论文部分内容阅读
摘要：碾压混凝土筑坝技术在我国于80年代开始进行研究并应用，经过这么长时间的深入研究和发展，目前我国碾压混凝土筑坝技术已位居世界前列。目前碾压混凝土筑坝技术以其水泥用量少、水化热低、温控措施简单、施工速度快、投资节省等优点被广泛应用于水电大坝的建设，并取得了可喜的成绩。本文结合上四川雅砻江官地水电站分析了碾压混凝土筑坝技术的发展，并进一步对碾压混凝土筑坝的设计及施工技术进行了具体的阐述。
关键字：碾压混凝土、筑坝技术、发展
中图分类号：TV544文献标识码： A
引言
碾压混凝土筑坝技术是采用超干硬性混凝土和碾压方法来修建混凝土坝,与常规混凝土筑坝方式相比,水泥用量少,相应的水化热少、温升小、温控简化，我国常用不等待浇注块表面散热的连续快速施工，大大加快混凝土坝建造速度。用大仓面碾压代替插入式震捣，大大简化震实工艺和仓面准备工作量。我国也于20世纪80年代初开始了碾压混凝土筑坝技术的应用研究，并于1986年6月建成了坑口碾压混凝土试验坝。在此之后的20年，碾压混凝土筑坝技术在我国得到了快速发展，无论理论研究或工程实践都有大量的创新与突破。科技工作者坚持走“科研依托工程，工程促进科研”的创新道路，极大地增强了引进、消化、吸收、提高的能力和自主创新的能力。碾压混凝土筑坝技术具有工艺简单、上坝强度高、工期短、造价低、适应性强等特点，已经成为最有竞争力的坝型之一，在我国得到了大力发展和广泛应用。
二、碾压混凝土筑坝技术的发展
碾压混凝土筑坝技术于20世纪70年代始于国外，我国于80年代才开始对碾压混凝土筑坝技术进行研究，并在深入的研究和实践中，使碾压混凝土筑坝技术不断的得以提高和完善，目前我国的碾压混凝土坝已有一百多座，且坝高位居世界之首。目前我国的碾压混凝土筑坝技术已达到世界先列，且部分指标已达到世界领先水平。现在我国的碾压混凝土坝已打破了重力坝的局限，出现了重力拱坝、薄拱坝等。现阶段碾压混凝土筑坝技术主要有二种，一种是RCD，即是以中心部分为碾压混凝土填筑，外部则是常态混凝土；另一种是RCC，即为全碾压混凝土坝，结构简单，对施工的机械化强度要求较高。在施工中主要以硅酸盐水泥、粉煤灰、水、外加剂、砂和各种级配的碎石骨料拌制成无坍落度的干硬性混凝土，采用类似土石坝施工的运输及铺筑设备，用振动碾分层压实。具有较高的强度，和很好的防渗性，同时施工程序较为简单，施工快速经济，在施工中应用大型机械，有效的提高了施工的进度，施工中对水泥的用量较少，有效的节约了工程的投资。
三、碾压混凝土筑坝技术探析
1、碾压混凝土配合比
碾压混凝土的配合比是借助于经验并根据施工条件通过现场实验来决定的。早期的碾压混凝土坝大多采用胶凝材料用量较低的贫浆碾压混凝土水泥＋活性掺和料在100kg/m3以下，现在大多采用胶凝材料用量较高的富浆碾压混凝土水泥＋活性掺和料在150kg/m3以上。富浆碾压混凝土坝是当今世界上比较流行的趋势。综合世界上已建成的碾压混凝土坝的平均水平，胶凝材料用量在150kg/m3以上的碾压混凝土坝占45%左右，胶凝材料低于100kg/m3的碾压混凝土坝不足13%。中国碾压混凝土坝的平均胶凝材料用量是173kg/m3，其中水泥79kg/m3、活性掺和料94kg/m3。近年来胶凝材料的概念也出现了新的变化。过去人们认为胶凝材料是指水泥加活性掺和料，最早使用的活性掺和料多为粉煤灰。随后人们发现了更多有价值的掺和料，并认识到了适当的石粉掺量7.5%左右对提高碾压混凝土强度的作用。最近出现了由多种活性掺和料混合而成的胶凝材料，其中可以完全没有水泥成分，而且世界上已有7座碾压混凝土坝使用了这项新技术。
2、层面处理技术
