碾压式混凝土拱坝

第十一节碾压式混凝土拱坝◆碾压混凝土拱坝的发展概况与展望碾压混凝土坝是将常态混凝土坝的结构和碾压土石坝的施工技术等优点集中于一体的混凝土新型坝。此坝具有节约水泥用量、简化施工工艺、施工速度快和工程造价低等优点。◆碾压混凝土拱坝的体形设计抓住坝体混凝土的施工是“碾压”这一不同于常态混凝土施工的不同特点要保证其本身的整体性，需要采用相对简化的坝体外部轮廓，以利于施工立模和碾压混凝土大仓面薄层连续碾压快速施工。为此碾压混凝土拱坝多采用单曲拱坝，且坝内各类孔、洞布置相对集中。泄洪建筑物尽量采用坝顶表孔泄洪或隧洞泄洪，当泄洪量大时，可采用两者兼用的方式。对发电系统，一般采用引水式厂房布置。◆碾压混凝土拱坝的应力分析碾压混凝土拱坝与常态混凝土拱坝在应力分析方面的不同主要表现在自重应力和温度应力上。常态混凝土拱坝：由于分段浇筑的，在横缝未灌浆前，各坝段单独承载，混凝土的自重作用只产生竖直的梁向应力，而不产生水平的拱向应力，同时，施工期坝体的温度变化不产生整体温度应力。碾压混凝土拱坝：由于采用通仓浇筑的，自重应力一开始就受拱圈约束，自重作用不但产生竖直的梁向应力，还产生水平的拱向应力，因此，为了减小坝体的温度应力，一般多利用低温季节浇筑混凝土，以降低入仓温度。◆碾压混凝土拱坝的接缝设计(1)诱导缝或短缝诱导缝是碾压混凝土拱坝的一种构造缝。当坝内拉应力达到一定数值后，诱导缝首先被拉开，从而松弛了坝体拉应力，以使坝体其他断面不出现裂缝。由于拱端附近的拉应力数值和变化较大，诱导缝间距可小些；拱中央两侧大部分区域的拉应力小且变化缓慢，其间距可大些。在温降和水压力作用下，最大拉应力通常发生在拱座上游面，有的碾压混凝土拱坝在两坝肩上游侧各设一条人工短缝，缝长2m～4m，靠上游面设置止水，缝内有排水管，在缝端埋设槽钢止裂，设人工短缝的目的是降低拱肩拉应力。(2)灌浆横缝如果不能在一个低温季节浇筑完全部坝体混凝土，或者拱坝地处寒冷地区，由于温降，在坝内将产生很大的温度应力，在这种情况下，只设诱导缝还不能完全解决问题，必须设置灌浆横缝，缝内设置灌浆系统，待坝体冷却到接近稳定温度后进行灌浆，灌浆横缝一般只设置在拱坝的上部。◆碾压混凝土拱坝的防渗处理常态厚凝土“金包银”防渗结构。厚常态混凝土防渗结构是日本普遍采用的结构形式。该结构安全度较好，防渗效果与常态混凝土坝相近。但其结构较复杂，需设置常规的结构缝和止水系统。且由于常态混凝土水泥用量较大，导致水化热高，温控措施复杂，防裂问题较难解决。同时，常态混凝土的施工将干扰碾压混凝土的施工，且层间处理较费时，难以发挥碾压混凝土快速施工的优势。常态混凝土薄层防渗结构。薄层常态混凝土防渗结构广泛流行于欧美国家，该结构施工干扰较小，且可简化温控。但它的抗裂能力较差，若设置横缝(或诱导缝)及常规的止

水，厚度又嫌不足，该结构防渗能力较差。钢筋混凝土面板防渗结构。钢筋混凝土面板防渗结构除具有薄层常态混凝土防渗结构的优点外，由于在面板内又配置了钢筋和伸缩缝及止水，因而还可限制面板裂缝的发展，改善坝体的应力状态，对防渗防漏有一定的保证。碾压混凝土自身防渗在坝上游面一定范围内使用小骨料、高胶凝材料含量的二级配碾压混凝土作为大坝的防渗结构。运用此种方法能基本实现坝体的全断面碾压施工，充分发挥碾压混凝土的各种优势。就目前的施工方法和水平而言，虽然二级配碾压混凝土的层面结合质量己得到大大提高，但仍无法改变层面仍然是坝体主渗流通道的事实。(5)变态混凝土防渗。变态混凝土:在我国荣地坝的施工实践中创造出来的，在施工现场，给碾压混凝土中加入适量水泥浆，待混凝土转化为具有塌落度的准常态混凝士后，用人工插入式振捣器进行振捣密实。优点：可以使防渗结构能确保两种混凝土施工时同步上升，避

免由于不能及时变换混凝土品种而使层面间隔时间过长、形成交界薄弱面甚至冷缝面，同时大大减小了施工干扰，提高了施工速度。由于其胶凝材料特别是水泥用量比常态混凝土低得多，水化热相对来说较小，而其技术性能又与碾压混凝土相近，因

此对坝基的施工和温度控制均有益。(6)沥青混合料防渗结构沥青混合料防渗结构是在碾压混凝土坝上游面和护面板之间浇筑沥青混合料作防渗层。结构特点：渗透系数小，且随水头的增大有减小的趋势，抵

