碾压砼坝概念

重力坝
土石坝
拱坝
大坝的型式通常有重力坝、土石坝和拱坝。 重力坝和土石坝都是依靠自身的重量来挡水， 因此断面大、需要的材料多，一般投资也大。
拱坝的形状为空间的壳体状，它把水压 力传至两岸山体，因此具有坝体断面小、投 资省、而安全度反而高的优点。
但拱坝通常采用混凝土分块、分层浇筑 施工，即需要每15至20m留一条施工缝，每 层又只能浇筑1.5—3m高，并且要留有必要 的间歇时间和采取其他复杂的措施，来解 决拱坝的温度应力问题，这就称为柱状法 施工工艺。
《普定碾压混凝土拱坝筑坝新技术》 成果推广情况表
表1.已建或正建工程
工程名称 所在地 坝体型式 坝高(m)
沙牌 四川 拱 坝 132
碾压混凝土量 (万m3)
39.3
推广内容
坝型、分缝、防渗及工艺
溪炳溪 福建 拱 坝 60 石门子 新疆 拱 坝 110 红 坡 云南 拱 坝 55
5.4
施工工艺
20
防渗、层面处理、施工工艺
各位同学 上午好 ！
大坝是水利、水电工程中具有举足轻重的 挡水建筑物，是水利、水电工程枢纽重要组成 部分。 80年代以来，我国水利、水电建设规 模逐渐扩大，在建设中，首先面临的问题是如 何最大限度地加快工程进度、降低工程投资， 因此如何加快大坝的建设速度、提高大坝的建 设质量、降低大坝的建设费用、对国民经济具 有重要的意义。
200 186
200
300
单位：万元
82.37%
510
400
500
600
由于工期提前可获得发电效益3.8亿度， 约计8000万元。另外，科研成果给普定工 程带来了高质量、高安全度的重大社会效 益。在建设中大量地使用了粉煤灰，变废 为宝，具有明显的环保效益。
五、成果的推广应用 情况
在普定碾压混凝土拱坝科技攻关过程中， 就有若干个待建的大、中型水利水电工程的 设计者和业主对它表示了极大的兴趣和关注。 他们参加了普定的科研协调会和成果鉴定会， 索取了技术资料，因此普定的科研成果推广 得极快。
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7
全面吸收普定工艺
建设中的新疆石门子水库大坝现场
《普定碾压混凝土拱坝筑坝新技术》 成果推广情况表
表2.设计中的工程
工程名称 所在地 坝体型式 坝高(m)
引子渡 贵州 拱 坝 131
碾压混凝土量 (万m3)
57
推广内容
全面吸收普定模式
雷打滩 云南 拱 坝 79 龙 首 甘肃 拱 坝 80
21
坝型、材料
——增强碾压混凝土施工层面结合的措施。 ——“ 变态混凝土”施工工艺，解决了钢筋部
位和边角部位的碾压施工难点。 ——简易可行的连续上升式模板，保证了拱
坝碾压混凝土不间断的施工，延续最长的 一次施工曾在12天内连续上升19.3米。 ——真空溜管碾压混凝土入仓新工艺，实现了 碾压混凝土50多米高落差、匀速可控下降、 不分离地浇筑施工。
创新点1 从理论上解决了整体式碾压混凝土拱
坝的可行性，和有关的结构设计关键 技术。
理论上——在缺乏可供参考资料的情况下，
立足材料的试验成果，通过虚拟裂缝模型基础 上的三维非线性断裂力学有限元、温度应力仿 真和裂缝控制研究，独创的 “ 变温相似材料” 进行物理模型试验，提出了普定碾压混凝土拱 坝采用整体式结构和连续上升施工可行的理论 依据。
四、成果的经济效益 和社会效益
机械
人工
220kg
4年 3年
85kg 54kg
67603元 55603元
普定拱坝碾压混凝土方案与常态混凝土方案对比
节约费用图
其它费用 渡汛保护措施费
施工费 封拱灌浆费 温度控制费
运输费 材料费 劳动力 水泥费
60 40 32 20
52
20
0
100
17.63%
实际造价 节约费用
由于以上这些工程的总规模远远大于普定 工程，因此普定经验将取得更为巨大的效益。 据粗略统计，仅在建的碾压混凝土坝和围堰 的工程量达400多万方，即可获得数亿元的直 接经济效益。若进一步推广应用普定经验， 定将获得更大的经济、社会和环保效益。
六、 结 语
普定碾压混凝土拱坝筑坝新技术研究 项目，首次从理论到实践系统地解决了 一系列关键技术，它在理论验证、材料 性能、施工技术和仪器研制等方面有所 创新；
但是，同时必须解决相应带来的整 体拱坝的温度应力和拱坝的强度、防渗 性和耐久性等关键技术。
常态混凝土
80年代，我国修建了一批 碾压混凝土重力坝
