碾压混凝土重力坝是将土石坝的碾压技术应用于混凝土坝施工中，采用水泥含量低的超干硬混凝土熟料、现代化施工机械和碾压设备实施运料，通仓铺填，逐层碾压固结而成的坝，简称RCCD或RCD，但外形仍与普通混凝土重力坝类似。
碾压混凝土筑坝技术的研究和试建始于20世纪60年代，1980年日本首先建成了世界第一座90m高的碾压混凝土重力坝。我国广西的龙滩碾压混凝土重力坝高为216.5m，是目前世界上最高的碾压混凝土重力坝。
碾压混凝土坝分类
按照坝型的不同，可分为：碾压混凝土重力坝、碾压混凝土拱坝；
按照坝体材料分区的不同，可分为：“金包银”型式的碾压混凝土坝 （RCD）、全碾压混凝土坝型式 （RCC）；
按照胶凝材料用量的不同，可分为：富浆碾压混凝土坝、中等胶凝材料碾压混凝土坝、RCD坝、贫浆碾压混凝土坝。
碾压混凝土坝特点
碾压混凝土坝是以建造土石坝的施工方法来建造混凝土坝。碾压混凝土坝断面尺寸与常态混凝土坝相似。由于碾压混凝土坝不设纵缝，采用通仓薄层铺料、连续上升的施工方法，因此避免了常态混凝土施工中的分仓、设置键槽及接缝灌浆管路、坝块间歇上升等问题。同时由于采用大仓面施工，能有效提高各类运输、平仓和碾压设备的生产效率，最终可提高施工速度，使工程工期缩短，有利于工程及早发挥效益。此外，碾压混凝土坝与土石坝相比，断面尺寸小，工程量小，而且用与土石坝相同的机械施工，因此，碾压混凝土坝的施工工期比土石坝短。
碾压混凝土坝大量采用粉煤灰代替水泥，故水泥用量少，有可能降低材料成本。由于不设纵缝，模板工程量减少，从而节省了工程投资。同时由于水泥用量少，水泥水化热温升低，可简化或不采用温控措施，从而大大节约温控费用。此外，和土石坝相比，碾压混凝土坝体积小，可节省建筑材料。由于坝基宽度减小，减少了开挖和基础处理范围，并可使施工导流及泄洪建筑物的长度缩短。由于中小型碾压混凝土坝可在几个月铺筑、碾压完毕，因此允许大大降低施工导流标准，从而降级工程造价。
碾压混凝土重力坝与常规混凝土重力坝相比具有以下优点。
（1）碾压混凝土采用干硬性混凝土，水泥用量少，整体造价低。
（2）施工工艺简单，速度快，可缩短工期。
（3）简化温度控制，因混凝土中的水泥用量少，水化热低，并且采用了薄层浇筑，表面散热好，坝内温升降低。
（4）省略了坝缝，碾压混凝土重力坝施工一般不设置纵缝，取消了纵缝灌浆系统，节省模板，为机械化施工创造了有利条件。
（5）可简化施工导流，因施工强度高、速度快，可安排在一个枯水季节进行施工。
碾压混凝土坝材料
碾压混凝土坝中混凝土胶凝材料的用量远少于常态混凝土，但变幅较大，有的只有60~70kg/m3，有的达240~250kg/m3，一般在120~160kg/m3之间。其中，粉煤灰、矿渣或其他活性掺和料在胶凝材料中所占比重一般为30%~60%，有的高达70%。
碾压混凝土坝工艺
碾压混凝土坝施工工艺程序简单，水泥和模板用量少，薄层大仓面浇筑碾压，减少分缝分块，便于连续施工，简化温控措施，因而施工速度快，工期短，工程费用低。即使考虑到防渗等设施的投资，碾压混凝土坝仍远较常态混凝土坝经济。自20世纪70年代末期以来，碾压混凝土坝技术得到了迅速发展，不仅适用于混凝土重力坝，也适用于混凝土拱坝，但在枢纽布置和坝体设计时，应尽可能减少穿过坝体的孔洞，否则，施工干扰大，采用碾压混凝土不一定有利。
