碾压混凝土坝的特点与发展概况

与常规混凝土不同,碾压混凝土(英文名缩写为RCC)水泥用量少、水灰比小,采用类似土坝那样薄层铺筑、逐层碾压的施工方法,施工速度快,节约原材料,有重大的经济效益。图8-8示出的是大朝山碾压混凝土重力坝施工仓面情况。

图8-8　大朝山碾压混凝土坝施工仓面

RCC筑坝始于80年代。日本于1981年建成89m 高的岛地川RCC 重力坝,美国于1982年建成52m 高的全碾压混凝土重力坝——柳溪坝。我国第一座RCC坝建成于1986年(福建坑口)。80年代末,RCC坝向高坝方向发展。1987年,美国Upper Stillwater RCC 坝建成,坝高91m。到目前,世界上已建成高100m 以上的RCC坝共33座,其中我国12座,详见表8-1。我国广西省红水河上的龙滩水电站装机5400MW,是一座巨型水电站。一期工程坝高192m,是世界上在建的最高的RCC重力坝。

但RCC坝也存在自身的问题:沿层面的抗剪强度低;层面有较大的透水性,可能形成较大的扬压力;采用大体积浇筑,散热条件差,冷却时间长,后期易产生裂缝;夏季高温多雨,施工困难。(www.xing528.com)

为了解决上述问题,我国在“八五”及“九五”期间,专门组织了RCC 筑坝技术的国家科技攻关。除针对龙滩高RCC重力坝外,还对RCC拱坝全套技术进行了深入的研究,并在攻关成果的支持下,顺利地建成了75m 高的普定RCC拱坝和132m 高的沙牌RCC拱坝的[3]。

碾压混凝土适于修建高200m 级的重力坝,还可修建重力拱坝甚至薄拱坝,在施工方法上都已有充分的把握。在施工方法可靠性增大的同时,近年来在保持碾压混凝土施工方法的简便性和经济性方面也取得了很大进展。RCC大坝目前在高温、低温和降雨量很大的地区都有修建的实例,例如在气温高达43℃的情况下,阿尔及利亚修建了121m 高的贝利哈罗恩大坝(RCC总量=169万m3);在美国91m 高的上静水坝(RCC总量=112.5万m3)和加拿大40m 高的拉克罗伯森大坝(RCC总量=2.87万m3),冬季的气温会降至-35℃甚至更低;在智利121m 高的潘戈大坝(RCC总量=66万m3),RCC浇筑的13个月总降雨量达4436mm(包括三个月内降雨达3130mm 仍连续施工)。

碾压混凝土筑坝在材料、施工技术和设计三个方面,相互联系、相互影响。碾压混凝土材料有特点,施工技术与常态混凝土不同,因此坝的设计要与材料和施工技术相协调。当然,这三者中“起因”是第二条施工技术,由振捣变为碾压;为满足第二条的要求,材料(主要是配合比)与常态混凝土相比有其特殊之处,而且是工程设计的关键因素;至于第三条坝的设计,在满足一般常态混凝土坝所要求的强度、稳定、抗渗和耐久性要求的前提下,主要是应便于碾压施工。