碾压混凝土重力坝

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碾压混凝土重力坝是采用干贫混凝土,自卸汽车,皮带输送入仓,推土机平仓,薄层大仓面浇筑,用碾压方法进行振动压实而成的。

碾压混凝土重力坝

特点

碾压混凝土重力坝采用了常态实体重力坝的型式,土坝施工的方法,因此,与常态混凝土坝相比,具有以下优点。

(1)施工工艺简单、速度快、工期短,可提前发挥工程效益。施工中可采用平土机、推土机和振动碾等土坝施工机械,施工场面大,薄层连续上升,省去立模、拆模、分块、浇筑、接缝灌浆等工序。混凝土浇筑强度取决于其拌制、运输、骨料的开采和加工能力等。如巴基斯坦塔贝拉水电站,最大浇筑强度高达18000m3/d;我国岩滩的碾压混凝土坝,最高日浇筑强度达8330m3/d。

(2)节约水泥用量。普通混凝土中水泥用量为180~280kg/m3,而碾压混凝土坝中水泥用量仅50~90kg/m3,胶凝材料中除水泥之外的粉煤灰、矿渣、其他活性材料用量也减少或不用。

(3)简化温控措施。因混凝土中水泥含量少,采用薄层浇筑,表面散热好,坝内温升降低。日本岛地川坝的实测资料显示,坝内温升仅8~10℃。

(4)省略坝缝。一般不设纵缝,节省模板、灌浆等费用。有时通仓碾压也不设横缝。

(5)简化导流设施。因施工强度高、速度快,可安排在一个枯水季节完成。工程量较大的坝体,允许施工坝面过水。我国岩滩工程施工面多次过洪水,洪水高过施工面深达2.22m,运用正常。

施工

碾压混凝土坝正在发展,就目前而言,坝体分区与施工方法有紧密的关系。

①坝体内部用碾压混凝土,上、下游坝面和基岩面均用常态混凝土(2~3m厚),俗称金包银;

②钢筋混凝土预制模板式,外侧为钢筋混凝土预制板,内侧为碾压混凝土;

③滑动钢模板内侧浇一层常态混凝土,坝内全用碾压混凝土,如美国上静水坝;

④大型组装式钢模板内侧全断面均为碾压式混凝土,坝体表面为浓胶凝浆液保护;

⑤综合采用多种形式,溢流坝面采用钢筋混凝土防冲层,上游坝面外侧用钢筋混凝土预制板,内侧用沥青砂浆防渗层,下游坝面采用混凝土预制板,坝内采用碾压混凝土。碾压混凝土铺筑层厚一般为0.3~0.5m,碾压至翻浆为止。

防渗

坝体防渗在碾压重力坝中比较重要,对于碾压混凝土坝体防渗有以下几种方法:

①常态混凝土防渗,与前面讲的重力坝一样,坝面设横缝,缝内设止水;

②富胶凝材料碾压混凝土防渗,要求在上游坝面3m左右范围内,碾压混凝土的强度、抗渗、抗冻等级设计值均满足坝体防渗要求;

③合成橡胶薄膜防渗,在坝体上游表面涂橡胶薄膜或浓胶凝浆液;

④沥青砂浆防渗层,预制钢筋混凝土模板与坝体之间用钢筋连接,并回填沥青砂浆,一般6~10cm厚。

排水

碾压混凝土重力坝一般都需要布置坝体排水。排水管可设在上游常态混凝土内,也可设在碾压混凝土区,后者采用瓦楞纸包砂柱,与铺筑层高一致,放置在排水孔的位置上,待混凝土铺好碾压1天之后再清除孔内砂柱;也可采用拨管法造孔。美国上静水坝未设坝体排水,效果有待检验。

分缝

因碾压混凝土坝采用通仓浇筑,故不设纵缝,也可减少或不设横缝。为了适应温度伸缩和地基不均匀沉降,设横缝较好,缝距一般为15~20m。当坝体上游面用常态混凝土防渗时,止水设在常态混凝土内。其横缝构造与常态混凝土坝相同。日本玉川坝的横缝间距为15~18m,铺料平仓后用振动切缝机切缝,再插入钢板隔开,通仓振动碾压,最后抽出钢板形成横缝。

坝内廊道

碾压混凝土重力坝内部构造尽量简化,廊道层数要减少,中坝(70m以下)只设一层坝基灌浆、排水廊道;70~100m的高坝设两层,以满足灌浆、排水和交通的需要。廊道采用预制拼装和现场浇筑两种方式,廊道外层用薄层砂浆与碾压混凝土连接。

温度控制

碾压混凝土坝水泥用量少,粉煤灰掺量大,有利于温控;但通仓浇筑,快速上升,不设纵缝,不设冷却水管等,将不利于温控。为防止坝体产生温度裂缝,常采用以下措施:

①选低热水泥、降低水泥用量、合理加入混合料;

②对原材料进行预先冷却;

③用冰屑代替部分水拌和;

④合理安排施工季节等。

发展趋势

1980年日本首先建成了世界第一座90m高的岛地川碾压混凝土重力坝。1982年美国建造了高52m的柳溪坝。1986年我国福建建造了高56.8m的坑口坝。日本宫濑碾压混凝土重力坝高155m。我国的龙滩碾压混凝土重力坝高216.5m,是目前世界上最高的碾压混凝土重力坝。从发展趋势看,高度在增大,技术逐渐成熟,施工水平不断提高,经验不断丰富,在规模和数量上得到了更快的发展。