浅谈水利工程碾压混凝土施工技术的现状及发展
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2015年08月20日 19:26:00
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浅谈水利工程碾压混凝土施工技术的现状及发展  1 国外碾压混凝土施工技术的现状及发展   碾压混凝土技术是干硬性混凝土利用土石坝施工工艺,以振动碾压实的一种新的混凝土施工技术,突破了传统的混凝土大坝柱状浇筑法。它具有机械化程度高,缩短工期,简化施工程序,节省投资等特点,成为水利水电工程大坝首选坝型之一。巴西、美国等碾压混凝土坝多采用粗放、快速模式建坝,对坝体防渗、温度控制与防裂、层面结合等技术要求较宽,对碾压混凝土质量控制要求不严。由此导致混凝土裂缝、渗漏问题时有出现,并视为常规。日本采用层间间断模式浇筑上升。层间结合,不受初凝时间的限制,导致碾压混凝土层间结合不良,坝体整体性由此造成影响,并在层间造成渗水通道,影响坝体稳定和美观。国外的主要研究对象是碾压混凝土施工技术应用方面,对其质量管理研究较少。

浅谈水利工程碾压混凝土施工技术的现状及发展

 1 国外碾压混凝土施工技术的现状及发展
  碾压混凝土技术是干硬性混凝土利用土石坝施工工艺,以振动碾压实的一种新的混凝土施工技术,突破了传统的混凝土大坝柱状浇筑法。它具有机械化程度高,缩短工期,简化施工程序,节省投资等特点,成为水利水电工程大坝首选坝型之一。巴西、美国等碾压混凝土坝多采用粗放、快速模式建坝,对坝体防渗、温度控制与防裂、层面结合等技术要求较宽,对碾压混凝土质量控制要求不严。由此导致混凝土裂缝、渗漏问题时有出现,并视为常规。日本采用层间间断模式浇筑上升。层间结合,不受初凝时间的限制,导致碾压混凝土层间结合不良,坝体整体性由此造成影响,并在层间造成渗水通道,影响坝体稳定和美观。国外的主要研究对象是碾压混凝土施工技术应用方面,对其质量管理研究较少。
 
 1974-1982年,巴基斯坦在修复塔贝拉水利枢纽建筑物时,利用枯水期浇筑了250多万m3的RCC(混凝土),可将其看作是RCC发展的最重要的里程碑。采用筛选的当地材料,其最大粒径150mm、细料(小于0.075mm)用量约为10%。硅酸盐水泥用量开始为133.5kg/m3,后期为110 kg/m3,混凝土连续式混凝土凝土拌和设备拌制,用自卸卡车运往浇筑地点,用振动碾压实。在实现混凝土高速浇筑工艺方面,塔贝拉采用RCC的经验是成功的。
 
 日本碾压混凝土是在混凝土坝工程事务所的领导下于1974年开始研究的。日本首次采用这项新技术(起名RCD法)是1980年修建的89m高的岛地川坝和玉川坝基础板浇筑。碾压混凝土胶凝材料(70%硅酸盐水泥和30%粉煤灰)用量130kg/m3。
 
 1974年美国陆军工程师团研究了碾压混凝土重力坝方案,作为土坝设计替代方案,为1982年竣工的柳溪坝奠定了基础。此坝是世界上第一座全部采用RCC修筑的不设段间缝的大坝。坝高52m,坝顶长518m,混凝土方量33万m3。混凝土采用破碎的人工骨料拌制,骨料最大粒径76mm,细粒料用量4%~10%。胶凝材料视不同坝区而定。水泥用量47 kg/m3,粉煤灰用量19kg/m3,大坝内区RCC浇筑层层厚为24~34cm,并采用激光束控制浇筑质量。
 