碾压混凝土
“ 金包银”碾压混凝土重力坝
“金包银”型式的碾压混凝土坝虽然在 一定程度上加快了施工进度，但由于还是 存在常态混凝土，所以不能彻底解决整体 结构的温度应力问题。
坝 名 尼尔浦特坝 沃尔韦登斯坝 普定碾压砼拱坝
坝高
50m
70m
75m
诱导缝间距 10m左右
10m
30～80m
防渗方式 常态砼防渗层常态砼防渗层 碾压砼自身防渗
渗漏量 300L/min 840L/min
0.05L/min
普定碾压混凝土拱坝廊道内景
以上比较表明，普定拱坝建设采用的完 全是中国自己的技术路线，在碾压混凝土 拱坝的建设方面全面地跃上了一个新的台 阶。
为了配合碾压混凝土的快速施工，研制了 碾压混凝土凝结性态快速判断和碾压混凝土质 量无损检测的新型仪器，从而使得在十多分钟 内就可掌握碾压混凝土的凝结性态、密度、早 期抗压强度等参数，实现动态、实时地控制施 工质量。
普定碾压混凝土拱坝施工现场录相
三、与国外技术水平 比较
普定碾压混凝土拱坝与世界上另两座运行情况比较表
通过数千组室 内和现场试验， 优选了水泥、 骨料等原材料， 特别是研制了 高性能复合外 加剂，获得了 水泥用量少、 混凝土发热量 低、抗渗性能 好、
施工分层结合 强度高、抗冻 耐久性优的二 级配和三级配 碾压混凝土， 从而为确保工 程整体质量和 依靠二级配碾 压混凝土自身 防渗提供了可 靠保证。
在建成后的坝体中共钻孔取样300多米， 通过各种试验，其成果表明，坝体碾压混 凝土各项物理力学性能达到或超过设计要 求。
真空溜管入仓录相
以上措施保证了快速、优质地建成普定 碾压混凝土拱坝，其中坝体混凝土碾压时间仅 为9个半月，大大快于常态混凝土拱坝的施工 速度
在完建后的坝体上钻孔取芯，得到 4.7米长的碾压混凝土芯样，芯样外 表光滑、密实、整体性完好，…
创新点4 成功研制了碾压混凝土凝结性态快
速判断和碾压混凝土质量无损检测的新 型仪器。
结构设计方面——设计了一套独特的
“ 诱导缝”结构方案。 所谓诱导缝是 一种为解决温度应力、控制碾压混凝土裂缝 的结构措施。
诱导缝
诱导缝
普定工程采用的方案具有简单稳妥、后备接缝灌浆 措施可靠易行、灌浆材料性能好的优点。解决了普 定整体式碾压混凝土拱坝的温度应力关键技术。
创新点2
研制了综合性能优良的碾压混凝土， 为普定碾压混凝土拱坝设计和施工在材 料上提供了可靠的保证。
为了解决以上关键技术难点，普定碾 压混凝土拱坝筑坝新技术被列入国家八五 重点科技攻关项目。
通过5年多的科技攻关和施工实践，攻克了一个个技术 关键点，成功地创造了碾压混凝土拱坝设计和施工的成 套技术，最终实现了加快施工、节约投资的目的，建成 了我国第一座，目前仍然是世界最高的碾压混凝土拱坝。
二、科研成果的主要 创新点
柱状法施工工艺
最终还需等到坝体内部温度下降到稳定 温度后，再进行水泥接缝灌浆使其连成整 体，拱坝才能挡水。这些条件大大耽误了 混凝土拱坝的施工进度，影响了拱坝优点 的发挥。
近年来出现的碾压混凝土施工工艺， 采用土石坝的施工方式。
将碾压混凝土技术应用到拱坝中去， 可以实现拱坝的整体、快速、连续上升， 加快进度，降低工程投资。
并迅速将科研成果转化为生产力，建成了我 国第一座、也是目前世界上最高的碾压混凝 土拱坝
普定拱坝建成4年多来，坝体内、外 仪器观测成果表明：坝体变位和应力小 于设计值，坝体整体性良好，运行情况 正常，电站已累计发电13亿kWh。
18.4
防渗、材料、分缝、工艺
《普定碾压混凝土拱坝筑坝新技术》 成果推广情况表
表3.碾压混凝土重力坝
碾压混凝土量 工程名称 所在地 坝体型式 坝高(m)
(万m3)
大朝山 云南 重力坝 115
90
推广内容
防渗、层面处理、施工
棉花滩 福建 重力坝 111
50
防渗、层面处理、施工工艺
建设中的云南大朝山水电站大坝坝址
创新点3 创造了碾压混凝土拱坝的成套施工工
艺和质量控制工法。主要新工艺有：
——增强碾压混凝土施工层面结合的措施。 ——“ 变态混凝土”施工工艺，解决了钢筋部
位和边角部位的碾压施工难点。 ——简易可行的连续上升式模板，保证了拱
坝碾压混凝土不间断的施工，延续最长的 一次施工曾在12天内连续上升19.3米。 ——真空溜管碾压混凝土入仓新工艺，实现了 碾压混凝土50多米高落差、匀速可控下降、 不分离地浇筑施工。