层面处理是影响碾压混凝土坝安全稳定的一个重要问题，特别是高坝尤为重要。解决此问题除了处理好骨料离析问题和改善层面条件以外，要求着重控制好碾压混凝土的初凝时间。坑口碾压混凝土重力坝对层面处理的要点是：当气温在13℃以下、层面间隔时间在16 h以内时，不做任何处理直接在碾压混凝土层面上铺筑上层混凝土；当层面间隔时间超过16 h，且在24 h以内时，在层面铺筑1.5cm厚的水泥砂浆再铺筑上层碾压混凝土；当层面间隔时间超过24 h，则用低压水冲洗混凝土层面，并铺筑1.5cm厚的水泥砂浆后再铺筑上层碾压混凝土。
3、防渗技术
（1）斜层铺筑技术
碾压混凝土斜层铺筑法是相对传统的铺筑方法而言的，即将传统的水平摊铺碾压层改为1：10～1：20的斜层。采用斜层坡度合理、平推方向合适的斜层平推铺筑法施工的碾压混凝土，其层面抗渗能力可以达到或接近碾压混凝土本体的抗渗性能，使碾压混凝土本身即可承担起坝体防渗的任务，不再需要其他的辅助防渗措施。
（2）自防渗技术
碾压混凝土的防渗形式主要有以下3种类型：“金包银”模式、碾压混凝土自防渗、在坝的上游面另做防渗层等。自普定拱坝成功采用二级配碾压混凝土自防渗技术以来，当前在我国已普遍采用第二种模式，即采用三级配碾压混凝土做大坝主体，其上游采用二级配碾压混凝土作防渗结构，在坝体上游面采用二级配富胶凝材料碾压混凝土自身防渗。
4、温度控制技术
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，水化热较常规混凝土少，但是，一般情况下，碾压混凝土坝体不设置冷却水管，所以碾压混凝上施工的温控要求更为严格。由于碾压混凝土特有的性念，比浇常规混凝土其温度提升更快，因为松散状态的碾压混凝土颗粒间充满了流动的空气，加快了碾压混凝土与外界的热交换。因此运输路程应尽量短，碾压应及时。另外，尽量减少碾压混凝土层面在空气中的暴露时间，加快铺筑速度。
在高温季节施工碾压混凝土时,在满足混凝土强度及其他性能的前提下,尽可能减少水泥用量,高掺粉煤灰,以降低混凝土水化热及绝热升温。同时,采用冷却水或加冰拌合、预冷骨料,以及在坝面喷雾形成小环境达到降低混凝土入仓温度的目的。碾压完成后,加强混凝土的表面养护,防止外温倒灌。另外,也可在坝内埋设冷却水管来降低坝内温度。在寒冷地区或寒冷季节施工碾压混凝土,除在混凝土中掺入一定量的抗冻剂外,可在坝面搭帐篷形成小环境,防止混凝土表面温度骤降,并在已铺筑完成的混凝土面上盖保温物品。
抗裂技术
碾压混凝土坝的横缝缝距设计没有统一的标准，早期的碾压混凝土坝甚至不设横缝，但目前绝大数都设置了横缝，而且分缝的间距和结构有了很大的改进。常用的坝体分缝有机械切缝、模板分缝和诱导成缝。缝间填充材料有镀锌钢板、合成缝板、沥青浸木板和灌浆等。只要有横缝，上游面就要设置止水。一般设两道止水，两者之间设排水孔与排水廊道相连。横缝虽然可以有效控制坝体裂缝的产生，但碾压混凝土浇筑过程中的温度控制同样是防止裂缝的关键。温度控制措施有控制温升、采用低热水泥、增加活性掺和料用量、使用保温措施、在适宜的气候下浇筑等。因碾压混凝土浇筑仓面大，受周围气候的影响大，预冷却法的效果并不明显。目前大多数碾压混凝土施工技术规范中都认为碾压混凝土的最高气温为35℃。
6、碾压混凝土的入仓技术
碾压混凝土的入仓方式有：自卸汽车直接入仓、深槽皮带机、塔带机以及真空负压溜槽等。其中自卸汽车直接入仓、深槽皮带机、塔带机等入仓方式都有各自的弱点，只能针对不同的施工情况选择性的使用。目前我国首创了负压真空溜槽法输送碾压混凝土，适用于坝肩较陡的大坝，该项技术在国内已经比较成熟，真空负压溜槽的入仓方式由于其简单、方便、成本低、易于操作，目前在国内得到广泛使用。
五、結束语
深入研究我国碾压混凝土筑坝技术的的特点和优势，从而使之更好的为筑坝服务，同时在技术上不断的进行创新，使我国碾压混凝土筑坝技术得以不断的完善，始终居于世界领先行列。
