低熱水泥具有良好的工作性、低水化熱、高后期強度、高耐久性、高耐侵蝕性等通用硅酸鹽水泥無可比擬的優(yōu)點。研究和應(yīng)用結(jié)果表明,低熱硅酸鹽水泥所配制的混凝土后期強度遠(yuǎn)高于中熱硅酸鹽水泥混凝土;絕熱溫升比中熱硅酸鹽水泥混凝土低35℃;干縮小,自生體積變形為微膨脹。這一切說明低熱硅酸鹽水泥對進(jìn)一步提高大壩混凝土的抗裂性,減少大壩混凝土裂縫,提高混凝土耐久性,將起到非常重要的作用。
位于四川和云南交界的金沙江下游河道上的超級水電站,烏東德水電站即將建成,它是我國第四座、世界第七座跨入千萬千瓦級行列的超級水電站。烏東德水電站計劃于2020年7月下閘蓄水,2021年12月投產(chǎn)發(fā)電。未來,金沙江上的烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩四座梯級電站,將形成裝機容量達(dá)4646萬千瓦的規(guī)模,相當(dāng)于兩個“三峽工程”,年發(fā)電量約1900億千瓦時。
烏東德水電站是世界上少有的巨型水電站,攔河大壩為混凝土特高雙曲拱壩,最大壩高270米,裝機容量10200千瓦,兩岸將各安裝6臺單機容量850千瓦的水輪發(fā)電機組。壩高居世界第六,泄洪量居世界第三。面對這樣一座超級工程,建設(shè)者面臨著諸多世界級難題。
烏東德水電站大壩是混凝土雙曲拱壩,壩底海拔718米,壩頂海拔988米,最大壩高達(dá)270米。然而,大壩底部的厚度僅為51米。這樣的比例讓烏東德水電站成為目前世界上最薄的300米級拱壩,纖細(xì)的身材要承載起千萬級特大型水電站的蓄水,無疑對混凝土的澆筑質(zhì)量提出了前所未有的高要求。
烏東德大壩的混凝土澆筑總量約為280萬立方米。在這么大體量的混凝土澆筑中,溫度控制至關(guān)重要,因為溫差變化過大,會導(dǎo)致混凝土發(fā)生開裂,威脅大壩安全,這一直是水電工程中的世界性難題。
烏東德水電站地處金沙江干熱河谷地區(qū),日照強烈,最熱的時候大壩施工平臺的氣溫高達(dá)40多度。而烏東德水電站全壩采用的低熱水泥混凝土,是世界水壩建造史上的一個創(chuàng)舉。
低熱水泥堪稱大壩的“退燒藥”。這味“退燒藥”是三峽人數(shù)十年艱辛“研發(fā)”的成果。全部壩體都用低熱水泥,這還是第一次。
在施工現(xiàn)場,記者看到,混凝土的顯示溫度為7.1度,而這時的大氣溫度是29度。
按照施工要求,大壩混凝土的澆筑溫度不能超過18度,為了確保在高溫天氣下達(dá)到施工要求,施工倉面設(shè)置了噴霧機來降低倉面環(huán)境溫度。即便室外溫度是有三四十度,可是倉內(nèi)溫度依舊可以控制在20-30度的水平。
為了全方位感知大壩各個部位的溫度,烏東德大壩通過在混凝土里預(yù)埋溫度計和冷卻水管,可實時感知混凝土溫度。通過智能通水系統(tǒng),即可自動調(diào)節(jié)通水流量,實現(xiàn)混凝土冷卻過程智能化。
如果說溫度控制確保了大壩骨骼堅硬,肌肉結(jié)實,那么將水泥漿灌入裂隙,凝固后使巖石縫隙之間、大壩和山體之間融成一體,則是讓大壩進(jìn)一步強筋健骨,這也被形象地稱為對山體進(jìn)行補鈣。
烏東德大壩最深的一層灌漿和排水廊道,橫穿大壩底部并延伸到兩邊的山體中,為了防止大壩上游的水滲透到下游,地上打了一些帷幕孔,最大的帷幕孔深度達(dá)到110米。
據(jù)悉,主帷幕總工程量是50萬米,大概有1萬多個灌漿孔,整個帷幕連起來就像一個大的幕布,把上游的水牢牢地?fù)踉诹舜髩吻懊妗?/span>
烏東德水電站的建設(shè),是低熱水泥應(yīng)用的又一里程碑,相信在不就的將來,低熱水泥混凝土的應(yīng)用將會上一個新的臺階。
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