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低热水泥混凝土助力“超级水电站”

编辑:华伟银凯   发布时间:2019-8-15 

  低热水泥具有良好的工作性、低水化热、高后期强度、高耐久性、高耐侵蚀性等通用硅酸盐水泥无可比拟的优点。研究和应用结果表明,低热硅酸盐水泥所配制的混凝土后期强度远高于中热硅酸盐水泥混凝土;绝热温升比中热硅酸盐水泥混凝土低35℃;干缩小,自生体积变形为微膨胀。这一切说明低热硅酸盐水泥对进一步提高大坝混凝土的抗裂性,减少大坝混凝土裂缝,提高混凝土耐久性,将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级水电站,乌东德水电站即将建成,它是我国第四座、世界第七座跨入千万千瓦级行列的超级水电站。乌东德水电站计划于2020年7月下闸蓄水,2021年12月投产发电。未来,金沙江上的乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝四座梯级电站,将形成装机容量达4646万千瓦的规模,相当于两个“三峡工程”,年发电量约1900亿千瓦时。
乌东德水电站是世界上少有的巨型水电站,拦河大坝为混凝土特高双曲拱坝,最大坝高270米,装机容量10200千瓦,两岸将各安装6台单机容量850千瓦的水轮发电机组。坝高居世界第六,泄洪量居世界第三。面对这样一座超级工程,建设者面临着诸多世界级难题。


低热水泥混凝土助力“超级水电站”


  乌东德水电站大坝是混凝土双曲拱坝,坝底海拔718米,坝顶海拔988米,最大坝高达270米。然而,大坝底部的厚度仅为51米。这样的比例让乌东德水电站成为目前世界上最薄的300米级拱坝,纤细的身材要承载起千万级特大型水电站的蓄水,无疑对混凝土的浇筑质量提出了前所未有的高要求。
乌东德大坝的混凝土浇筑总量约为280万立方米。在这么大体量的混凝土浇筑中,温度控制至关重要,因为温差变化过大,会导致混凝土发生开裂,威胁大坝安全,这一直是水电工程中的世界性难题。
  乌东德水电站地处金沙江干热河谷地区,日照强烈,最热的时候大坝施工平台的气温高达40多度。而乌东德水电站全坝采用的低热水泥混凝土,是世界水坝建造史上的一个创举。
低热水泥堪称大坝的“退烧药”。这味“退烧药”是三峡人数十年艰辛“研发”的成果。全部坝体都用低热水泥,这还是第一次。
  在施工现场,记者看到,混凝土的显示温度为7.1度,而这时的大气温度是29度。
  按照施工要求,大坝混凝土的浇筑温度不能超过18度,为了确保在高温天气下达到施工要求,施工仓面设置了喷雾机来降低仓面环境温度。即便室外温度是有三四十度,可是仓内温度依旧可以控制在20-30度的水平。
  为了全方位感知大坝各个部位的温度,乌东德大坝通过在混凝土里预埋温度计和冷却水管,可实时感知混凝土温度。通过智能通水系统,即可自动调节通水流量,实现混凝土冷却过程智能化。
  如果说温度控制确保了大坝骨骼坚硬,肌肉结实,那么将水泥浆灌入裂隙,凝固后使岩石缝隙之间、大坝和山体之间融成一体,则是让大坝进一步强筋健骨,这也被形象地称为对山体进行补钙。
  乌东德大坝最深的一层灌浆和排水廊道,横穿大坝底部并延伸到两边的山体中,为了防止大坝上游的水渗透到下游,地上打了一些帷幕孔,最大的帷幕孔深度达到110米。
  据悉,主帷幕总工程量是50万米,大概有1万多个灌浆孔,整个帷幕连起来就像一个大的幕布,把上游的水牢牢地挡在了大坝前面。
  乌东德水电站的建设,是低热水泥应用的又一里程碑,相信在不就的将来,低热水泥混凝土的应用将会上一个新的台阶。


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