(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211076073.X (22)申请日 2022.09.01 (71)申请人 武昌理工学院 地址 430200 湖北省武汉市武昌江夏大道 16号 (72)发明人 黄娅军　段亚辉　喻鹏　段次祎　 王雷　吴博　 (74)专利代理 机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 42222 专利代理师 俞琳娟 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 硅粉衬砌混凝土封闭洞口保温实时控制计 算方法 (57)摘要 本发明提供硅粉衬砌混凝土封闭洞口保温 实时控制计算方法， 以利于更优化控制龙落尾段 硅粉衬砌混凝土温度裂缝， 现场通过内部温度观 测与简便 快速计算， 实时进行内外温差控制和封 闭洞口保温设计， 并及时实施封闭洞口保温。 硅 粉衬砌混凝土封闭洞口保温实时控制计算方法 包括： 步骤1.获取泄洪洞硅粉衬砌混凝土温度裂 缝控制资料； 步骤2.计算泄洪洞硅粉衬砌混凝土 容许内外温差 【 △Tnw】 ； 步骤3.实时监测和分析 硅粉衬砌混凝土内部温度观测信息， 得到内外温 差的监测值； 步骤4.将容许内外温差 【 △Tnw】 与 监测值进行比较， 根据比较结果实时分析并合理 采取封闭隧洞口保温措施。 权利要求书1页 说明书8页 附图8页 CN 115455533 A 2022.12.09 CN 115455533 A 1.硅粉衬砌混凝 土封闭洞口保温实时控制计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1.获取泄洪洞硅粉衬砌混凝 土温度裂缝控制资料； 步骤2.根据获取的资料计算泄洪洞硅粉衬砌混凝 土容许内外温差 【 △Tnw】 ： 【△Tnw】 ＝47.32β ‑64.44H/L ‑0.25C‑0.69Ta‑0.12E+0.19H ×C+33.81(公式1)式中： β 为 硅粉掺量； H为硅粉衬砌混凝土结构厚度； L为衬砌结构段最长边的长度， 当边墙高度大于 分 缝长度时取边墙高度； C为硅粉衬砌混凝土90d设计龄期强度等级； Ta为混凝土浇筑期洞内 气温值； E为围岩变形模量； 步骤3.实时监测 和分析硅粉衬砌混凝 土内部温度观测信息， 得到内外温差的监测值； 步骤4.将容许内外温差 【 △Tnw】 与监测值进行比较， 根据比较结果实 时分析并合理采取 封闭隧洞口保温措施。 2.根据权利要求1所述的硅粉衬砌混凝土封闭洞口保温实时控制计算方法， 其特征在 于： 其中， 在步骤1中， 获取的泄洪洞硅粉衬砌混凝土温度裂缝控制资料包括： 泄洪洞工程 概况、 水文气象信息资料、 及硅粉衬砌混凝 土温控设计技 术要求。 3.根据权利要求1所述的硅粉衬砌混凝土封闭洞口保温实时控制计算方法， 其特征在 于： 其中， 步骤3包括如下子步骤： 步骤3.1通过安装在硅粉衬砌混凝 土内部中心的温度传感器， 监测内部温度； 步骤3.2分析硅粉衬砌混凝 土内部温度观测资料， 确定内部最高温度Tmax； 步骤3.3计算硅粉衬砌混凝 土内外温差的监测值： △Tnw＝Tmax‑Ta                        (公式2) 由于隧洞内衬砌混凝土不会采取覆盖保温， 而且表面混凝土温度 下降迅速达到洞内气 温， 因此混凝 土表面温度近似取洞内气温， 即 混凝土浇筑期洞内气温Ta。 4.根据权利要求1所述的硅粉衬砌混凝土封闭洞口保温实时控制计算方法， 其特征在 于： 其中， 步骤4包括如下子步骤： 步骤4.1比较分析内外温差 △Tnw是否超过容许值 【 △Tnw】 ； 步骤4.2如果 △Tnw≤ 【△Tnw】 ， 则不需要采取保温措施； 如果 △Tnw＞ 【△Tnw】 ， 则封闭洞口 保温。 5.