针对重力条件下的水电大坝混凝土结构监测研究

针对重力条件下的水电大坝混凝土结构监测研究

唐朝    ,谢江华

长江空间信息技术工程有限公司（武汉）  邮编：430000

摘要：整个水电工程的完成成功与否很大程度上与大坝混凝土优劣有关，混凝土的好坏与原材料、配比、施工能力等很多方面有关，所以加大对混凝土质量的控制力度十分必要，必须对水利工程大坝进行严格要求。如果在施工过程中有一点不符合安全标准，就会有不可估计的后果。发现相关问题并积极去解决至关重要。

关键词：重力条件；水电大坝；混凝土结构；监测研究

引言

碾压混凝土水库大坝是所有类型的水库大坝中最常见且是当前性能最好的水库大坝，具有较为良好的综合性能。碾压混凝土水库大坝工程施工是一项比较复杂的工作，涉及到多方面的施工作业，并且存在着一定的施工安全隐患和问题，在碾压混凝土水库大坝工程的施工过程中存在的任何细微失误都有可能导致碾压混凝土水库大坝出现安全问题。

1设备分析与诊断方法

水电站各种设备的构成、运行机制、失效模式各不相同，针对设备的监测方式、分析方法、故障诊断一直是状态监测领域的研究重点，向家坝电站状态监测系统中使用的有特征值分析法、专家知识库法、趋势分析法等。(1) 特征值分析法。使用特定的计算方法对监测信号进行数值分析，提取与故障相关的信号分量。如机组振摆监测中的时域 - 频域变化法、气隙监测中的转子圆度计算、变压器油中溶解气体监测中的三比值法等，均能非常有效的进行定量计算和分析，诊断出故障原因。(2) 专家知识库法。利用已经积累的经验数据构建专家知识库，可对一些常见的故障或性能降低的情况予以诊断，具有比较明显的效果。如发电机局部放电监测中建立的专家知识库，收集了各种放电类型的放电次数、放电幅值、放电相位图谱，以及各种机组的放电数据，监测数据通过与专家知识库进行比对，可以诊断出故障类型及故障部位。(3) 趋势分析法。设备的失效和故障往往是一个长期的过程，对设备监测数据进行长时间区域的趋势分析是一个通用手段，特别是同种工况下的趋势分析非常有效。向家坝水电站设立专门的趋势分析系统，可对振动摆度、气隙、压力脉动、局部放电、油色谱数据等进行不同工况下的趋势分析，判别设备的健康状况，预测发展走向。状态监测系统中也还有其它多种分析诊断方法，如故障树法、神经网络、模糊逻辑等。总的来说，水电厂内设备故障情况比较复杂，特别是机组的故障与一般旋转机械相比有其特殊性，需要考虑机械、流体、电磁等多方面的受力和耦合，对其进行全面的故障诊断具有相当大的难度。

2碾压混凝土水库大坝施工安全管理的问题

2.1施工安全监控力度弱

碾压混凝土水库大坝工程项目的施工周期一般都比较长，施工作业规模庞大，在开展施工安全监督管理时并不容易，有很多施工安全管理死角并没有被有效地监控到。因此，当前碾压混凝土水库大坝的施工安全的监督控制力度相对较弱，没有能够对碾压混凝土水库大坝工程的施工开展全过程以及全方位的监督控制。在碾压混凝土水库大坝的施工安全管理部门在施工现场对相关的施工项目进行监督管理和质量控制时往往不能对所有的项目内容进行监督管理，存在着部分尚没有被监控到的施工项目和质量控制内容。在短时间，碾压混凝土水库大坝施工安全管理人员无法继续应用传统的监督管理模式和流程来对碾压混凝土水库大坝进行高效的监督管理，迫切地需要进行制度创新，以完善水库大坝的施工安全监督管理制度。

2.2施工现场秩序混乱

碾压混凝土水库大坝施工需要到水库大坝的建设现场开展相关的建筑工程施工，而即使是小型水库大坝也具有较大的建筑施工量，施工周期较长，所需要应用到的各类建筑材料比较多样。在此背景下，碾压混凝土水库大坝的施工现场会比较混乱。比如说材料堆放和管理的混乱，碾压混凝土水库大坝的施工人员和施工材料管理人员会随意地将建筑材料堆放在现场，不合理的材料储存环境可能会导致建筑材料的性能受损。另外，碾压混凝土水库大坝施工聚集了现场形形色色的施工人员、技术人员和运输人员，人员统计和安全管理是一项较为困难的工作。因此，碾压混凝土水库大坝的施工秩序比较混乱，各种建筑材料和建筑人员进入施工现场的门槛不够高，极大地硬撑着碾压混凝土水库大坝施工作业的效率。

2.3施工人员安全意识不足，安全责任落实不到位

施工人员安全意识不足的问题是实际上是一个普遍存在于各种建筑工程施工项目中的问题，在碾压混凝土水库大坝的建设过程中，同样也深受其害。碾压混凝土水库大坝的施工技术人员因为缺乏相应的安全管理意识和责任而导致各种各样的施工安全隐患出现的状况并不少见。随着信息化技术的广泛使用，碾压混凝土水库大坝的建设对高质量的安全管理人才的需求越来越高，人才成为了项目工程建设中的重要元素。而碾压混凝土水库大坝施工人员安全意识的不足和安全责任不落实可能会给整个水库大坝带来不可磨灭的影响，导致施工人員没有正确的思想观念去指导安全生产和施工作业，影响在碾压混凝土水库大坝施工建设的安全水平，导致施工人员随意地开展水库大坝的建筑工程建设工作，严重影响着水库大坝的施工安全性。