碾压混凝土坝的剖面设计、水力设计、应力和稳定分析（需增加对碾压混凝土层面的复核）与常态混凝土坝相同，但在材料、结构和施工方面存在不同的形式和方法，以适应碾压混凝土的特点。
碾压混凝土坝结构
碾压混凝土坝的坝体结构型式根据防渗措施不同大致可归纳为2种。
（1）坝面常态混凝土防渗型。仅将碾压混凝土用于坝体内部，而在坝体的上、下游面和坝顶（包括闸墩、溢流面）以及靠近基岩面浇筑3m左右的常态混凝土作为防渗层、保护层和垫层，形成所谓“金包银”式。日本的RCD都属这种类型。坝体设横缝，横缝迎水面的止水和坝体排水管均设在常态混凝土内，碾压混凝土部分的横缝，在碾压前或碾压后凝固前用振动切缝机造成。横缝中间用聚氯乙烯板充填或白铁皮插入。这种类型基本上是从常态混凝土坝演变而来，其防渗、防裂、防冻性能较好，但水泥用量多，施工干扰大，对缩短工期、降低造价的效果较差。日本的岛地川坝、玉川坝（图3-55）等属这种类型。
（2）坝体碾压混凝土防渗型。利用常态混凝土预制模板兼作坝面保护层或用滑动模板在内侧浇筑0.3~0.6m厚的薄常态混凝土以辅助防渗，坝体内部采用高胶碾压混凝土。其构造简单，施工方便，建造速度快，但防渗、抗裂性能稍差。美国的柳溪（Willow Creek）坝、中福克（Middle Fork）坝、上静水（Upper Stillwater）坝等属于这种形式。
碾压混凝土筑坝技术尚处于发展之中，随着世界筑坝技术的发展和施工工艺的进一步提高，该技术的应用会越来越广泛。
碾压混凝土坝施工
碾压混凝土筑坝的特点是快速连续施工。如果整个生产系统的任一个环节出现故障、不协调或不配套的情况都会影响工程进度及碾压混凝土筑坝特点的发挥，故必须按要求有序地进行施工。
碾压混凝土筑坝的施工工序为：铺筑前的准备→拌和→运输→卸料和平仓→碾压→成缝→缝面处理→异种混凝土浇筑→养生和防护→埋设件施工→特殊气象条件下的施工。
碾压混凝土的施工工艺流程为：骨料筛分→配料→拌和→运输→入仓→摊铺→振动碾压→切缝 （设计诱导孔）→养护→水平缝处理→下一个施工层循环。
我国的碾压混凝土坝施工技术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，这样可以防止骨料分离，压实振动波易传到层底。为保证层间黏结良好，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，且混凝土拌和物从拌和到碾压完毕的历时应不超过2h，这些要求是确定浇筑层厚和仓面面积时需要考虑的基本条件。
碾压混凝土振动碾压遍数一般为6～7遍，连续浇筑3～4层后宜间歇2～3d。对施工缝和冷缝采用刷毛、冲洗以后铺设砂浆层的方法进行处理，对于连续浇筑的碾压混凝土，要求施工层面具有足够的抗渗性和层间黏结强度。
碾压混凝土坝设计
碾压混凝土坝枢纽布置设计
合理安排水利枢纽中各个水工建筑物的相互位置，称为枢纽布置。枢纽布置应充分发挥碾压混凝土坝的优越性，尤其是要能适应快速施工的特点。
1、枢纽布置应考虑的因素
（1）坝址区的地形、地质、水文、气象条件和建筑材料的来源及适应性。
（2）结合工程任务，合理安排泄水、发电、灌溉、供水及航运等建筑物的布置。
（3）坝体的规模、结构布置型式和主要尺寸。
