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【摘 要】碾压混凝土筑坝可谓是融合了碾压土石坝和常态混凝土坝的施工工艺简单、用料少、机械化程度高、造价低、施工数度快等优点。作者结合自己工作实践,以坝体碾压混凝土施工为研究对象,通过对国内外学术界相关研究文献进行分析,探讨其研究现状。
【关键词】坝体;混凝土;碾压;施工技术;研究
碾压混凝土筑坝融会了常态混凝土坝和碾压土石坝的长处,具有节约水泥用量,简化施工工艺,机械化程度高,施工速度快和工程造价低等优点。1980年日本岛地川建造世界第一座碾压混凝土重力坝后,碾压混凝土筑坝技术风靡全世界,使得碾压混凝土坝成为当今坝工界的主要坝型。目前碾压混凝土筑坝技术一般我们可以分为两种,其一是以日本为代表的RCD筑坝;其二是以欧美为代表的RCC筑坝。碾压混凝土筑坝技术是从80年代以来才开始研究和应用,但是总体上来发展速度较快,部分成功施工案例为我国碾压混凝土筑坝的研究设计提供了宝贵的经验和技术参数。
一、碾压混凝土筑坝技术的发展和创新
(1)原材料的选择。碾压混凝上材料性能和耐久性研究,揭不了碾压混凝上溶蚀机理,通过对碾压混凝上临界水力梯度及渗透溶蚀耐久性的分析论证,为直接采用碾压混凝上作为坝体防渗体、减少防渗层厚度、降低内部碾压混凝上水泥用量和人量采用粉煤灰提供了理论依据,并被应应用于工程实践。研制的碾旅混凝上配合比数据库和配合比计算机辅助设计方法,简化了碾旅混凝上配合比设计。活性掺和料研究,解决了高掺粉煤灰的问题。一般掺量为胶凝材料的55%~65%,减少水泥川量,简化温控,在缺少粉煤灰的情况下,我们还可采川磨细后的磷矿渣和凝灰岩作掺和料。外掺石粉研究,解决了不同砂质外掺石粉用量对混凝土抗压、抗拉强度的影响。碾旅混凝上外掺Mg0的膨胀性能研究已取得可喜的成果。(2)坝体结构的设计。在高碾压混凝土重力拱坝应力和承载能力计算分析方而,我国普遍采川非线性有限元法,同时根据现代混凝上和岩石弹塑性力学、非线性断裂力学的最新研究,采川非线性弹性理论、弹塑性增量理论和非线性断裂理论,研究高碾压混凝土重力坝的应力状态和承载能力。高碾旅混凝上拱坝采川的整体三维有限元分析方法,能较好地模拟复杂的地基条件,合理地考虑拱坝整体刚度与地基的相互作用,采用仿真设计高碾旅混凝上拱坝又是一例创新,它考虑了卞要荷载的连续增加过程,应力性质的改变(如应力集中点韧性改变)参数的正确性等。(3)机具和工艺方面。研究开发了深槽高速皮带机,实现了高速、人槽角的碾旅混凝上输送;改装的移动式塔式布料机,以塔式起重机为基础机,加设内、外旋转皮带机组成五连杆机构,利川塔式起重机的起重、回转、人小车移动功能完成皮带机在水平、垂直方向的布料,设备实川、造价低。改进负旅溜槽下料控制装置,有利负旅形成,使碾旅混凝上在下滑过程,形成相刘一密实的料仓,实现定量给料。研究开发白米级真空溜管管带、全封闭的自动弧门及自动控制进料系统,解决了V形河谷建高碾旅混凝上坝施工难题。开发了具有中国特色的碾压混凝土筑坝工艺,该工艺具有施工简单、设备投资小、速度快等特点,施工中在碾压混凝土坝下部采用自卸汽车直接入仓,中部采用汽车加真空溜管加汽车入仓,上部采用汽车加缆机入仓,开发了碾压混凝土斜层施工工艺。
二、进一步开展碾压混凝土施工新技术研究
(1)继续开展高性能碾压混凝土研究,使之能适应日益发展的碾压混凝土工程的需要。加强高掺粉煤灰碾压混凝土长龄期性能研究及应用,继续开展对新掺合料的试验研究。(2)依托工程实践进行高陡边坡条件下混凝土垂直运输入仓方式及新工艺、新设备的研究,为日益增多的高山峡谷地区高坝建设创造条件。(3)深入研究和完善高温和严寒季节碾压混凝土施工温控技术,探索中、低碾压混凝土坝经济适用的温控措施。
综上,我国坝体碾压混凝土筑坝技术经历了从重力坝向拱坝和薄拱坝发展、低坝向高坝发展,并且在坝体施工中的应用也日益广泛,技术日益成熟。在“八·五” “九·五”的时间经验和研究成果的基础上,已经取得了很大的提高。诸多施工技术已经位于世界先进水平,可谓坝体碾压混凝土筑坝技术在整体技术上领先于世界水平。在西部大开发的大环境下,水利工程建设也越来越多,给我国水利水电施工提供了难得的科研和实践平台,作为水利水电工作人员,笔者有责任和义务为该项技术的发展做出自己应有的贡献。
参 考 文 献
[1]龚亚琦,苏海东,崔建华.坝体与库水的流固耦合分析[J].长江科学院院报.2011(6)
[2]陈江,张少杰,刘浩吾.高拱坝气幕隔震效果的三维数值模拟[J].振动与冲击.2009(11)
