搜索
碾压混凝土坝的改进与展望姓名：胡泽松班级：水电12学号：201216203011碾压混凝土坝的改进与展望摘要：我国碾压混凝土坝经过30多年的技术改进，无论在规模、速度和质量上，碾压混凝土坝都达到了世界先进水平。本文结合我国水利工程建设现状和相关研究成果，对碾压混凝土坝在选材、设计、施工方面的关键问题进行了归纳，对碾压混凝土坝领域的最新研究进展及今后研究的主要方向进行了总结和展望。关键词：碾压混凝土坝；改进；展望1、前言碾压混凝土筑坝，是七十年代以来国际上新兴的一种筑坝技术，是对混凝土坝传统设计理论和施工工艺的一次重大改革。碾压混凝土的基本特征，是采用干硬性混凝土，掺入适量的火山灰(一般用粉煤灰)以代替部分水泥用量，然后用高频振动碾，通仓薄层振压密实，达到简化工艺，快速施工，节约水泥，降低造价的目的。碾压混凝土拱坝既有常态混凝土拱坝具有的超载能力大、工程量少的特点，又具有水泥用量少、准备工作量少、大仓面快速施工的特点。因而近几年发展迅速。2、碾压混凝土材料与筑坝技术在发展中相互促进早期的碾压混凝土坝多采用低胶凝材料用量的贫浆碾压混凝土,而从目前较为稳定的发展趋势看,当今的碾压混凝土坝多采用高胶凝材料用量的富浆碾压混凝土。自1992年以来采用不同胶凝材料用量修建的碾压混凝土坝占总数的比例,稳定在以下的范围内:富浆碾压混凝土坝(胶凝材料用量150kg/m3以上)占(45±2)%;中等胶凝材料用量碾压混凝土坝(胶凝材料用量100-149kg/m3)占(23±2)%;(日本)RCD坝占(16±2)%;贫浆碾压混凝土坝(胶凝材料用量低于99kg/m3)占(12.54±1.5)%。我国碾压混凝土坝从一开始就采用了高掺粉煤灰,少用水泥,以减少产生水化热,从而缩小温差,防止出现裂缝。根据多年研究结果,粉煤灰的掺量可以达到2/3。通过各工程混凝土采用外加剂的实践,证实外加剂可以提高碾压混凝土的性能和耐久性,并以复合外加剂最为有效,已在如普定、大朝山、棉花滩等许多工程中采用,证明是合理的,而且应进一步发展。由于40多座坝的实践,通过大量的室内外试验成果,已经有条件建立碾压混凝土配合比的数据库,并通过优选在具体工程条件下,预选比较合适的配合比,仅用少量的室内试验,即可取得合适的配比,大大减少试验工作量和时间。3、碾压混凝土坝的施工碾压混凝土筑坝技术是一种新的施工工艺，各国在施工方法上存在不少差异，采用的许多施工设备、材料运输方法、碾压工艺、模板、施工缝处理及质量控制等方面都不一致。需要不断实践，不断总结经验，再根据实际情况逐步完善。3.1施工要点碾压混凝土坝施工方法按近于土石坝的填筑方法，采用通仓薄层铺料，振动碾压压实。它克服了常态混凝土施工工艺中的许多缺点。由于碾压混凝土坝取消了纵缝。同时也不用模板形成横缝，所以少用模板，浇筑面积可以灵活调整、易于做到均衡生产，施工设备可以得到充分利用，设备利用率较高。与常态混凝土坝比较，碾压混凝土坝没有柱状分块，不受仓面限制，可以通仓碾压。准备工作量少，减少模板和脚手架用量，取消冷却水管、灌浆管等项目繁多的附属工作，不受垂直运输能力限制，减化了温控措施，施工速度快，节省了投资，改善了劳动条件。同常态混凝土相比。由于碾压混凝土坝取消了纵缝，同时也不用模板形成横缝，所以少用模板，浇筑面积可以灵活调整，易于做到均衡生产，施工设备可以得到充分利用，设备利用率较高。3.2碾压混凝土坝施工工艺的改进碾压混凝土坝通常的施工程序是先在下层块铺砂浆，汽车运输人仓，平仓机平仓，振动压实机压实，在拟切缝机位置拉线，机械对位，在振动切缝机的刀片上装铁皮并切缝至设计深度，拔出刀片。铁皮则留在混凝土中，切完缝再沿缝无振碾压两遍。普通的通仓薄层铺筑法仓面过大，拌和楼容量不足，碾压混凝土层间间隔时间过长，难以保证下层初凝前完全铺盖上层进行碾压。针对以上施工困难。建议混凝土坝采用斜层铺筑法。斜层法可以较好地符合大坝来的层间结合质量和抗剪强度的高要求。斜层铺筑法的作业面积相对比较小。缩短了碾压层之间的间隔，有利于保证碾压混凝土的层间结合。对高温季节施工的温控混凝土，可以减少温度倒灌，喷雾等措施也易于实施。不必高掺量高效缓凝剂以延长混凝土初凝时间，降低了混凝土的费用。可选用较小的浇筑强度进行大仓面施工。