 碾压混凝土筑坝技术二十世纪70年代由国外首先起用,我国于80年代初开始研究,并于1986年建成了第一座碾压混凝土重力坝-福建省坑口大坝。在推广初期,部分学者对层间结合、坝体防渗等产生疑虑和争论,曾一度减缓了碾压混凝土坝的应用进程。随着深入的试验研究,原材料、混凝土配合比及施工机械、施工工艺的改进,先进科学的设计理论和实践,碾压混凝土筑坝技术不断提高,日趋完善,解决了各类问题:采用高掺粉煤灰等外掺料,选用适宜水泥、砂石骨料、优质复合型外加剂、核子水分-密度仪国产化研制;石料对碾压混凝土性能的影响规律;对碾压混凝土拌和、运输、摊铺、压实的机械设备不断改进,调整了混凝土稠度Vc值的控制范围;坝体防渗结构的演化发展;在混凝土摊铺、浇筑及分缝处理,分层碾压、模板工程等施工工艺不断改进和提高,研究了变态混凝土、斜层平摊铺筑、诱导缝施工及恶劣环境下的施工技术等新工艺,进一步提高了碾压混凝土大坝的质量,对垂直、水平及其他方向的混凝土芯样检查,芯样已达10m(若不受钻孔机具限制,可能会更长),压水试验的透水率平均水于1Lu,抗剪断试验的破环面不在层面结合面,观测仪器的数值均证实大坝运行正常,大坝渗漏、变形值与常规混凝土相同。在大坝设计方面也有很大突破,除重力坝外,还设计采用了拱坝、包括设计指标很先进的双曲拱坝。
  近几年来,我国碾压混凝土筑坝技术得到了飞速的发展,1993年建成了当时世界上最高的坝高75m的普定碾压混凝土重力坝,1996年竣工的福建溪柄坝厚比仅0.19,为世界上第一座碾压混凝土薄拱坝,2001年建成目前世界上最高的坝高132m沙牌碾压混凝土重力拱坝和厚高比最小的(0.17)甘肃省龙首碾压混凝土双曲拱坝(坝高80m);在建的龙滩大坝(坝高初期196m,终期216.5m)是世界上最高的碾压混凝土重力坝;坑口碾压混凝土重力坝、普定碾压混凝土拱坝两个项目都获得了国家科学技术进步一等奖,并在拱坝设计、倒悬面施工、分缝、并缝、温控及防渗等方面都取得了宝贵经验。随着施工水平和能力的提高,我国碾压混凝土筑坝速度更有了明显的进步,三峡三期上游碾压混凝土重力式围堰高121m,仅用4个月完成总方量110万m3。其月、日最高强度达到47.5万m3、2.1万m3,均居世界首位。截止目前为止,我国已建、在建的碾压混凝土大坝60多座,围堰近20座,我国碾压混凝土筑坝技术已处于国际领先地位。
  
2 我国碾压混凝土筑坝技术的发展历程和特点
  2.1 坝越筑越高
  初期建造的碾压混凝土坝多为50~80m,自水口、岩滩两座100m级高坝采用碾压混凝土技术修建主坝以后,相继建成了江垭、棉花滩、大朝山等高坝。正在兴建的有索风营(坝高120m)、百色(130m)和龙滩(196m)等高坝。 转贴于 233网校论文中心
2.2 拱坝比重不断提高
  自普定碾压混凝土拱坝突破了碾压混凝土筑坝应用领域以后,碾压混凝土拱坝近10年发展
很快,至今已占碾压混凝土坝总数的1/6,其中还有一些双曲薄拱坝、100m级高拱坝和严寒地共的拱坝。这些拱坝含有许多新的技术突破和发展。
 

 2.3 碾压混凝土工程量在坝体总体积中的比重不断提高
  早期的碾压混凝土坝,采用“金包银”式结构,常态混凝土占去坝体体积很大份额,碾压混凝土工程量所占比重约为50%~60%。自开发出变态混凝土和二级配碾压混凝土作防渗体技术后,近期所建重力坝和拱坝,基本上普遍采用全断面碾压混凝土筑坝技术(除溢流坝、竖井等部位采用常态混凝土),使碾压混凝土占坝体工程量比重增高到80%左右。
 

 2.4 筑坝技术要求从细从严
  我国碾压混凝土坝,强调层间连续铺筑,层间要有良好结合,上游面混凝土应满足防渗、防裂和抗冻融等主要性能要求,而内部混凝土要满足必要的混凝土温度控制及抗裂要求。
  

2.5 碾压混凝土筑坝
  低水泥用量,高掺粉煤灰,中胶凝材料的干硬性混凝土;薄层连续碾压;二级配碾压混凝土防渗;广泛采用诱导缝,不设纵缝,全仓面或全坝面碾压施工。
  

2.6 规程规范的编制
  除在坝工建设、筑坝技术取得进展外,还编制了碾压混凝土坝设计导则、碾压混凝土重力坝设计规范和水工碾压混凝土施工规范等技术规程。虽然我国水电施工企业
在质量管理上取得了较大进步,但还存在许多不足和差距,特别对于碾压混凝土大坝工程施工,其主要表现在:质量管理理念、管理思想和管理素质上还不能适应形势的需要,质量管理体系不健全,质量监督作用不能充分发挥;少数单位和部分职工,特别是个别领导干部不重视工程质量;工程质量和施工工艺水平有待进一步提高,文明施工水平差距较大;现代化管理手段应用少,决策管理系统信息不畅、运转不灵、条块分割、效率低下;片面强调水电施工情况特殊。尤其对近十年才得以迅速发展的碾压混凝土大坝施工,其施工技术还不是很成熟,因此加强其质量管理显得更加重要。
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