序言二
水工隧洞,国内外通常按限裂结构设计,未计入温度作用,施工期基本没有采用温控措施防止混凝土温度裂缝。我国长江三峡水利枢纽中的水工隧洞设计,依据当时的《水工隧洞设计规范》(SD 134-84)和国内外类似的工程经验,开始也是按限裂结构设计,没有明确温控防裂要求。1999年初,双线五级船闸地下输水洞早期浇筑衬砌混凝土发生规律性裂缝,由于其国际知名度和“百年大计、质量第一”的要求,这一问题引起工程建设和设计单位的高度重视,先后开展了室内、现场试验和有限元法仿真计算,通过科学研究和运行、耐久性、强度、温控防裂等方面的论证,混凝土强度采取90d龄期设计和粉煤灰掺量增至20%(突破了当时规范的限制),采取用制冷混凝土浇筑、缩短结构缝长度至8m、厚度较大的部分结构段通水冷却、冬季洞口挂帘保温等措施,使2000年及以后浇筑混凝土施工期没有发生温度裂缝。这些成果在三峡右岸地下电站输水隧洞进一步应用,后期浇筑混凝土粉煤灰掺量增大到30%,也取得温度裂缝明显减少的效果。
借鉴三峡双线五级船闸地下输水洞温控防裂强度成功的经验,在溪洛渡和向家坝地下电站输水隧洞、泄洪洞衬砌混凝土温控防裂工作中,事前开展结构优化和温控设计研究,提出防裂技术要求和温控标准指导施工,施工过程中进一步深入开展更加符合地下工程混凝土温控防裂特点的理论和技术研究,理论与实践结合、室内与现场浇筑试验相结合,实时研究优化,取消过缝钢筋、合理减小分缝分块、进一步提高粉煤灰掺量到25%~30%、部分采用低热水泥混凝土、全面采用制冷混凝土浇筑和通水冷却等,混凝土温控防裂取得了良好的效果。这些成果和经验不断升华,运用于白鹤滩和乌东德等水电站工程建设。
编写《水工隧洞衬砌混凝土温控防裂技术创新与实践》和《水工隧洞衬砌混凝土温控防裂理论与应用》,及时、系统地总结和介绍水工隧洞衬砌混凝土温控防裂的策划、理论、结构设计与混凝土性能优化的成果,有利于更经济合理、更有效地提高水工隧洞的运行寿命,可以在国内外水利水电工程建设中获得更广泛的应用和社会效益。
2015年2月8日