参考文献：
[1] 李春敏：《碾压混凝土坝筑坝技术综述》，《中国水利》，2004年10期
[2] 王火利：《浅谈我国碾压混凝土坝的发展成就与前景》，《江西水利科技》，2005年 11 期
关键字：碾压混凝土、筑坝技术、发展
中图分类号：TV544文献标识码： A
引言
碾压混凝土筑坝技术是采用超干硬性混凝土和碾压方法来修建混凝土坝,与常规混凝土筑坝方式相比,水泥用量少,相应的水化热少、温升小、温控简化，我国常用不等待浇注块表面散热的连续快速施工，大大加快混凝土坝建造速度。用大仓面碾压代替插入式震捣，大大简化震实工艺和仓面准备工作量。我国也于20世纪80年代初开始了碾压混凝土筑坝技术的应用研究，并于1986年6月建成了坑口碾压混凝土试验坝。在此之后的20年，碾压混凝土筑坝技术在我国得到了快速发展，无论理论研究或工程实践都有大量的创新与突破。科技工作者坚持走“科研依托工程，工程促进科研”的创新道路，极大地增强了引进、消化、吸收、提高的能力和自主创新的能力。碾压混凝土筑坝技术具有工艺简单、上坝强度高、工期短、造价低、适应性强等特点，已经成为最有竞争力的坝型之一，在我国得到了大力发展和广泛应用。
二、碾压混凝土筑坝技术的发展
碾压混凝土筑坝技术于20世纪70年代始于国外，我国于80年代才开始对碾压混凝土筑坝技术进行研究，并在深入的研究和实践中，使碾压混凝土筑坝技术不断的得以提高和完善，目前我国的碾压混凝土坝已有一百多座，且坝高位居世界之首。目前我国的碾压混凝土筑坝技术已达到世界先列，且部分指标已达到世界领先水平。现在我国的碾压混凝土坝已打破了重力坝的局限，出现了重力拱坝、薄拱坝等。现阶段碾压混凝土筑坝技术主要有二种，一种是RCD，即是以中心部分为碾压混凝土填筑，外部则是常态混凝土；另一种是RCC，即为全碾压混凝土坝，结构简单，对施工的机械化强度要求较高。在施工中主要以硅酸盐水泥、粉煤灰、水、外加剂、砂和各种级配的碎石骨料拌制成无坍落度的干硬性混凝土，采用类似土石坝施工的运输及铺筑设备，用振动碾分层压实。具有较高的强度，和很好的防渗性，同时施工程序较为简单，施工快速经济，在施工中应用大型机械，有效的提高了施工的进度，施工中对水泥的用量较少，有效的节约了工程的投资。
三、碾压混凝土筑坝技术探析
1、碾压混凝土配合比
碾压混凝土的配合比是借助于经验并根据施工条件通过现场实验来决定的。早期的碾压混凝土坝大多采用胶凝材料用量较低的贫浆碾压混凝土水泥＋活性掺和料在100kg/m3以下，现在大多采用胶凝材料用量较高的富浆碾压混凝土水泥＋活性掺和料在150kg/m3以上。富浆碾压混凝土坝是当今世界上比较流行的趋势。综合世界上已建成的碾压混凝土坝的平均水平，胶凝材料用量在150kg/m3以上的碾压混凝土坝占45%左右，胶凝材料低于100kg/m3的碾压混凝土坝不足13%。中国碾压混凝土坝的平均胶凝材料用量是173kg/m3，其中水泥79kg/m3、活性掺和料94kg/m3。近年来胶凝材料的概念也出现了新的变化。过去人们认为胶凝材料是指水泥加活性掺和料，最早使用的活性掺和料多为粉煤灰。随后人们发现了更多有价值的掺和料，并认识到了适当的石粉掺量7.5%左右对提高碾压混凝土强度的作用。最近出现了由多种活性掺和料混合而成的胶凝材料，其中可以完全没有水泥成分，而且世界上已有7座碾压混凝土坝使用了这项新技术。
2、层面处理技术
层面处理是影响碾压混凝土坝安全稳定的一个重要问题，特别是高坝尤为重要。解决此问题除了处理好骨料离析问题和改善层面条件以外，要求着重控制好碾压混凝土的初凝时间。坑口碾压混凝土重力坝对层面处理的要点是：当气温在13℃以下、层面间隔时间在16 h以内时，不做任何处理直接在碾压混凝土层面上铺筑上层混凝土；当层面间隔时间超过16 h，且在24 h以内时，在层面铺筑1.5cm厚的水泥砂浆再铺筑上层碾压混凝土；当层面间隔时间超过24 h，则用低压水冲洗混凝土层面，并铺筑1.5cm厚的水泥砂浆后再铺筑上层碾压混凝土。
