锦屏一级混凝土温控预测报告必威体育精装版6-27.docVIP

复杂环境下坝高300m以上混凝土双曲拱坝温度实时控制及快速施工技术研究 四川省雅砻江 锦屏一级水电站 基础约束区混凝土夏季浇筑的仿真分析 中国水利水电第七工程局有限公司 SINOHYDRO BUREAU 7 CO.， LTD. 武汉大学水利水电学院 COLLEGE OF WATER RESOURCES HYDROPOWER WUHAN UNIVERSITY 二○一○年六月 委 托 方：中国水电第七工程局受 托 方：武汉大学 项目负责人：常晓林 报告审定人：周 伟 报告撰写： 周 伟 计算分析： 周 伟 马 刚李 1 前言 4 1.1 工程概况 4 1.2 主要研究内容 4 2 基本计算原理及关键技术处理 6 2.1 温度场计算的基本原理 6 2.2 温度应力计算的基本原理 7 2.3 温控反馈分析关键技术处理 9 2.4 有限元仿真计算模型 11 2.5 温度及温度应力仿真计算流程 12 3 基本计算资料 13 3.1 气象水文资料 13 3.2 混凝土力学及热学参数 13 3.2.1 混凝土绝热温升 13 3.2.2 混凝土的热学性能 13 3.2.3 混凝土的力学性能 14 3.2.4 混凝土自身体积变形 14 3.3 大坝混凝土温控设计要求和控制标准 15 3.3.1 温度控制标准 15 3.3.2 应力控制标准 15 4 高温季节温控仿真优化研究及预测分析 17 4.1 考虑太阳辐射引起的温升 17 4.2 通水冷却控制措施研究 18 4.2.1 设计通水方案 18 4.2.2 改进通水方案 19 4.3 12#坝段夏季温度仿真预测分析 21 4.3.1 分期通水方案仿真分析（工况1） 21 4.3.2 改进通水方案仿真分析（工况2） 24 4.3.3 两种方案成果分析及比较 26 5 不同施工进度下的仿真分析 32 5.1 施工进度仿真方案 32 5.2 仿真结果分析 34 6 结论及建议 36 前言 工程概况 锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州盐源县和木里县境内，是雅砻江干流下游河段的控制性水库梯级电站，在雅砻江梯级滚动开发中具有承上启下的重要作用。其建设总工期9年3个月，工程静态总投资183.7亿元，总投资232.3亿元。 本工程规模巨大，其总装机容量3600MW，多年平均年发电量166.2亿kW.h，为国家“西电东送”战略的骨干电源点，拥有多项世界第一，包括305米的世界第一高拱坝、世界规模最大的水工隧洞等。它与二滩水电站联合运行共有150多亿立方米的库容，补偿效益还可延伸至金沙江下游和长江葛洲坝、三峡电站，同时具有重要的拦沙、蓄洪作用，减轻长江中下游防洪负担。 其坝址以上流域面积10.3万km2，占雅砻江流域面积的75.4％。坝址处多年平均流量为1220m3/s，多年平均年径流量385亿m3。水库正常蓄水位1880m，总库容77.6亿m3，调节库容49.1亿m3，具有多年调节能力。电站水坝为混凝土双曲拱坝，坝顶高程1885.5m，坝顶宽度16.0m。 枢纽主要建筑物由混凝土双曲拱坝、坝身4个表孔+5个深孔+2个放空底孔与坝后水垫塘、右岸一条有压接无压泄洪洞及右岸中部地下厂房等组成。表孔孔口尺寸11.0×12.0m；深孔孔口尺寸5×6m；放空底孔尺寸5×5m；坝后采用复式水垫塘，长390.0m，右岸有压接无压的泄洪洞，工作闸的孔口尺寸为13.0×10.5m，能够宣泄5000年一遇15400m3/s的洪水。 温度场计算的基本原理为全面反映温度对坝体结构特性的作用与影响，需要研究坝体施工期的温度场、初期蓄水过程中坝体随气温与水温等因素变化的变化温场、运行蓄水期的稳定（准稳定）温度场。根据热量平衡原理，可导出固体热传导基本方程： (2.1-1) 对于无内部放热（ω=0）及某一确定时刻，上式退化为 (2.1-2) 式中 、、为导温系数，、、为导热系数，为材料比热，为材料容重，，分别描述任意时刻和温度。 温度场的边界条件主要分以下三种情况： 第一类边界条件：已知边界S上的温度分布， （2.1-3） 第二类边界条件：已知边界S上的热流密度，, n为S外法向（2.1-4） 第三类边界条件：已知边界S上对流条件： （2.1.5） 式中，为已知函数，h为表面对流系数，T0为环境温度。 将求解区域R划为有限个单元Ωe，引入单元形函，则单元内任意点的温度可由构成单元m个节点温度插值： （2.1-6） 根据变分原理,可导出满足热传导基本方程和边界条件的