呼和浩特抽水蓄能电站下水库碾压混凝土拦沙坝温控设计

张怀芝 吴宝隆

1 工程概况

呼和浩特抽水蓄能电站位于内蒙古自治区呼和浩特市东北部的大青山区，属严寒地区，坝区多年平均气温6.3℃。本工程总装机容量1 200 MW，工程规模为大（1）型。下库拦沙坝为碾压混凝土重力坝，采用“金包银”方式，即上游2.0 m防渗层，下游2.0 m保护层和1.5 m基础垫层为常态混凝土；坝顶高程均为1 401 m，最大坝高为58 m，坝顶长度为200 m，坝体最大底宽58 m；坝体不设纵缝，只设横缝，共分12个坝段，横缝间距除右岸①坝段为14.0 m和左岸⑩～○12坝段为14.0 m外，其余②～⑨坝段为18.0 m。

2 基本资料及设计参数

2.1 水文气象资料

本工程区位于中温带季风亚干旱气候区，具有冬长夏短、寒暑变化急剧、蒸发量大的特征。坝区多年平均气温6.3℃，坝区最大风速为20.0 m/s。坝址区水文气象资料具体见表1。

表1 坝址区水文气象资料

2.2 混凝土材料分区及配合比

坝体内部采用三级配碾压混凝土C9015W4F100，坝体垫层、坝体上游防渗层（死水位以下）、坝后保护层（回填区）采用三级配常态混凝土C9025W8F150，坝体上游防渗层（死水位以上）、坝后保护层（回填区以上）、坝顶采用二级配常态混凝土C9025W8F300。基础垫层采用1.5 m厚的常态混凝土。混凝土材料参数见表2。坝体典型断面及分区如图1所示。

表2 混凝土配合比主要参数

图1 拦沙坝典型断面及分区

2.3 混凝土的热力学参数

依据本工程的试验资料及相关资料，各混凝土的热力学参数见表3。

表3 混凝土热力学参数

3 混凝土温控标准

3.1 稳定温度

拦沙坝稳定温度场计算结果如图2所示。

图2 拦沙坝稳定温度场（单位：℃）

3.2 温控标准

利用三维有限元法，经对拦沙坝施工期及运行期温度场及温度应力场的仿真计算分析，确定了坝体基础允许温差、坝体最高允许温度等温控标准。……