（4）坝体稳定、混凝土强度和耐久性的要求。
（5）碾压混凝土筑坝的施工条件。
（6）坝体快速施工、缩短工期、节约水泥和简化温度控制措施等。
2、枢纽布置设计的原则
（1）枢纽布置宜为扩大碾压混凝土的使用范围及快速施工创造条件。
（2）大坝中采用碾压混凝土的部位宜相对集中。
（3）狭谷河段碾压混凝土的枢纽布置宜采用引水式或地下厂房。若采用坝后式厂房时，应论证引 （输）水管道布置，方便碾压混凝土施工。
（4）洪水流量较大、河道宽阔而采用河床式厂房的枢纽布置中，碾压混凝土宜应用于非溢流坝段及坝顶溢流坝段。
（5）碾压混凝土坝上布置泄水建筑物时，宜优先采用开敞式溢流孔或溢流表孔。
（6）枢纽的施工导流宜优先采用隧洞和明渠等导流方式。
碾压混凝土坝坝体断面设计
以碾压混凝土重力坝为例，坝体断面设计一般应遵循以下原则：
（1）碾压混凝土重力坝的体型断面设计宜简化，便于施工，坝顶最小宽度不宜小于5m，上游坝坡宜采用铅直面，下游坝坡可按常态混凝土重力坝的断面进行优选。
（2）作用在碾压混凝土重力坝上的荷载及其组合、坝体抗滑稳定和应力的计算方法及控制标准应符合 《混凝土重力坝设计规范》（SL319—2005）的有关规定。
（3）高坝的碾压混凝土重度应根据料源、配合比、施工条件等由试验确定，中、低坝可根据类似工程的参数选用。
（4）碾压混凝土重力坝坝体抗滑稳定分析应包括沿坝基面、碾压层 （缝）面和基础深层滑动面的抗滑稳定。必要时，应分析岸坡坝段的整体稳定。碾压混凝土重力坝碾压层（缝）面的抗滑稳定计算应采用抗剪断公式，其安全系数应符合常态《混凝土重力坝设计规范》（SL319—2005）的有关规定。
碾压混凝土重力坝坝体的碾压层 （缝）面的计算参数，高坝应根据层 （缝）面的施工条件及处理措施进行试验测定；中、低坝，若无条件进行试验时，其计算参数可参照类似工程选用。
（5）碾压混凝土重力坝应力分析的主要内容包括。
1）坝体选定截面 （包括坝基面、折坡处截面及其他需要计算的截面）上的应力。高坝应重视其碾压层 （缝）面的剪应力。
2）坝体廊道、孔洞、管道等坝体削弱部位的局部应力。
3）坝体上闸墩、导墙等部位的应力。
4）地质条件复杂时坝基内部的应力。
设计时可根据工程规模和大坝的具体情况，分析上述内容的全部或部分，或另加其他内容。
（6）碾压混凝土重力坝除按材料力学法计算应力外，高坝尚宜采用有限元法进行计算。修建在复杂地基上的中坝，必要时可采用有限元法进行计算。当不宜作为平面问题分析时，可采用三维有限元法或其他合适的方法进行应力分析。
（7）布置在碾压混凝土坝上的泄水建筑物设计、坝基处理设计，应符合常态 《混凝土重力坝设计规范》（SL319—2005）的有关规定。
（8）坝内材料及其分区。混凝土强度等级及坝体材料分区布置应力求简单。碾压混凝土强度等级采用180d（或90d）龄期。坝体内部混凝土强度等级按强度需要确定，宜采用同一种强度等级，但不低于C7.5；外部混凝土强度等级要考虑抗渗和耐久性，不低于C10。
对高、中坝可按高程或部位分别采用不同强度等级，但在同一浇筑层内应尽量采用一种强度等级。
为了确保坝体混凝土与基岩接触良好，同时为防渗需要，碾压混凝土坝的基础垫层必须采用常态混凝土，其厚度一般不小于1.5m，对高坝宜加厚到3m。岸坡部位及坝体难以碾压的部位，可采用常态混凝土或变态混凝土，厚度1m左右。碾压混凝土坝四周的常态混凝土强度与常态混凝土坝相同。
