。所述重力坝坝体结构包括坝体内埋设有冷却水管系的重力坝本体，在所述重力坝本体上游段的坝体内独立的设置有至少一套所述的冷却水管系，通过所述冷却水管系对重力坝坝体进行降温时，在浇筑过程中通过同时向所述重力坝坝体各区段、各部位内设置的冷却水管系供冷却水进行整体降温，在库体开始蓄水前，通过重力坝本体上游段坝体内独立设置的冷却水管系对上游段坝体进行通水冷却。
文档编号E02B7/10GK103225286SQ201310147548
公开日2013年7月31日 申请日期2013年4月25日 优先权日2013年4月25日
发明者阎士勤, 王明涛, 黄玮, 刘俊, 王祥峰, 柏显麟 申请人:中国水电顾问集团成都勘测设计研究院