壩體碾壓混凝土施工技術(shù)研究綜述

【摘 要】碾壓混凝土筑壩可謂是融合了碾壓土石壩和常態(tài)混凝土壩的施工工藝簡單、用料少、機(jī)械化程度高、造價(jià)低、施工數(shù)度快等優(yōu)點(diǎn)。作者結(jié)合自己工作實(shí)踐，以壩體碾壓混凝土施工為研究對象，通過對國內(nèi)外學(xué)術(shù)界相關(guān)研究文獻(xiàn)進(jìn)行分析，探討其研究現(xiàn)狀。

【關(guān)鍵詞】壩體；混凝土；碾壓；施工技術(shù)；研究

碾壓混凝土筑壩融會了常態(tài)混凝土壩和碾壓土石壩的長處，具有節(jié)約水泥用量，簡化施工工藝，機(jī)械化程度高，施工速度快和工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。1980年日本島地川建造世界第一座碾壓混凝土重力壩后，碾壓混凝土筑壩技術(shù)風(fēng)靡全世界，使得碾壓混凝土壩成為當(dāng)今壩工界的主要壩型。目前碾壓混凝土筑壩技術(shù)一般我們可以分為兩種，其一是以日本為代表的RCD筑壩；其二是以歐美為代表的RCC筑壩。碾壓混凝土筑壩技術(shù)是從80年代以來才開始研究和應(yīng)用，但是總體上來發(fā)展速度較快，部分成功施工案例為我國碾壓混凝土筑壩的研究設(shè)計(jì)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)參數(shù)。

一、碾壓混凝土筑壩技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新

（1）原材料的選擇。碾壓混凝上材料性能和耐久性研究，揭不了碾壓混凝上溶蝕機(jī)理，通過對碾壓混凝上臨界水力梯度及滲透溶蝕耐久性的分析論證，為直接采用碾壓混凝上作為壩體防滲體、減少防滲層厚度、降低內(nèi)部碾壓混凝上水泥用量和人量采用粉煤灰提供了理論依據(jù)，并被應(yīng)應(yīng)用于工程實(shí)踐。研制的碾旅混凝上配合比數(shù)據(jù)庫和配合比計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法，簡化了碾旅混凝上配合比設(shè)計(jì)?；钚該胶土涎芯浚鉀Q了高摻粉煤灰的問題。一般摻量為膠凝材料的55%～65%，減少水泥川量，簡化溫控，在缺少粉煤灰的情況下，我們還可采川磨細(xì)后的磷礦渣和凝灰?guī)r作摻和料。外摻石粉研究，解決了不同砂質(zhì)外摻石粉用量對混凝土抗壓、抗拉強(qiáng)度的影響。碾旅混凝上外摻Mg0的膨脹性能研究已取得可喜的成果。（2）壩體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在高碾壓混凝土重力拱壩應(yīng)力和承載能力計(jì)算分析方而，我國普遍采川非線性有限元法，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)代混凝上和巖石彈塑性力學(xué)、非線性斷裂力學(xué)的最新研究，采川非線性彈性理論、彈塑性增量理論和非線性斷裂理論，研究高碾壓混凝土重力壩的應(yīng)力狀態(tài)和承載能力。高碾旅混凝上拱壩采川的整體三維有限元分析方法，能較好地模擬復(fù)雜的地基條件，合理地考慮拱壩整體剛度與地基的相互作用，采用仿真設(shè)計(jì)高碾旅混凝上拱壩又是一例創(chuàng)新，它考慮了卞要荷載的連續(xù)增加過程，應(yīng)力性質(zhì)的改變（如應(yīng)力集中點(diǎn)韌性改變）參數(shù)的正確性等。（3）機(jī)具和工藝方面。研究開發(fā)了深槽高速皮帶機(jī)，實(shí)現(xiàn)了高速、人槽角的碾旅混凝上輸送；改裝的移動式塔式布料機(jī)，以塔式起重機(jī)為基礎(chǔ)機(jī)，加設(shè)內(nèi)、外旋轉(zhuǎn)皮帶機(jī)組成五連桿機(jī)構(gòu)，利川塔式起重機(jī)的起重、回轉(zhuǎn)、人小車移動功能完成皮帶機(jī)在水平、垂直方向的布料，設(shè)備實(shí)川、造價(jià)低。改進(jìn)負(fù)旅溜槽下料控制裝置，有利負(fù)旅形成，使碾旅混凝上在下滑過程，形成相劉一密實(shí)的料倉，實(shí)現(xiàn)定量給料。研究開發(fā)白米級真空溜管管帶、全封閉的自動弧門及自動控制進(jìn)料系統(tǒng)，解決了V形河谷建高碾旅混凝上壩施工難題。開發(fā)了具有中國特色的碾壓混凝土筑壩工藝，該工藝具有施工簡單、設(shè)備投資小、速度快等特點(diǎn)，施工中在碾壓混凝土壩下部采用自卸汽車直接入倉，中部采用汽車加真空溜管加汽車入倉，上部采用汽車加纜機(jī)入倉，開發(fā)了碾壓混凝土斜層施工工藝。

二、進(jìn)一步開展碾壓混凝土施工新技術(shù)研究

（1）繼續(xù)開展高性能碾壓混凝土研究，使之能適應(yīng)日益發(fā)展的碾壓混凝土工程的需要。加強(qiáng)高摻粉煤灰碾壓混凝土長齡期性能研究及應(yīng)用，繼續(xù)開展對新?lián)胶狭系脑囼?yàn)研究。（2）依托工程實(shí)踐進(jìn)行高陡邊坡條件下混凝土垂直運(yùn)輸入倉方式及新工藝、新設(shè)備的研究，為日益增多的高山峽谷地區(qū)高壩建設(shè)創(chuàng)造條件。（3）深入研究和完善高溫和嚴(yán)寒季節(jié)碾壓混凝土施工溫控技術(shù)，探索中、低碾壓混凝土壩經(jīng)濟(jì)適用的溫控措施。

綜上，我國壩體碾壓混凝土筑壩技術(shù)經(jīng)歷了從重力壩向拱壩和薄拱壩發(fā)展、低壩向高壩發(fā)展，并且在壩體施工中的應(yīng)用也日益廣泛，技術(shù)日益成熟。在“八·五” “九·五”的時(shí)間經(jīng)驗(yàn)和研究成果的基礎(chǔ)上，已經(jīng)取得了很大的提高。諸多施工技術(shù)已經(jīng)位于世界先進(jìn)水平，可謂壩體碾壓混凝土筑壩技術(shù)在整體技術(shù)上領(lǐng)先于世界水平。在西部大開發(fā)的大環(huán)境下，水利工程建設(shè)也越來越多，給我國水利水電施工提供了難得的科研和實(shí)踐平臺，作為水利水電工作人員，筆者有責(zé)任和義務(wù)為該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]龔亞琦，蘇海東，崔建華.壩體與庫水的流固耦合分析[J].長江科學(xué)院院報(bào).2011（6）

[2]陳江，張少杰，劉浩吾.高拱壩氣幕隔震效果的三維數(shù)值模擬[J].振動與沖擊.2009（11）

[3]張志偉，張東明.拱壩地震動水壓力研究進(jìn)展[J].四川建筑.2010（3）

[4]張凡，唐天國，楊慶，李戈.拱壩氣幕隔震技術(shù)分析研究[J].水力發(fā)電.2008（6）