俄羅斯碾壓混凝土壩的施工技術特點
——第七屆碾壓混凝土(RCC)壩國際研討會

[俄羅斯]　V.蘇達科夫 等

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俄羅斯碾壓混凝土壩的施工技術特點

——第七屆碾壓混凝土(RCC)壩國際研討會

[俄羅斯]V.蘇達科夫 等

20世紀70年代，在俄羅斯托克托古爾水電站建設中，采用了超硬低水泥含量混凝土拌和料和逐層施工技術。分析認為，在該壩的內(nèi)部區(qū)域澆筑這種特殊混凝土在技術上和經(jīng)濟上都是可行的。簡單介紹了這種新型施工技術的特點及其現(xiàn)場應用情況。

碾壓混凝土壩；施工技術；托克托古爾水電站；俄羅斯

1　研究現(xiàn)狀

在托克托古爾(Toktogulskaya)水電站(壩高215 m)的施工過程中，采用了逐層施工技術，從技術經(jīng)濟可行性觀點看，在大壩內(nèi)部區(qū)域澆筑特殊混凝土及運用相應的混凝土拌和料是可行的。這種混凝土及其拌和料與壓實混凝土的主要區(qū)別是，一旦攤鋪工作完成，該類混凝土拌和料就能夠承受現(xiàn)有的荷載，同時能與逐層澆筑技術完美結合。

對該類混凝土及其拌和料的研究，室內(nèi)外試驗持續(xù)了多年，主要研究了高硬度混凝土拌和料。采用了該國多座大壩施工的現(xiàn)有經(jīng)驗數(shù)據(jù)。

在1985年的文獻中，人們使用經(jīng)碾壓的超硬低水泥含量混凝土，構成了兩座小壩的內(nèi)部區(qū)域——高22 m、長115 m的接合阻水墻(圖1)，以及高18 m、長300 m的溢流墻。

圖1　塔什庫梅爾水電站的阻水墻

該阻水墻建于1985年5月，當時的氣溫為35℃～36 ℃。但混凝土拌和料的溫度在17℃～24 ℃范圍內(nèi)，混凝土溫度不高于30 ℃。

12月時，該阻水墻的阻水水頭為18 m。墻體澆筑6個月后，從墻中鉆取的混凝土芯樣測試表明，平均強度為12.7 MPa。

溢流墻建于1985年7月至9月，位于庫雷(Kureiskaya)徑流式電站壩底。1986年6月，洪峰流量為220 m3/s的洪水溢過了該墻。

塔什庫梅爾(Tashkumirskaya)電站(裝機容量400 MW)的擋水壩為75 m高的RCC重力壩，該壩代表著俄羅斯碾壓混凝土壩的建設又向前邁進重要一步。

2　新型組合技術的特征

塔什庫梅爾電站的混凝土澆筑技術以及碾壓混凝土技術的改進，主要是采用了超硬低水泥含量混凝土拌和料，并分壩段單層澆筑。但這種改進與其他改進方式存在明顯差異。

(1) 塔什庫梅爾電站的混凝土澆筑技術組合了兩種技術，即澆筑內(nèi)部區(qū)域的碾壓混凝土技術和外部保護區(qū)的逐層澆筑技術。這種組合技術便于通過使用高性能的機械統(tǒng)一澆筑路線并澆筑整個大壩區(qū)域。在搗實混凝土和碾壓混凝土層厚度一致的情況下，采用這種澆筑技術能夠使二者之間實現(xiàn)更可靠、致密和強力的結合。

(2) 混凝土拌和料在連續(xù)運行的拌和樓中制備。

(3) 可根據(jù)大壩的應力狀態(tài)確定沿壩高的分布狀況。

(4) 易于組裝的模塊化結構僅用于形成垂直縫(截面之間和接縫切口)。

(5) 外部區(qū)域的搗實混凝土留置水平縫時，需清除表面的水泥膜、灰土和浮渣，并用高壓水槍沖洗。底部無需灌漿。內(nèi)部區(qū)域的碾壓混凝土留置水平縫時，無需清除表面水泥膜。其他操作與外部搗實混凝土相同。底部無需灌漿。

(6) 混凝土壩塊澆筑時為單層澆筑，斷面尺寸35 m×35 m。

(7) 在重力壩的施工過程中，將振動碾Riomag(型號為Bomag BW-200)納入施工工藝流程。該振動碾可使碾壓層厚增至50 cm。

(8) 保持新澆碾壓混凝土層面的持續(xù)潤濕。對外部區(qū)域的混凝土，采取澆水方式有計劃地表面冷卻。該壩未出現(xiàn)溫度裂縫。

3　應用實例

布雷(Bureiskaya)電站壩高140 m，壩頂長度780 m。壩區(qū)年平均氣溫為零下5 ℃，最高氣溫為41 ℃ ，最低氣溫為零下58 ℃。

該壩使用了分季節(jié)混凝土澆筑技術，溢洪道和電站的設計也采用了相同的技術，包括頂柱和低楔兩個部分(圖2)。

圖2　布雷水電站的碾壓混凝土壩

頂柱寬14 m，能保證大壩和低楔間的不透水性,從而保證其穩(wěn)定性。頂柱由高3～6 m的柱體構成，低楔由0.4～0.5 m厚的單層混凝土段構成，混凝土內(nèi)部區(qū)域為碾壓混凝土，下游側保護區(qū)為搗實混凝土。

現(xiàn)場研究表明，已蓄水水庫的阻水墻混凝土處于受壓狀態(tài)，下游側橫向接縫的開口可以忽略不計，開口深度不超過5 m。

需要指出的是，電站重力壩的下游壩坡為0.7，應用于該壩的混凝土澆筑方法能夠避免裂縫形成和橫向接縫滲漏。

4　施工技術特點

俄羅斯碾壓混凝土壩施工技術的主要特點如下：

(1) 大壩混凝土全部按區(qū)分布；

(2) 根據(jù)規(guī)定，混凝土逐層澆筑，層厚0.5 m；

(3) 大壩溫度應力狀態(tài)的主要調節(jié)方法為混凝土塊表面冷卻；

(4) 兩混凝土澆筑層間隔3～5 d澆筑；

(5) 已澆好的混凝土層表面應防止水分蒸發(fā)，并在下一層混凝土澆筑前保持其表面潤濕。

已完工的大壩狀態(tài)一直處在長期的現(xiàn)場監(jiān)測之中(從1985年起)。

根據(jù)現(xiàn)有的碾壓混凝土壩設計、施工和運行經(jīng)驗，俄羅斯的工程師們制定了一系列規(guī)范性文件，提供了該國大壩施工可能用到的碾壓混凝土和振動搗實混凝土的基本參數(shù)計算值和技術特征。

楊小慶鄭璀瑩付湘寧譯

(編輯：朱曉紅)

2016-06-13

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