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中国碾压混凝土筑坝技术及其发展

自1981年开始,我国对碾压混凝土筑坝技术进行全面的探索研究和建设实践,在科学技术研究及

筑坝建设方面都取得了令人瞩目的丰硕成果,形成一整套较成熟的筑坝新技术,它在水利水电工程

建设中发挥了积极的作用.

1中国碾压混凝土筑坝技术发展水平

我国的第一座碾压混凝土坝--福建大田县坑口重力坝,已建成投产14年,运行经验和实际观测证

实,坑口大坝设计和施工采用的技术路线是正确的,尽管许多技术在当时还是首次应用,但仍获得

成功,成功的关键在于以严格的科学试验研究成果、分析论证与积极开拓创新相结合作为技术基础.

由此形成了以整体式坝体结构、中胶凝材料高掺粉煤灰、大仓面薄层连续浇筑为特点的符合我国

实情的碾压混凝土筑坝技术模式,这是我国碾压混凝土筑坝技术发展的一个重要里程碑.

坑口碾压混凝土坝以其筑坝速度快、工期短、投资省等优越性和优良的坝体质量,很快得到普遍

认同,并形成一种动力,促进碾压混凝土坝建设迅速发展.近20多年来已建成的碾压混凝土坝共有

24座,在建的有14座,正在设计或即将开工的有20座.我国碾压混凝土筑坝技术多应用于中、高坝,

特别是百米以上的碾压混凝土高坝数量、比重居世界领先地位.拱坝方面更为突出,不仅结构设计

上有特色,而且坝体结构、坝体质量和投产后的良好运行状况,都比国外高出一筹.已建成投产的碾

压混凝土坝,经过多年的实际运行,普遍渗漏量小,未产生明显的裂缝,变形的特性优于设计.这标

志着我国的碾压混凝土筑坝技术是可靠、成熟的.

1.1坝工设计

由于采用低水泥用量、高掺粉煤灰混凝土,明显改善了坝体的抗裂性能和温度应力状况,所有重

力坝均取消纵缝,一些较窄河谷中的中型重力坝(如坑口、龙门滩、水东、山仔、荣地等重力坝)

设计成没有横缝的整体式坝,在山仔和水东两坝设计中,针对窄河谷特点,考虑两坝坝肩的嵌固约

束作用,运用三维计算方法设计出比较瘦的坝体剖面(下游面为1:0.65和1:0.697),这种计算方法

为节省工程量和降低造价,提高坝体的稳定性提供了有利的理论依据.

台阶式溢流坝面在水东碾压混凝土重力坝设计中突破国外通常单宽流量不大于20m3/s的惯例,

采用了高达120m3/s的单宽流量,并设计成复合式台阶型结构,经过实际达75m3/s单宽流量的泄流

考验,溢流消能效果和抗冲刷能力都比较好,表面完好无损,这样高的单宽流量是目前碾压混凝土

台阶溢流设计中最大的.它的成功将为碾压混凝土重力坝的溢流结构设计提供新的途径,可以大量

取消传统平滑式的泄槽和相应的二期常态混凝土.百龙滩已采用,百色坝也将采用.

在坝体上游面区采用二级配富浆材碾压混凝土作防渗结构,结果证明是有效的,防渗标号一般可

-8-10

达S8至S12(约相当于渗透系数1×10--1×10cm/s),这种防渗形式比钢筋混凝土面板PVC膜防

渗表面涂喷层及常态混凝土防渗性能更好,便于施工,工作仓面干扰小,还有利于混凝土表面防裂,

是一种很有推广前景的防渗结构方式.江垭坝、棉花滩坝均采用这种防渗方式.保证防渗效果的关

键除选好混凝土配合比使其含有较富的胶浆利于层面结合外,更重要的是层面处理要严格,每个碾

压层面均喷洒同水胶比的灰浆1.0-l.5mm,加强层间和粘结效果,这种防渗模式已完全可以代替RCD

的防渗形式.

通过对碾压混凝土拱坝所特有的分缝方式、成缝结构、温度应力和坝体整体应力特性进行了大

量的研究和试验,认为普定坝和温泉堡坝采用可灌式诱导成缝结构,具有良好成缝和拼缝灌浆功效,

使坝体应力能保持在设计规定的范围内.溪柄坝为目前世界上最薄的(厚高比仅1:0.195)碾压混凝

土拱坝,为保持结构的整体性,坝体内没有设横缝和诱导缝,而在靠坝肩区上游面采用周边式应力

释放缝,这种结构模式明显改善了坝体应力状况和方便施工,溪柄拱坝的成功,对薄拱坝不能采用

碾压混凝土技术的断言是一个有力的反证,进一步为碾压混凝土在拱坝工程中的应用拓宽了道路.

毫无疑问,我国碾压混凝土拱坝技术无论是试验研究还是工程建设与

开发,在世界上都是领先的.

1.2混凝土材料

碾压混凝土坝广泛采用中胶凝材、高掺粉煤灰混凝土.胶凝材料一般在150kg/m3左右,粉煤灰的

掺用量占总胶凝材料的50%-70%.而且选用的粉煤灰要求II级以上,由于高等级粉煤灰中含较大量

的圆珠形玻璃晶体,对混凝土有改性作用,混凝土的施工性能得到较大的改善.同时可提高混凝土

的抗冻性、抗渗性、抗