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水工建筑物基础(第2版)
1.7.6.3 三、碾压混凝土坝的构筑形式
三、碾压混凝土坝的构筑形式

随着碾压混凝土坝的设计和筑坝技术的发展,碾压混凝土坝的构筑形式和方法也在不断地变化提高。其筑坝形式主要有以下几种类型。

1.外包常态混凝土碾压混凝土坝(金包银)

考虑坝体的抗渗性和抗冻性,将坝体内部用干贫性碾压混凝土填筑,上、下游和坝基面用2~3m厚的常态混凝土,形成一种包裹剖面形式,俗称金包银。图4-37为日本玉川坝和我国桃林口水库挡水坝段的标准剖面。坝体按常规分横缝,采用切缝技术成缝,缝内止水和排水系统与常态混凝土坝相同,并放在常态混凝土层内。这种碾压混凝土坝,层面间接合较好,防渗抗冻效果好,工作可靠。但两种混凝土同时施工,工作干扰大,施工进度较慢。由于坝体中有一定的常态混凝土,整体工程造价有所提高,一般用于寒冷地区的中高坝。

图4-37 碾压混凝土坝剖面简图

(a)日本玉川坝;(b)河北桃林口碾压混凝土坝

2.富胶凝材料碾压混凝土坝

将矿渣或粉煤灰作为掺合料加入到混凝土中,拌和成高胶凝材料的无坍落度混凝土,其胶凝材料为150~230kg/m3,粉煤灰掺用量占60%~70%,利用振动碾压设备进行薄层连续碾压施工,可保持良好的层面胶结,可不再设置专门的防渗层。

这种形式的坝具有强度高、凝聚力强、抗渗性好的特点,坝体断面可设计得小些,节省坝体混凝土方量,但由于所用水泥和粉煤灰较多,混凝土单价有所提高。

目前,也有仅在上游侧3~5m范围内用高胶凝材料进行防渗,在坝体其他部位用低胶凝材料填筑,以利于减少水泥及粉煤灰用量。

3.低胶凝材料干贫混凝土碾压坝

在保证坝体强度、耐久性等要求的前提下,尽量减少水泥用量,使水泥用量在60~80kg/m3之间,粉煤灰掺量低,且用水量较少,形成干贫混凝土。连续碾压,快速施工,不设纵缝和横缝。其特点是造价低,混凝土方量较大,施工速度快,渗漏较严重,抗冻性能差。目前该形式的坝应用较少,已逐步改成在其上游设专门的防渗层防渗。

4.采用专门防渗设施的全断面碾压混凝土坝

在大坝的上游面采用专门的人工防渗材料或高胶凝材料的碾压混凝土进行防渗,如利用复合土工膜合成橡胶薄膜、二级配的碾压混凝土层等,坝体采用干贫低胶凝材料的碾压混凝土,如图4-38所示。全断面碾压,小间隔浇筑。这种坝克服了渗漏严重和抗冻性差的缺点,又能快速施工,加快施工进度,目前各国应用较多。如我国的温泉堡碾压混凝土拱坝,在其上游正常蓄水位以下贴复合土工膜防渗。湖南省的江垭水利枢纽,大坝上游用一层高胶凝碾压混凝土防渗层,全断面碾压,施工速度快,防渗效果好。

图4-38 采用专门防渗设施的碾压混凝土坝剖面(单位:m)

(a)温泉堡拱坝;(b)江垭大坝