抗侵蚀，对水质无污染，适应变形能力大。该结构工程量小，可不设或少设横缝。缺点：沥青材料需高温拌制，作业条件差，混凝土表面需烘烤干燥，无法机械化施工，操作不仔细容易产生层面结合不良或与混凝土粘接不紧密等缺陷，影响防渗效果。此外，沥青亲水性差，在坝体下部及周边等易潮湿的部位，往往不容易粘接好，需设置截渗槽或止水片。(7)薄膜薄层防渗结构薄膜薄层防渗结构有多种，既包括人工无纺布、土工膜等织物，也有现场喷制的合成材料，或由几种材料贴合成的复合薄膜,高分子聚合物涂层等。缺点：防渗薄膜位于坝体上游表面，与库水直接接触，易受机械作用而破坏，防渗效果会降低甚至消失殆尽，且水位的涨落及紫外线辐射和环境温度的影响，会使薄膜老化变质。◆碾压混凝土拱坝的几个关键技术问题（1）碾压混凝土材料及水泥用量早期的碾压混凝土拱坝大多采用低胶凝材料用量，目前则多采用高胶凝材料用量。可采用矿渣和磷灰岩磨细作为掺合料(代替、另外，还发展和推广在碾压混凝土拌合时掺用的岩粉，不仅对强度没有影响，而且增加了和易性。碾压混凝土拱坝中使用的各种材料；材料性能对坝体防渗、强度等的影响；各种材料使用的比例特别是水泥的比例等，必须经过精心设计，最终由材料试验后确定。(2)碾压混凝土层面结合与初凝时间控制碾压混凝土施工采用通仓、薄层连续浇筑，各浇筑层间的层面是坝体的薄弱环节。试验和工程实践表明，在下层混凝土初凝时间前浇筑上层碾压混凝土可获得良好的层间结合强度和抗渗性能。我国以初凝时间作为施工铺筑间歇控制时间，一般以6—8h进行控制，以4—6h为好。快速短间歇是碾压混凝土筑坝技术核心。但是在大型碾压混凝土坝工程中这一点是不容座到的，尤其是在高温季节施节，碾压混凝士的初凝时间将显著缩短。在这种情况下，为提高层间结合强度，在实际工程中往往采用层面铺设砂浆和垫层混凝土进行处理。(3)碾压混凝土斜层平摊法浇筑技术斜层平摊铺筑法是在中国的江垭碾压混凝土坝施工中创立的，这种方法类似于常态混凝土的“鱼鳞式浇筑”，是介于碾压混凝土通仓薄层铺筑法和RCD工法台阶浇筑之间的一种铺筑方式，平铺的方向有平行坝轴线和垂直坝轴线两种，一般坡度为1：10—1：20。采取从下游开始铺筑，使层面倾向上游。若是平行坝轴线向前推进，对斜层坡脚的处理必须十分慎重，要求在碾压过程中防止大骨料分离滚下，并且每个条带的底部必须错开，防止形成一条自上至下的通道。这种施工法的优点是：可以缩短覆盖时间，有助于提高层间表面粘结力；没有横向模板，节省工时；提高RCD的铺筑速度；防止预冷混凝土吸热过快，相

应降低了温控造价。(4)碾压混凝土拱坝温度控制虽然碾压混凝土胶凝材料用量少，并用粉煤灰代替部分水泥，水化热较常现混凝土少，但是一般情况下，碾压混凝土坝体不设置冷却水管，所以碾压混凝土施工的温控措施要求更为严格。碾压混凝土的温控措施与常现混凝土基本相同，即采用预冷骨料，加冰用冷水拌制，运输加遮阳棚，仓面喷雾，加盖保温被等手段降低浇筑温度。Yq!t&w-z1D4G7JbMePhTkWoZr$u(x+A2E5H9KcNfRiUlXp#s%v)y0C3F6IaLdOgSjVnYq!t*w-z1D4G8JbMeQhTkWoZr%u(x+B2E5H9KcOfRiUmXp#s&v)z0C3F7IaLdPgSkVnYq$t*w-A1D5G8JbNeQhTlWoZr%u(y+B2E6H9KcOfRjUmXp!s&v)z0C4F7IaMdPgSkVnZq$t*x-A1D5G8KbNeQiTlWo#r%v(y+B3E6H9LcOgRjUmYp!s&w)z0C4F7JaMdPhSkVnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#r%v(y0B3E6I9LcOgRjVmYp!t&w)z1C4G7JaMePhSkWnZr$u*x+A2D5H8KcNfQiUlXo#s%v(y0B3F6I9LdOgRjVmYq!t&w-z1C4G7JbMePhTkWnZr$u(x+A2E5H8KcNfRiUlXp#s%v)y0C3F6IaLdOgSjVnYq!t*w-z1D4G7JbMeQhTkWoZr$u(x+B2E5H9KcNfRiUmXp#s&v)y0C3F7IaLdPgSjVnYq$t*w-A1D4G8JbNeQhTlWoZr%u(y+B2E6H9KcOfRiUmXp!s&v)z0C3F7IaMdPgSkVnYq$t*x-A1D5G8JbNeQiTlWo#r%u(y+B3E6H9LcOfRjUmYp!s&w)z0C4F7JaMdPhSkVnZq$u*x-A2D5G8KbNeQiTlXo#r%v(y+B3E6I9LcOgRjUmYp!t&w)z1C4F7JaMePhSkWnZq$u*x+A2D5H8KbNfQiUlXo#s%v(y0B3F6I9LdOgRjVmYp!t&w--x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H6E2B+x$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9HA-x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRf8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNc4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5