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低熱水泥混凝土助力“超級水電站”

編輯:華偉銀凱   發布時間:2019-8-15?

  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點。研究和應用結果表明,低熱硅酸鹽水泥所配制的混凝土后期強度遠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月投產發電。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4646萬千瓦的規模,相當于兩個“三峽工程”,年發電量約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,建設者面臨著諸多世界級難題。


低熱水泥混凝土助力“超級水電站”


  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,溫度控制至關重要,因為溫差變化過大,會導致混凝土發生開裂,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,日照強烈,最熱的時候大壩施工平臺的氣溫高達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舉。
低熱水泥堪稱大壩的“退燒藥”。這味“退燒藥”是三峽人數十年艱辛“研發”的成果。全部壩體都用低熱水泥,這還是第一次。
  在施工現場,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到施工要求,施工倉面設置了噴霧機來降低倉面環境溫度。即便室外溫度是有三四十度,可是倉內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,即可自動調節通水流量,實現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,則是讓大壩進一步強筋健骨,這也被形象地稱為對山體進行補鈣。
  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到110米。
  據悉,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,把上游的水牢牢地擋在了大壩前面。
  烏東德水電站的建設,是低熱水泥應用的又一里程碑,相信在不就的將來,低熱水泥混凝土的應用將會上一個新的臺階。


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