[3]张志伟,张东明.拱坝地震动水压力研究进展[J].四川建筑.2010(3)
[4]张凡,唐天国,杨庆,李戈.拱坝气幕隔震技术分析研究[J].水力发电.2008(6)
【关键词】坝体;混凝土;碾压;施工技术;研究
碾压混凝土筑坝融会了常态混凝土坝和碾压土石坝的长处,具有节约水泥用量,简化施工工艺,机械化程度高,施工速度快和工程造价低等优点。1980年日本岛地川建造世界第一座碾压混凝土重力坝后,碾压混凝土筑坝技术风靡全世界,使得碾压混凝土坝成为当今坝工界的主要坝型。目前碾压混凝土筑坝技术一般我们可以分为两种,其一是以日本为代表的RCD筑坝;其二是以欧美为代表的RCC筑坝。碾压混凝土筑坝技术是从80年代以来才开始研究和应用,但是总体上来发展速度较快,部分成功施工案例为我国碾压混凝土筑坝的研究设计提供了宝贵的经验和技术参数。
一、碾压混凝土筑坝技术的发展和创新
(1)原材料的选择。碾压混凝上材料性能和耐久性研究,揭不了碾压混凝上溶蚀机理,通过对碾压混凝上临界水力梯度及渗透溶蚀耐久性的分析论证,为直接采用碾压混凝上作为坝体防渗体、减少防渗层厚度、降低内部碾压混凝上水泥用量和人量采用粉煤灰提供了理论依据,并被应应用于工程实践。研制的碾旅混凝上配合比数据库和配合比计算机辅助设计方法,简化了碾旅混凝上配合比设计。活性掺和料研究,解决了高掺粉煤灰的问题。一般掺量为胶凝材料的55%~65%,减少水泥川量,简化温控,在缺少粉煤灰的情况下,我们还可采川磨细后的磷矿渣和凝灰岩作掺和料。外掺石粉研究,解决了不同砂质外掺石粉用量对混凝土抗压、抗拉强度的影响。碾旅混凝上外掺Mg0的膨胀性能研究已取得可喜的成果。(2)坝体结构的设计。在高碾压混凝土重力拱坝应力和承载能力计算分析方而,我国普遍采川非线性有限元法,同时根据现代混凝上和岩石弹塑性力学、非线性断裂力学的最新研究,采川非线性弹性理论、弹塑性增量理论和非线性断裂理论,研究高碾压混凝土重力坝的应力状态和承载能力。高碾旅混凝上拱坝采川的整体三维有限元分析方法,能较好地模拟复杂的地基条件,合理地考虑拱坝整体刚度与地基的相互作用,采用仿真设计高碾旅混凝上拱坝又是一例创新,它考虑了卞要荷载的连续增加过程,应力性质的改变(如应力集中点韧性改变)参数的正确性等。(3)机具和工艺方面。研究开发了深槽高速皮带机,实现了高速、人槽角的碾旅混凝上输送;改装的移动式塔式布料机,以塔式起重机为基础机,加设内、外旋转皮带机组成五连杆机构,利川塔式起重机的起重、回转、人小车移动功能完成皮带机在水平、垂直方向的布料,设备实川、造价低。改进负旅溜槽下料控制装置,有利负旅形成,使碾旅混凝上在下滑过程,形成相刘一密实的料仓,实现定量给料。研究开发白米级真空溜管管带、全封闭的自动弧门及自动控制进料系统,解决了V形河谷建高碾旅混凝上坝施工难题。开发了具有中国特色的碾压混凝土筑坝工艺,该工艺具有施工简单、设备投资小、速度快等特点,施工中在碾压混凝土坝下部采用自卸汽车直接入仓,中部采用汽车加真空溜管加汽车入仓,上部采用汽车加缆机入仓,开发了碾压混凝土斜层施工工艺。
二、进一步开展碾压混凝土施工新技术研究
(1)继续开展高性能碾压混凝土研究,使之能适应日益发展的碾压混凝土工程的需要。加强高掺粉煤灰碾压混凝土长龄期性能研究及应用,继续开展对新掺合料的试验研究。(2)依托工程实践进行高陡边坡条件下混凝土垂直运输入仓方式及新工艺、新设备的研究,为日益增多的高山峡谷地区高坝建设创造条件。(3)深入研究和完善高温和严寒季节碾压混凝土施工温控技术,探索中、低碾压混凝土坝经济适用的温控措施。
综上,我国坝体碾压混凝土筑坝技术经历了从重力坝向拱坝和薄拱坝发展、低坝向高坝发展,并且在坝体施工中的应用也日益广泛,技术日益成熟。在“八·五” “九·五”的时间经验和研究成果的基础上,已经取得了很大的提高。诸多施工技术已经位于世界先进水平,可谓坝体碾压混凝土筑坝技术在整体技术上领先于世界水平。在西部大开发的大环境下,水利工程建设也越来越多,给我国水利水电施工提供了难得的科研和实践平台,作为水利水电工作人员,笔者有责任和义务为该项技术的发展做出自己应有的贡献。
参 考 文 献
[1]龚亚琦,苏海东,崔建华.坝体与库水的流固耦合分析[J].长江科学院院报.2011(6)
[2]陈江,张少杰,刘浩吾.高拱坝气幕隔震效果的三维数值模拟[J].振动与冲击.2009(11)
[3]张志伟,张东明.拱坝地震动水压力研究进展[J].四川建筑.2010(3)
[4]张凡,唐天国,杨庆,李戈.拱坝气幕隔震技术分析研究[J].水力发电.2008(6)