碾压混凝土坝

采用碾压土石坝方法施工的技术

采用超干硬性的混凝土经逐层铺填碾压而成的混凝土坝，简称RCCD或RCD。碾压混凝土坝是将土石坝碾压设备和技术应用于混凝土坝施工的一种新坝型。

应用学科

电力（一级学科）；水工建筑（二级学科）水利科技（一级学科）；水工建筑（二级学科）；挡水建筑物（三级学科）

定义

采用零坍落度混凝土分薄层摊铺，经振动碾碾压而成的混凝土坝。

特征

与常态混凝土坝相比，具有以下主要特征：①采用坍落度接近于零的超干硬性混凝土修筑坝的主体。②采用自卸汽车、皮带输送机、真空溜槽或管道运送熟料上坝。③浇筑时不分纵缝，有的用振动切缝机造横缝，有的采用预制混凝土模板等贯通成缝或间断成诱导缝，有的甚至不设横缝而全断面通仓浇筑。④用推土机平仓，振动碾压实等。⑤温控措施简化。

工艺

碾压混凝土坝施工工艺程序简单，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，简化温控措施，因而施工速度快，工期短，工程费用低。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。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，不仅适用于混凝土重力坝，也适用于混凝土拱坝，但在枢纽布置和坝体设计时，应尽可能减少穿过坝体的孔洞，否则，施工干扰大，采用碾压混凝土不一定有利。

碾压混凝土坝的剖面设计、水力设计、应力和稳定分析（需增加对碾压混凝土层面的复核）与常态混凝土坝相同，但在材料、结构和施工方面存在不同的形式和方法，以适应碾压混凝土的特点。

坝体材料

胶凝材料的用量远少于常态混凝土，但变幅较大，有的只有60~70kg/m3，有的达240~250kg/m3，一般在120~160kg/m3之间。其中，粉煤灰、矿渣或其他活性掺和料在胶凝材料中所占比重一般为30%~60%，有的高达70%。按胶凝材料用量不同可分为4类：①高胶碾压混凝土坝，胶凝材料用量在150kg/m3以上，高掺量粉煤灰。②中胶碾压混凝土坝，胶凝材料用量为100~149kg/m3，不少国家如中国、南非、西班牙也采用高掺量粉煤灰。③日本碾压混凝土坝，胶凝材料用量一般为120kg/m3或130kg/m3，低量掺粉煤灰（一般只掺30%）。④低胶碾压混凝土坝，胶凝材料用量低于99kg/m3。为防止骨料分离，骨料的最大粒径大都小于80mm，并需级配良好。砂率在30%左右。水胶比一般在0.45~0.7之间。外加剂用量为胶凝材料的0.25%左右。在施工现场，常以碾压混凝土的稠度（即振动密度时间VC值，以s计）作为碾压质量控制指标，通常采用低VC值。中国根据自己的国情和设计、施工经验，形成了“中胶凝材料、高掺粉煤灰、低水泥用量、低VC值”的配合比设计原则。

坝体结构

因防渗措施不同而有不同的结构型式，大致可归纳为3种。

⑴坝面常态混凝土防渗型。仅将碾压混凝土用于坝体内部，而在坝体的上、下游面和坝顶以及靠近基岩面浇筑3m左右的常态混凝土作为防渗层、保护层和垫层，形成所谓“金包银”式。日本的RCD都属这种类型。坝体设横缝，横缝迎水面的止水和坝体排水管均设在常态混凝土内，碾压混凝土部分的横缝，在碾压前或碾压后凝固前用振动切缝机造成。横缝中间用聚氯乙烯板充填或白铁皮插入。这种类型如图1所示，基本上是从常态混凝土坝演变而来。这种形式防渗、防裂、防冻性能较好，但水泥用量多，施工干扰大，缩短工期、降低造价的效益较差。日本的岛地川坝、玉川坝等所有的碾压混凝土坝均属这种类型。

⑵坝体碾压混凝土防渗型。利用常态混凝土预制模板兼作坝面保护层或用滑动模板在内侧浇筑0.3~0.6m厚的薄常态混凝土以辅助防渗。坝体内部碾压混凝土采用高胶时，防渗性能较好，否则较差。它构造简单，施工方便，建造速度快，但防渗、抗裂性能稍差。美国的柳溪（Willow Creek）坝、中福克（Middle Fork）坝、上静水（Upper Stillwater）坝等属这种形式。

施工程序

铺砂浆，入仓，平仓，压实，切缝，沿缝碾压。施工特点：采用干贫混凝土；大量掺加粉煤灰，以减少混凝土发热量；采用薄壁浇筑；采用温控措施和表面防裂措施。

影响质量因素

干湿度控制、卸料（落差不大于2m，堆料高不大于1.5m）、平仓、碾压（每碾压层至少在6个不同点每2h时至少检测一次）、养护与防护。

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