碾压混凝土坝坝体构造设计
以碾压混凝土重力坝为例，坝体构造设计要点如下：
（1）碾压混凝土重力坝不宜设置纵缝，根据工程的具体条件和需要设置横缝或诱导缝。横缝或诱导缝间距应根据坝基地形地质条件、坝体布置、坝体断面尺寸、温度应力、施工强度等因素综合比较确定，其间距宜为20～30m。
碾压混凝土重力坝宜少设或不设温度收缩横缝。当坝较长时应设横缝，其间距由温度应力计算来定。由于碾压混凝土的后期发热，弹模和抗拉强度随龄期增长，温度应力计算是较复杂的。目前国内外都在研究坝体温度应力计算程序，以确定横缝间距。已建碾压混凝土重力坝的横缝间距最小为15～20m，最大为50～60m。
碾压混凝土重力坝一般不宜设纵缝。因纵缝要传力，需做键槽和灌浆系统，较为复杂。但是，对于高坝，由于浇筑碾压的面积限制，为防止产生温度裂缝必须设纵缝时，可在纵缝两侧采用常态混凝土层，纵缝做法同常态混凝土坝。因不能埋设冷却水管，以通过坝内冷却来提前灌浆，故应加强混凝土预冷，如降低入仓温度等。
（2）碾压混凝土坝的基础灌浆、排水、检查、安全检测及交通等廊道宜予以合并；低坝可设置1条，中、高坝可设置1～3条。廊道断面应满足施工、运行、安全检测和检修等要求。廊道可采用变态混凝土、常态混凝土或混凝土预制构件等形成。
（3）闸墩、坝内引水管、坝顶构造等，宜用常态混凝土浇筑，做法同常态混凝土坝。
（4）碾压混凝土坝的上游面应设防渗层，防渗层的设置方式见后述。
（5）碾压混凝土重力坝横缝或诱导缝的上游面、溢流面、下游面最高尾水位以下及坝内廊道和孔洞穿过横缝或诱导缝处的四周等部位应布置止水设施。
（6）碾压混凝土重力坝坝内竖向排水孔应设在上游防渗层下游侧，可采用钻孔、埋设透水管或拔管等方法形成，孔距为2～3m。
根据坝的重要性、结构布置、运行条件和地质条件等因素，可在大坝基础设置排水廊道。下游坝面应根据下游水位变幅等情况，视工程的具体条件采取相应的防渗措施。
碾压混凝土坝坝体防渗设计
碾压混凝土坝层间结合处 （层面）为防渗的薄弱环节。为保证坝体正常运行，需在其上游采取必要的防渗措施，以便使碾压混凝土坝达到一定的防渗要求。碾压混凝土坝的防渗要求如下：
（1）上游防渗层常态混凝土的抗渗等级为 W4～W8，视水头而定。对高坝、严寒地区，抗渗等级还应提高。
（2）防渗层厚度一般为坝面水头的1/30～1/15，最小厚度应满足施工要求。
（3）坝下游保护层抗渗等级也应在W4以上，厚度2～3m。
（4）内部碾压混凝土也有抗渗要求，不低于 W2～W4。
（5）外部碾压混凝土的抗渗等级应在W4以上，考虑耐久性要求，还宜适当提高。
大多数碾压混凝土坝采用 “金包银”的常态混凝土防渗，以日本、中国、美国和南非为代表。西班牙和中国的一些大坝使用碾压混凝土直接防渗。中国，洪都拉斯、法国和美国的一些工程中使用了常态混凝土预制板和土工膜防渗。碾压混凝土加预制混凝土面板已在澳大利亚、中国、美国和摩洛哥的一些工程中得到应用。西班牙、美国和希腊的一些工程中也曾采用滑模施工的常态混凝土防渗。这些防渗措施不但可以拦阻水流产生的集中渗漏，还可有效降低碾压层面的扬压力，增大坝体的抗滑稳定安全性。