碾壓式混凝土拱壩

第十一節(jié)碾壓式混凝土拱壩◆碾壓混凝土拱壩的發(fā)展概況與展望碾壓混凝土壩是將常態(tài)混凝土壩的結構和碾壓土石壩的施工技術等優(yōu)點集中于一體的混凝土新型壩。此壩具有節(jié)約水泥用量、簡化施工工藝、施工速度快和工程造價低等優(yōu)點?！裟雺夯炷凉皦蔚捏w形設計抓住壩體混凝土的施工是“碾壓”這一不同于常態(tài)混凝土施工的不同特點要保證其本身的整體性，需要采用相對簡化的壩體外部輪廓，以利于施工立模和碾壓混凝土大倉面薄層連續(xù)碾壓快速施工。為此碾壓混凝土拱壩多采用單曲拱壩，且壩內各類孔、洞布置相對集中。泄洪建筑物盡量采用壩頂表孔泄洪或隧洞泄洪，當泄洪量大時，可采用兩者兼用的方式。對發(fā)電系統(tǒng)，一般采用引水式廠房布置?！裟雺夯炷凉皦蔚膽Ψ治瞿雺夯炷凉皦闻c常態(tài)混凝土拱壩在應力分析方面的不同主要表現(xiàn)在自重應力和溫度應力上。常態(tài)混凝土拱壩：由于分段澆筑的，在橫縫未灌漿前，各壩段單獨承載，混凝土的自重作用只產生豎直的梁向應力，而不產生水平的拱向應力，同時，施工期壩體的溫度變化不產生整體溫度應力。碾壓混凝土拱壩：由于采用通倉澆筑的，自重應力一開始就受拱圈約束，自重作用不但產生豎直的梁向應力，還產生水平的拱向應力，因此，為了減小壩體的溫度應力，一般多利用低溫季節(jié)澆筑混凝土，以降低入倉溫度?！裟雺夯炷凉皦蔚慕涌p設計(1)誘導縫或短縫誘導縫是碾壓混凝土拱壩的一種構造縫。當壩內拉應力達到一定數(shù)值后，誘導縫首先被拉開，從而松弛了壩體拉應力，以使壩體其他斷面不出現(xiàn)裂縫。由于拱端附近的拉應力數(shù)值和變化較大，誘導縫間距可小些；拱中央兩側大部分區(qū)域的拉應力小且變化緩慢，其間距可大些。在溫降和水壓力作用下，最大拉應力通常發(fā)生在拱座上游面，有的碾壓混凝土拱壩在兩壩肩上游側各設一條人工短縫，縫長2m～4m，靠上游面設置止水，縫內有排水管，在縫端埋設槽鋼止裂，設人工短縫的目的是降低拱肩拉應力。(2)灌漿橫縫如果不能在一個低溫季節(jié)澆筑完全部壩體混凝土，或者拱壩地處寒冷地區(qū)，由于溫降，在壩內將產生很大的溫度應力，在這種情況下，只設誘導縫還不能完全解決問題，必須設置灌漿橫縫，縫內設置灌漿系統(tǒng)，待壩體冷卻到接近穩(wěn)定溫度后進行灌漿，灌漿橫縫一般只設置在拱壩的上部?！裟雺夯炷凉皦蔚姆罎B處理常態(tài)厚凝土“金包銀”防滲結構。厚常態(tài)混凝土防滲結構是日本普遍采用的結構形式。該結構安全度較好，防滲效果與常態(tài)混凝土壩相近。但其結構較復雜，需設置常規(guī)的結構縫和止水系統(tǒng)。且由于常態(tài)混凝土水泥用量較大，導致水化熱高，溫控措施復雜，防裂問題較難解決。同時，常態(tài)混凝土的施工將干擾碾壓混凝土的施工，且層間處理較費時，難以發(fā)揮碾壓混凝土快速施工的優(yōu)勢。常態(tài)混凝土薄層防滲結構。薄層常態(tài)混凝土防滲結構廣泛流行于歐美國家，該結構施工干擾較小，且可簡化溫控。但它的抗裂能力較差，若設置橫縫(或誘導縫)及常規(guī)的止

水，厚度又嫌不足，該結構防滲能力較差。鋼筋混凝土面板防滲結構。鋼筋混凝土面板防滲結構除具有薄層常態(tài)混凝土防滲結構的優(yōu)點外，由于在面板內又配置了鋼筋和伸縮縫及止水，因而還可限制面板裂縫的發(fā)展，改善壩體的應力狀態(tài)，對防滲防漏有一定的保證。碾壓混凝土自身防滲在壩上游面一定范圍內使用小骨料、高膠凝材料含量的二級配碾壓混凝土作為大壩的防滲結構。運用此種方法能基本實現(xiàn)壩體的全斷面碾壓施工，充分發(fā)揮碾壓混凝土的各種優(yōu)勢。就目前的施工方法和水平而言，雖然二級配碾壓混凝土的層面結合質量己得到大大提高，但仍無法改變層面仍然是壩體主滲流通道的事實。(5)變態(tài)混凝土防滲。變態(tài)混凝土:在我國榮地壩的施工實踐中創(chuàng)造出來的，在施工現(xiàn)場，給碾壓混凝土中加入適量水泥漿，待混凝土轉化為具有塌落度的準常態(tài)混凝士后，用人工插入式振搗器進行振搗密實。優(yōu)點：可以使防滲結構能確保兩種混凝土施工時同步上升，避