减小混凝土浇筑能力资源配置，降低施工成本。若遇降雨，由于斜坡面的存在，可以降低雨水对新浇碾压混凝土的侵害。可以看出，斜层浇筑法兼顾质量、经济、效率等几个方面，可以在资源配备有限的情况下，做到最大效率的连续施工，提高设备的利用率，充分发挥了碾压混凝土筑坝的优势。在江垭工程和白莲崖水库枢纽工程等实例中．斜层施工法都得到了较好的应用。斜层碾压施工的三个控制要点，即坡度、厚度和坡角处理。斜层施工工艺的坡度l：20—1：10，斜层摊铺厚度34—36era，压实厚度30cm左右为宜。但任何事物都好坏两面，斜层浇注法也不例外。斜层碾压的层面比平层多，且层面面积之和比平层大，如层面处理不当，则层间质量难以保证。整个坝体必须浇筑得充分连续一致，使之凝结成一个整块，不允许出现渗水通道或层间薄弱面。3.3研究方向展望碾压混凝土技术进展不仅仅是材料本身，更多的在于混凝土材料配比和浇筑方法。采用土石坝运输、摊铺和碾压机械，将混凝土优良的性能与土石坝快速填筑施工结合起来。在20年来的碾压混凝土筑坝经验中得出的结论是，碾压混凝土设计应选择最佳方案．至少应在其它坝中应用过的方案中选择。下面从设计、材料实验、施工工艺三个方面来展望碾压混凝土坝的研究方向。3.3.1设计方面在设计上，进一步完善设计理论，依据碾压混凝土特点优化坝体细部结构。对碾压混凝土坝施工期及运行期的温度、徐变应力仿真计算研究的框架已基本建立，但就仿真分析而言，其参数的选取存在着不稳定性，尚待深人研究。计算机技术的发展将进一步推动实验模拟的进程，优化产业。工程方案的选择也不能违背设计工艺要求。在大坝中采用碾压混凝土的条件极为广泛，但不是任何条件都适用。3.3.2材料试验方面在材料试验方面，要在提高碾压混凝土的粘聚性、耐久性、抗冻性等方面进行优选配合比，进一步寻找解决抗冻问题的最佳途径。3．3.2.1外掺MgO微膨胀碾压混凝土在碾压混凝土中外掺MgO，可以减少碾压混凝土的收缩，提高抗裂性能。但从2000年建成的第一座全坝掺Mgo拱坝一广州长沙坝以及后来的坝美坝等实例来看，仅靠Mgo混凝土的微膨胀，不足以完全补偿温降收缩。需要进一步研究实验。3.3.2.2复合外加剂目前提高碾压混凝土性能的最有效的做法是既用引气剂提高其耐久性，同时用缓凝减水剂以延长初凝时间，即配制复合外加剂，一举两得。复合外加剂在普定、大朝山、棉花滩等工程中得到较好的运用．应进一步发展。3.3.2.3变态混凝土变态混凝土是指在碾压混凝土拌合物中加入适量的水泥灰浆．使其从干硬性变为亚流态性，具有可振性，再用插入式振捣器振动密实，形成一种具有常规混凝土特征的混凝土。变态混凝土的使用可以有效解决靠近模板不便碾压处加水泥灰浆的问题。此材料从1989年在岩滩碾压混凝土工程研发并取得了较好的效果后，被推广至荣地、普定和江垭等工程中。3.3.3施工工艺方面一般多采用常态混凝土的拌制机械。美国及日本均选用大容量拌和机。但从实践中看，常态混凝土拌和机叶片易粘结过多砂浆，需频繁清洗，叶片易磨损，需经常更换，耗费较多时间和金钱。因此研制适合于拌制干硬性混凝土的拌和机械，将成为一个研究的课题。4.结语碾压混凝土筑坝是筑坝技术上的一次革命，碾压混凝土技术将会成为水利水电工程建设的主导，具有旺盛的生命力和广阔的发展前途，将取得更大的经济效益和社会效益。参考文献：【l】张有天．中国水科院科研报告(7)一碾压混凝土重力坝的渗流问题[rq．北京：中国水利科学研究院，1993．][2]黄东军，聂广明．重力坝深层抗滑稳定安全评价若干问题的思考叨．水力发电学报，2005，(4)：90-94．[3】李春敏．我国碾压混凝土拱坝发展概述A1．2004年全国RCC筑坝技术交流会议论文集【C】．北京：中国水力发电工程学会碾压混凝土专业委员会，2004．1—10．【4]朱伯芳等．第五届碾压混凝土坝国际研讨会论文集【C】．2007．f5】袁广裕，胡志根．水利工程施-r[r哪．北京：中国水利水电出版社，2005．[5]黄达海,宋玉普,赵国藩.碾压混凝土坝温度徐变应力仿真分析的进展[J].土木工程学报,2000,33(4).[6]顾冲时,雷鹏,李云.碾压混凝土坝三维黏弹性分析模型研究[J].岩土工程学报,2007,29(8).