碾压混凝土大坝是一种采用超干硬性混凝土,通过逐层铺填碾压而成的混凝土坝。这种坝型将土石坝的碾压设备和技术应用于混凝土坝施工,具有独特的优势和特点。
1. 定义与原理
碾压混凝土大坝,简称RCCD或RCD,采用坍落度接近于零的超干硬性混凝土修筑坝的主体。这种混凝土通过自卸汽车、皮带输送机、真空溜槽或管道运送至坝面,然后用推土机平仓,振动碾压实。这种施工方式突破了传统的混凝土大坝柱状法浇筑的限制,实现了快速施工。
2. 主要特征
碾压混凝土大坝的主要特征包括:采用超干硬性混凝土、不设纵缝、用振动切缝机造横缝、推土机平仓、振动碾压实等。与常态混凝土坝相比,碾压混凝土坝的施工工艺程序简单,水泥和模板用量少,薄层大仓面浇筑碾压,减少分缝分块,便于连续施工,从而大大缩短了工期,降低了工程费用。
3. 施工工艺
碾压混凝土大坝的施工工艺包括:混凝土在强制式拌和机中拌和、用自卸汽车直接入仓散料、用推土机将混凝土推铺摊平、用振动碾碾压密实等。还有横缝的常用振动机切割成缝、新一层混凝土浇筑前的老混凝土面处理以及喷雾养护等步骤。这些工艺共同保证了碾压混凝土大坝的施工质量和进度。
4. 温控措施
由于碾压混凝土大坝采用低水泥用量、高掺掺合料的混凝土,其温控措施相对简化。通过薄层大仓面施工,坝体内部混凝土的水化热减小,散热面大,温升可大大降低。这不仅简化了温控措施,还有效防止了混凝土裂缝的产生。
5. 结构特点
碾压混凝土大坝的结构特点包括:坝体上游的常规混凝土可用作防渗体,厚度及抗渗指标均应满足坝体的防渗要求;碾压混凝土重力坝一般均需设坝体排水;内部结构应尽量简化,廊道数量可适当减少等。这些结构特点使得碾压混凝土大坝在保持结构稳定的也便于施工和维护。
6. 经济效益
碾压混凝土大坝由于施工工艺简单、施工速度快、工期短、工程费用低等特点,具有显著的经济效益。即使考虑到防渗等设施的投资,碾压混凝土坝仍远较常态混凝土坝经济。这使得碾压混凝土大坝在水利水电工程建设中得到了广泛应用。
7. 发展历程
自20世纪70年代末期以来,碾压混凝土坝技术得到了迅速发展。1980年在日本建成岛地川坝(坝高89米)为世界上第一座碾压混凝土重力坝。随后,中国、美国等国家也相继建成了多座碾压混凝土大坝。这些大坝的建设不仅推动了碾压混凝土坝技术的发展,也为水利水电工程建设提供了宝贵的经验。
8. 应用实例
在全球范围内,已建和在建的上百座碾压混凝土坝中,大多数为重力坝。例如,日本的宫濑碾压混凝土重力坝高达155米;中国设计建设的龙滩碾压混凝土重力坝,第一期工程的最大坝高192米。这些大坝的成功建设证明了碾压混凝土坝技术的可行性和优越性。
9. 未来展望
随着建筑工程技术水平的提高和水利水电工程建设的不断发展,碾压混凝土坝技术也将不断完善和创新。未来,碾压混凝土坝将在更高、更大规模的工程中发挥重要作用,为水利水电工程建设提供更加经济、高效、可靠的解决方案。