3、防渗技术
（1）斜层铺筑技术
碾压混凝土斜层铺筑法是相对传统的铺筑方法而言的，即将传统的水平摊铺碾压层改为1：10～1：20的斜层。采用斜层坡度合理、平推方向合适的斜层平推铺筑法施工的碾压混凝土，其层面抗渗能力可以达到或接近碾压混凝土本体的抗渗性能，使碾压混凝土本身即可承担起坝体防渗的任务，不再需要其他的辅助防渗措施。
（2）自防渗技术
碾压混凝土的防渗形式主要有以下3种类型：“金包银”模式、碾压混凝土自防渗、在坝的上游面另做防渗层等。自普定拱坝成功采用二级配碾压混凝土自防渗技术以来，当前在我国已普遍采用第二种模式，即采用三级配碾压混凝土做大坝主体，其上游采用二级配碾压混凝土作防渗结构，在坝体上游面采用二级配富胶凝材料碾压混凝土自身防渗。
4、温度控制技术
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，水化热较常规混凝土少，但是，一般情况下，碾压混凝土坝体不设置冷却水管，所以碾压混凝上施工的温控要求更为严格。由于碾压混凝土特有的性念，比浇常规混凝土其温度提升更快，因为松散状态的碾压混凝土颗粒间充满了流动的空气，加快了碾压混凝土与外界的热交换。因此运输路程应尽量短，碾压应及时。另外，尽量减少碾压混凝土层面在空气中的暴露时间，加快铺筑速度。
在高温季节施工碾压混凝土时,在满足混凝土强度及其他性能的前提下,尽可能减少水泥用量,高掺粉煤灰,以降低混凝土水化热及绝热升温。同时,采用冷却水或加冰拌合、预冷骨料,以及在坝面喷雾形成小环境达到降低混凝土入仓温度的目的。碾压完成后,加强混凝土的表面养护,防止外温倒灌。另外,也可在坝内埋设冷却水管来降低坝内温度。在寒冷地区或寒冷季节施工碾压混凝土,除在混凝土中掺入一定量的抗冻剂外,可在坝面搭帐篷形成小环境,防止混凝土表面温度骤降,并在已铺筑完成的混凝土面上盖保温物品。
抗裂技术
碾压混凝土坝的横缝缝距设计没有统一的标准，早期的碾压混凝土坝甚至不设横缝，但目前绝大数都设置了横缝，而且分缝的间距和结构有了很大的改进。常用的坝体分缝有机械切缝、模板分缝和诱导成缝。缝间填充材料有镀锌钢板、合成缝板、沥青浸木板和灌浆等。只要有横缝，上游面就要设置止水。一般设两道止水，两者之间设排水孔与排水廊道相连。横缝虽然可以有效控制坝体裂缝的产生，但碾压混凝土浇筑过程中的温度控制同样是防止裂缝的关键。温度控制措施有控制温升、采用低热水泥、增加活性掺和料用量、使用保温措施、在适宜的气候下浇筑等。因碾压混凝土浇筑仓面大，受周围气候的影响大，预冷却法的效果并不明显。目前大多数碾压混凝土施工技术规范中都认为碾压混凝土的最高气温为35℃。
6、碾压混凝土的入仓技术
碾压混凝土的入仓方式有：自卸汽车直接入仓、深槽皮带机、塔带机以及真空负压溜槽等。其中自卸汽车直接入仓、深槽皮带机、塔带机等入仓方式都有各自的弱点，只能针对不同的施工情况选择性的使用。目前我国首创了负压真空溜槽法输送碾压混凝土，适用于坝肩较陡的大坝，该项技术在国内已经比较成熟，真空负压溜槽的入仓方式由于其简单、方便、成本低、易于操作，目前在国内得到广泛使用。
五、結束语
深入研究我国碾压混凝土筑坝技术的的特点和优势，从而使之更好的为筑坝服务，同时在技术上不断的进行创新，使我国碾压混凝土筑坝技术得以不断的完善，始终居于世界领先行列。
参考文献：
[1] 李春敏：《碾压混凝土坝筑坝技术综述》，《中国水利》，2004年10期
[2] 王火利：《浅谈我国碾压混凝土坝的发展成就与前景》，《江西水利科技》，2005年 11 期