根据权利要求4所述的硅粉衬砌混凝土封闭洞口保温实时控制计算方法， 其特征在 于： 其中， 在步骤4.2中， 如 果 【△Tnw】 ＜△Tnw≤ 【△Tnw】 +2.0℃， 则采取简易的挂帘封闭洞口 保温； 如果 △Tnw> 【△Tnw】 +2.0℃， 则采取严格封闭洞口保温。 6.根据权利要求5所述的硅粉衬砌混凝土封闭洞口保温实时控制计算方法， 其特征在 于： 其中， 简易挂帘封闭洞口保温， 是指采用厚度小的土工布、 塑料薄膜以悬挂方式布满洞 口的封闭洞口方式， 其各 条/块之间结合 不紧密， 存在透风漏洞或者间隙； 严格封闭洞口保温， 是指采用厚实的保温被、 棉毡严格固定整体密封洞口的封 闭洞口 方式， 封闭结构形成整体， 不存在透风间隙。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115455533 A 2硅粉衬砌混凝土封闭洞口保温 实时控制计算方 法 技术领域 [0001]本发明属于混凝土温度裂缝控制技术领域， 具体涉及硅粉衬砌混凝土封闭洞口保 温实时控制计算方法。 背景技术 [0002]《混凝土坝温度控制设计规范》 (NB/T  35092‑2017)定义， 内外温差是指混凝土内 部最高温度与混凝土表面温度之差。 内外温差是混凝土温度裂缝控制的重要参数， 不同结 构和硅粉等 不同掺合料混凝 土水化过程差异， 会导 致混凝土内外温差的显著差异。 [0003]为提高泄洪洞龙落尾段高流速区(图1)混凝土的抗冲耐磨性能， 常掺入硅粉(掺合 料)， 混凝土热学、 力学、 抗冲磨、 施工等性能均发生明显变化。 特别是， 早期收缩变形性能相 对较大些， 容易发生早期表面裂缝。 如图2白鹤滩泄洪洞龙落尾段边墙硅粉混凝土， 由于早 期内外温差较大导致表面温度应力较大， 加之没有及时封闭洞口保温和良好保湿养护等原 因， 混凝土表面在早期产生 龟背状微裂纹。 虽然后 期加强养护和保温后微裂纹自愈闭合， 但 也造成微损伤， 影响混凝 土强度和耐久性。 [0004]衬砌是泄洪洞龙落尾段必然采用结构(图3)， 水工隧洞和结构混凝土等有关规范 条文中没有关于衬砌混凝土内外温差控制的规定和标准。 对于封闭保温门至洞口段， 可以 按照大坝等大体积混凝土进行表面保温设计计算(虽然目前采用有限元法、 差分法等计算 复杂， 而且需要进行大量混凝土物理力学、 热学性能试验)。 但对于龙落尾洞内衬砌硅粉混 凝土， 由于洞内气温相对自然环境变幅小 些， 不会采取表面覆盖或者包裹保温， 所以至今也 没有过有关隧洞洞内衬砌混凝土内外温差控制或者设计计算的研究， 更没有控制标准和控 制措施设计方法。 但与大体积混凝土一样， 内外温差仍然是产生温度裂缝的重要因素， 而且 衬砌结构厚度小， 内外温差产生表面几何温度梯度特别大， 是早期表面裂缝产生的主要原 因， 通水冷却等 温控措施既要降低内部最高温度， 也要减小内外温差。 而且不同结构和硅粉 等不同掺合料混凝 土水化过程差异， 会导 致混凝土内外温差的显著差异。 [0005]因此， 对龙落尾硅粉衬砌混凝土， 迫切需要进行内外温差研究， 提出简便的、 精度 较高的、 可以快速计算的内外温差容许值控制标准， 可以供施工人员 在现场通过内部温度 观测和简便的快速计算， 实时进行内外温差控制和封闭洞口保温设计。 发明内容 [0006]本发明目的在于提供硅粉衬砌混凝土封闭洞口保温实时控制计算方法， 以利于更 优化控制龙落尾段硅粉衬砌混凝土温度裂缝， 现场通过内部温度观测与简便快速计算， 实 时进行内外温差控制和封闭洞口保温设计， 并及时实施封闭洞口保温。 [0007]本发明为了实现上述目的， 采用了以下 方案： [0008]如图4所示， 本发明提供硅粉衬砌混凝土封闭洞口保温实时控制计算方法， 其特征 在于， 包括以下步骤： [0009]步骤1.获取泄洪洞硅粉衬砌混凝 土温度裂缝控制资料；说　明　书 1/8 页 3 CN 115455533 A 3