3大坝混凝土施工技术要点

3.1混凝土原材料

混凝土的原料有水泥、外加剂、水、掺合料、细骨料和粗骨料等几种物质构成，合理选用原材料是使混凝土质量达到标准的最主要的保障。水泥的质量对混凝土的质量和硬度都产生了直接的影响，运送到工地的每一批水泥原料都需要对出厂合格证进行严格的检验，使用单位需要对水泥原料进行检验和验收工作。混凝土原材料中直径大于5mm的骨料被叫作为粗骨料，粗骨料分为天然卵石和人工碎石这两种，由卵石制作而成的混凝土具有较高的和易性，相对较为密实，但是与水泥浆之间的黏合能力较差，且卵石的颗粒坚硬程度存在较大差异。泥粉会在骨料的表面形成包裹层，不利于骨料与水泥之间形成结合力，降低了混凝土的强度和硬度，因此，粗骨料的含泥量应当符合相应的标准，不能含有泥块。骨料的坚硬程度指的是在外力的因素下骨料的抗碎裂的能力，可以使用硫酸钠检验骨料的抗碎裂的能力，骨料在经过五次硫酸钠溶液的循环之后，损失的质量应当符合相应的标准。细骨料在开采过程中也应当对碱活性进行检测，在发现有潜在危险时，采取相應措施，并经过专门的实验和论证后，再将其投入使用。混凝土用水分为拌和用水和养护用水。拌和用水能够与水泥中矿物成分作用生成具有胶凝作用的水化物，水的品质会影响混凝土的凝结时间、强度和耐久性。养护用水的作用是为混凝土补充水分，使水化反应持续进行。在拌混凝土时所使用的水不应当含有影响水泥结块的有害物质，水的pH值、硫酸盐、Cl含量均不得超过标准要求，因此一般不得用海水拌制混凝土。一些地表水和地下水在用来拌混凝土时，应当依据相关的水质标准对其进行检测，检验合格后方可使用。

3.2混凝土配合比

组成物质的各种比例关系，混凝土的组成物质配比应当具备相应的质量规范，使混凝土能够满足相应的强度等级要求和合理的结构性;满足施工环境对于混凝土的抗渗性要求和抗冻性要求;满足施工过程中对于混凝土的和易性要求。混凝土配比指的是采用发热量较低的水泥和减少单位水泥用量是降低混凝土水化热温升的最有效措施。

3.3混凝土施工

混凝土运输主要采用搅拌罐车和自卸车这两种运输工具，搅拌罐车具有密封性良好、途中可进行搅拌的优点，能够保证混凝土的质量。配备的振动装卸车具有成本低和装卸速度较快的优点，但是在运输过程中，需要严格的进行密封和遮蔽，避免水分蒸发和砂浆流失，对于混凝土具有温度要求时，应当对运输车辆进行保温措施的加持。混凝土的浇筑方式具有揽机入仓和皮带机入仓等几种方式，依据施工现场不同的情况和浇筑位置的差异，可以选择不同的入仓方式。浇筑模板应当事先确定好尺寸，确保其支撑牢固，能够达到施工验收的标准。模板安装之前，应当根据图纸对相应的配件和用量进行测算，并对工地内的模板质量进行严格检验，确定好模板的安装位置之后，在对模板的衔接缝隙处安装胶条，防止混凝土在浇灌过程中存在跑浆和漏浆的情况。模板表面也需要平滑完整，脱模剂保持在均匀的2～3mm之间。建筑浇筑工作之前，应当对仓面进行验收，仓面不应当存在杂物，钢筋位置的分布应当符合相应的要求。为了保证浇筑工作能够高效优质地进行，混凝土浇筑工作应当由低向高进行分层浇筑，确保每层混凝土的浇筑厚度能够在预计的标准之内，具体厚度应当根据实际情况而定。为了防止混凝土出现离析的情况，浇筑过程中混凝土自由落体的高度应当保持在2m之内。混凝土浇筑工作也应连续进行，间歇时间需要在规范的时间内，并留置施工缝，施工缝也是浇筑环节中较为薄弱的环节，应当在建筑结构的受力较小的部位。浇筑工作可以事先在底部铺一层10～15mm的水泥浆，大体积浇筑时，可以采用以下方法减少混凝土温度回升的情况：首先可以对浇筑进行有序地分层和分块，在基础部位采用薄层浇筑法，其次可以避免在天气最热的时段浇筑混凝土，再次可以对较大的场面使用台阶式浇筑法，最后可以采用临时布覆盖的方式，避免浇筑仓内混凝土由于阳光照射和温度较高丢失水分，也可以设置喷雾装置，使场内环境的温度和湿度能够更加适宜。现浇混凝土能够增强混凝土的密实性并提升混凝土的强度。

结语

沥青混凝土心墙的施工质量直接关系到整个大坝的运行安全与使用效果。本文对沥青混凝土心墙施工技术以及施工质量控制管理进行了一 定的研究，在实际工作开展中，需要从多方面入手做好施工质量控制工作，以保证工程顺利、高质量建设完成。

参考文献

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