免由于不能及時變換混凝土品種而使層面間隔時間過長、形成交界薄弱面甚至冷縫面，同時大大減小了施工干擾，提高了施工速度。由于其膠凝材料特別是水泥用量比常態(tài)混凝土低得多，水化熱相對來說較小，而其技術性能又與碾壓混凝土相近，因

此對壩基的施工和溫度控制均有益。(6)瀝青混合料防滲結構瀝青混合料防滲結構是在碾壓混凝土壩上游面和護面板之間澆筑瀝青混合料作防滲層。結構特點：滲透系數(shù)小，且隨水頭的增大有減小的趨勢，抵

抗侵蝕，對水質無污染，適應變形能力大。該結構工程量小，可不設或少設橫縫。缺點：瀝青材料需高溫拌制，作業(yè)條件差，混凝土表面需烘烤干燥，無法機械化施工，操作不仔細容易產生層面結合不良或與混凝土粘接不緊密等缺陷，影響防滲效果。此外，瀝青親水性差，在壩體下部及周邊等易潮濕的部位，往往不容易粘接好，需設置截滲槽或止水片。(7)薄膜薄層防滲結構薄膜薄層防滲結構有多種，既包括人工無紡布、土工膜等織物，也有現(xiàn)場噴制的合成材料，或由幾種材料貼合成的復合薄膜,高分子聚合物涂層等。缺點：防滲薄膜位于壩體上游表面，與庫水直接接觸，易受機械作用而破壞，防滲效果會降低甚至消失殆盡，且水位的漲落及紫外線輻射和環(huán)境溫度的影響，會使薄膜老化變質?！裟雺夯炷凉皦蔚膸讉€關鍵技術問題（1）碾壓混凝土材料及水泥用量早期的碾壓混凝土拱壩大多采用低膠凝材料用量，目前則多采用高膠凝材料用量?？刹捎玫V渣和磷灰?guī)r磨細作為摻合料(代替、另外，還發(fā)展和推廣在碾壓混凝土拌合時摻用的巖粉，不僅對強度沒有影響，而且增加了和易性。碾壓混凝土拱壩中使用的各種材料；材料性能對壩體防滲、強度等的影響；各種材料使用的比例特別是水泥的比例等，必須經(jīng)過精心設計，最終由材料試驗后確定。(2)碾壓混凝土層面結合與初凝時間控制碾壓混凝土施工采用通倉、薄層連續(xù)澆筑，各澆筑層間的層面是壩體的薄弱環(huán)節(jié)。試驗和工程實踐表明，在下層混凝土初凝時間前澆筑上層碾壓混凝土可獲得良好的層間結合強度和抗?jié)B性能。我國以初凝時間作為施工鋪筑間歇控制時間，一般以6—8h進行控制，以4—6h為好。快速短間歇是碾壓混凝土筑壩技術核心。但是在大型碾壓混凝土壩工程中這一點是不容座到的，尤其是在高溫季節(jié)施節(jié)，碾壓混凝士的初凝時間將顯著縮短。在這種情況下，為提高層間結合強度，在實際工程中往往采用層面鋪設砂漿和墊層混凝土進行處理。(3)碾壓混凝土斜層平攤法澆筑技術斜層平攤鋪筑法是在中國的江埡碾壓混凝土壩施工中創(chuàng)立的，這種方法類似于常態(tài)混凝土的“魚鱗式澆筑”，是介于碾壓混凝土通倉薄層鋪筑法和RCD工法臺階澆筑之間的一種鋪筑方式，平鋪的方向有平行壩軸線和垂直壩軸線兩種，一般坡度為1：10—1：20。采取從下游開始鋪筑，使層面傾向上游。若是平行壩軸線向前推進，對斜層坡腳的處理必須十分慎重，要求在碾壓過程中防止大骨料分離滾下，并且每個條帶的底部必須錯開，防止形成一條自上至下的通道。這種施工法的優(yōu)點是：可以縮短覆蓋時間，有助于提高層間表面粘結力；沒有橫向模板，節(jié)省工時；提高RCD的鋪筑速度；防止預冷混凝土吸熱過快，相

應降低了溫控造價。(4)碾壓混凝土拱壩溫度控制雖然碾壓混凝土膠凝材料用量少，并用粉煤灰代替部分水泥，水化熱較?，F(xiàn)混凝土少，但是一般情況下，碾壓混凝土壩體不設置冷卻水管，所以碾壓混凝土施工的溫控措施要求更為嚴格。碾壓混凝土的溫控措施與?，F(xiàn)混凝土基本相同，即采用預冷骨料，加冰用冷水拌制，運輸加遮陽棚，倉面噴霧，加蓋保溫被等手段降低澆筑溫度。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