碾压式砼重坝施工工艺技术要点(王院长).doc

碾压式砼坝施工工艺技术要点 中国水电十五局科研院 王 星 照 重力坝是一种古老坝型，以其体型简单、便于泄洪和能适应多种地基条件而被广泛采用。在漫长的坝工发展史上，特别是20世纪利用混凝土建坝以来，重力坝起了重要的作用。目前，最高的混凝土重力坝已达到284m高度，三峡混凝土大坝的体积已达1600万m3。 但混凝土坝依靠自重维持稳定，断面不免偏大，材料强度未能充分利用，常规的施工方法使工期较长，造价也常较贵。随着坝高不断增加，拱坝和土石坝成为其强有力的竞争对手。一段时期以来，重力坝在大坝中的比重明显降低。直到20世纪80年代，出现了采用超干硬性混凝土和振动碾压实方式的建坝技术，混凝土重力坝又面临了新的飞跃。这种称为“碾压混凝土重力坝”的新坝型，在施工速度和工程造价上较常规混凝土重力坝有明显优势，所以一出现就在世界各国得到迅速推广。我国发展最为迅速，现已成为碾压混凝土坝最多的国家。更重要的是，我国的碾压混凝土重力坝不仅在数量上，而且在建坝高度和科技发展上均居于世界前列。高达216.5m的龙滩水电站大坝，是迄今为止世界上已建、在建的高碾压混凝土坝之冠。 一、碾压砼坝的主要优点 碾压混凝土坝综合了混凝土坝运行安全和土石坝施工快速的特性。 主要优点有： 1、工期短 碾压混凝土筑坝改变了常态混凝土筑坝用振捣器插入振捣密实的方法，代之以在层面振动碾压，将土石坝大型施工机械用到混凝土坝上，实现快速、大仓面碾压施工。碾压混凝土坝断面尺寸与常态混凝土坝相似，但坝体结构简单、不设纵缝、不以模板形成横缝，所以浇筑速度比常态混凝土坝大为加快。和土石坝相比，碾压混凝土坝断面小、工程量小，又采用与土石坝相同的施工机械，所以碾压混凝土坝比土石坝工期短。我国岩滩水电站主坝于1989年11月10日创造了10681m3的最高日浇筑强度。我国江垭碾压混凝土坝采用斜层平推铺筑法，仓面面积扩大，施工进度进一步加快。最大仓面面积12000m2，为平层通仓法仓面面积的2.05倍；月浇筑混凝土12万m3，浇筑强度提高1.2倍；碾压混凝土铺筑效率提高1.25～1.43倍。此外，施工工期较原设计的常态混凝土坝方案缩短1年以上。 2、造价低 碾压混凝土和常态混凝土相比，水泥用量少。此外，碾压混凝土坝还节约了模板工程量。根据一些工程估算，节省水泥11%，混凝土单价降低10%左右，从而节约能源和投资；可节约模板费用30%，同时节省了冷却、接缝灌浆费用。坑口坝碾压混凝土单价为同强度常态混凝土单价的88%。天生桥二级碾压混凝土单价为常态混凝土单价的77%。和土石坝相比，碾压混凝土坝体积小、省建筑材料；坝基宽度小，减少了开挖和基础处理范围；施工导流及泄洪建筑物的长度缩短；而且可把泄洪建筑物布置在河床内，不必在河床外另设溢洪道。 二、碾压砼筑坝的类型和方法。 1、目前碾压砼的筑坝方法大致有三种主要类型 （1）日本式的碾压砼筑坝方法，称为RCD（Roller Compacted Dam） （2）欧美式的碾压砼筑坝方法，称为RCC（Roller Compacted Concrele） （2）中国式的碾压砼筑坝方法，称为RCCD（Roller Compacted Concrele Dam） 2、中国式碾压砼的筑坝方法： 中国式的碾压砼坝RCCD采用大面积薄层连续浇筑的方法。混凝土摊铺和碾压的层厚一般为30cm，这样可防止骨料分离，压实振动波易传到层底，使每层上下部压实均匀。为保证层间胶结良好，层间允许间隔时间从下层混凝土拌和物拌和加水时起到上层混凝土碾压完毕为止，需控制在混凝土初凝时间以内，层厚和浇筑的仓面面积受此制约。碾压混凝土振动碾压遍数约为6～8遍，连续浇筑3～4层后，宜间歇（2～3）d。通常仅对施工缝和冷缝采用刷毛、冲毛等方法，清除混凝土表面的浮浆和松动骨料，然后进行铺设砂浆层的处理，对于连续筑的碾压混凝土，要求施工层面具有足够的抗渗性和层间胶结强度。此外，碾压混凝土还要求适应重力坝温控的需要。 RCCD混凝土据一些工程试验和原型观测发现，有以下几方面特性： （1）强度增长缓慢，后期继续增长。这类混凝土水硬化缓慢，所以强度增长也慢。在龄期（28～90）d以后，粉煤灰中的二氧化硅（SiO2）与水泥水硬化产生的硅质水氧化物反应，生成大量水硬化钙硅胶体，充满孔隙，使混凝土更为密实。其后期强度的增长远高于不加粉煤灰的混凝土，90d和180d龄期的抗压强度分别为28d龄期抗压强度的140%～200%和170%～230%，这是有利的。不足之处是早期强度较低，施工期要加强养护。舟坝水电站大坝砼配合比试验时，90天令期强度是28天抗压强度的132%～151%。 （2）水硬化发热量少，发热缓慢。实际工程观测得到，坝内最大温升约为（10～15）℃，发生在龄期（40～80）d；低温季节浇筑的混凝土最大温升较低，