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1、第十三节 碾压砼重力坝,Gravity Dam Located onBatholith,碾压混凝土坝的发展,碾压混凝土坝：利用高效振动碾分层碾压干贫性混凝土而筑成的大坝 碾压混凝土最早用于水利工程是1961年我国台湾省石门坝的围堰心墙。到20世纪80年代进入正式筑坝阶段，1980年日本建成世界上第一座坝高89米的岛地川碾压混凝土坝。此后，在全世界范围迅速发展。我国碾压混凝土筑坝技术起步较晚，但发展很快。,我国碾压混凝土坝的发展,自1986年建成第一座56.8m高的福建坑口碾压混凝土坝以后，我国碾压混凝土坝建设进入高潮。到2002年为止，在短短的十几年中，建设碾压混凝土坝40多座，高度超过100
2、m的9座，碾压混凝土拱坝8座。其中200米级高的龙滩重力坝和132米高的沙牌拱坝在高度上、技术上均处于国际领先水平,一、碾压混凝土坝的特点,1施工工艺简单，施工速度快通仓薄层浇筑，施工工作面大，可交错薄层连续上升，无需间歇养护 ；最大日上升高度1.2m ；巴基斯坦的塔贝拉水电站采用碾压混凝土坝，浇筑强度达18000m3/d 2大量节约水泥，降低工程造价普通混凝土坝中的单方水泥用量约为180280kg/m3，如新安江大坝为180kg/m3，丹江口大坝高达270kg/m3。碾压混凝土坝中单方水泥用量仅为9050kg/m3,3简化温控措施，减少坝体纵缝水泥用量较少，坝体采用薄层交替浇筑，表面散热条件
3、良好，使坝体内部混凝土温度升幅大大降低 。日本岛地川坝的实测资料表明，坝内最大温升仅810。可以不采取专门的降温散热措施 4简化施工导流设施，节约临时工程费用施工强度高、速度快 ；省略了施工围堰等设施 。我国岩滩工程中的碾压混凝土围堰，曾多次通过洪水，堰顶最大过水深达2.2米。但仍能正常运用，对施工基本无不利影响。 5 耐久性比常态砼差,二、碾压混凝土坝的构筑型式,1外包常态混凝土碾压混凝土坝（金包银）坝体内部用干贫性碾压混凝土填筑，上、下游和坝基面用23m厚的常态混凝土，形成一种包裹剖面型式，俗称金包银。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
4、土层内,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，拌合成高胶凝材料的无坍落度混凝土，其胶凝材料约为150230kg/m3，粉煤灰掺用量占6070%特点：具有强度高、凝聚力强、抗渗性好3低胶凝材料干贫混凝土碾压坝 特点：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,4采用专门防渗设施的全断面碾压混凝土坝,上游面采用专门的人工防渗材料或高胶凝材料 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，目前各国应用的较多 温泉堡碾压混凝土拱坝贴复合土工膜防渗,三、碾压混凝土坝的构造,1碾压混凝土坝的防渗体、排水设计为减小坝体内的渗透压力，在碾压混凝土重力坝
5、上均需布置坝体排水设施。 2碾压混凝土坝的分缝及廊道设置,四、碾压混凝土材料及配比设计,1碾压混凝土材料要求碾压混凝土材料应包括水泥、砂子、石子、外加剂及粉煤灰等活性掺合料。改善混凝土的可碾性，减少用水量降低水化热，需用减水剂。 为防止出现冷缝，有效发挥快速连续施工特点，需用缓凝剂 。工程上一般均掺用具有缓凝和减水双重作用的外加剂。如木质素黄酸钙、奈系列、糖蜜复合剂等,碾压混凝土材料及配比设计,2碾压混凝土配合比（1）混凝土的强度、抗渗、抗冻性能等满足坝体设计要求，具有一定的拉伸应变能力。（2）工作度适当，拌合物较易碾压密实，使混凝土重度较大。（3）混凝土质量均匀，施工过程中不易发生分离现象。
6、（4）拌合物初凝时间较长，易于保证碾压混凝土施工层面良好粘结，层面物理力学性能良好。,碾压混凝土的配比及具体参数控制标准,一般碾压混凝土的配比及具体参数控制标准如下：（1）大体积碾压混凝土的胶凝材料用量不宜低于130kg/m3，其中水泥熟料不宜低于45kg/m3。掺和量的掺量应综合考虑水泥、掺合料和砂子的质量等因素，宜取3065%。超过65%时应做专门的试验论证。,碾压混凝土的配比及具体参数控制标准,（2）混凝土的水胶比应根据混凝土的强度，耐久性要求确定，其值一般为0.50.7。混凝土砂率应通过试验选取最优砂率值。使用天然骨料时，三级配碾压率宜取28%32%，二级配宜取32%37%，使用人工骨
7、料时，砂率需增加3%6%。（3）碾压混凝土拌合熟料的VC值，一般在机口处宜在515S范围内。并应根据VC值、骨料的种类、级配情况、砂率等确定。一般单位用水量宜为8015kg/m3。,第十四节 其他形式重力坝,Gravity Dam Located on Batholith,其他形式的重力坝,一、浆砌石重力坝是用胶结材料和块石砌筑而成的。其特点如下：就地取材；水泥用量少，因而发热量低，可不采取温控措施，不设纵缝，可增加坝段宽度；不需立模，施工干扰少；施工技术易为群众掌握，便于组织人工进行施工。人工砌筑，施工质量难于控制；砌体孔隙率较大，需另设防渗设备。,1浆砌石重力坝的材料,(1)石料 一般要求
8、上坝石料为质地均匀、无裂缝、不易风化、坚硬密实、表面清洁的新鲜岩石。抗压强度为3104kPa4104kPa。块石最小边长不小于2030cm，长边尺寸不得大于短边的三倍。浆砌石坝的上、下游表面多用条石砌筑，条石长度一般约为高、宽的23倍。,浆砌石重力坝的材料,(2)胶结材料:水泥砂浆、细石混凝土和混合砂浆。1）水泥砂浆常用于砌筑条石，砂浆强度等级有M7.5、M10等，2)细石混凝土:一级配细石混凝土，石料粒径为0.5cm2.0cm，细石用量约为砂石总量的30%50%；3)混合砂浆是在水泥砂浆中掺入一定比例的石灰或粘土等。混合砂浆一般用于坝体的水上部分和次要部位。常用的混合砂浆有水泥石灰砂浆、水泥
9、烧粘土砂浆、水泥粘土砂浆等。,应采取专门的防渗措施。,2.浆砌石重力坝的坝体防渗,二、宽缝重力坝,（1）宽缝重力坝的特点扬压力减小，抗滑稳定性相好；工程量节省约10%20%；坝体混凝土的散热快；宽缝部位的模板用量大和宽缝倒坡部位的立模复杂；分期导流不便。（2）宽缝尺寸布置坝体上游坡通常取n=0.150.35，下游坡取m=0.50.7，在强度容许条件下，可适当加大缝宽比，放缓上游坡。,三、空腹重力坝,在坝内沿坝轴线方向开设连续的大尺寸空腔时称空腹重力坝；较实体重力坝可节省20%30% 空腔部位不用清基，可减少坝基开挖量；空腔有利于坝体混凝土散热；腔内可布置水电站厂房，这时空腔底部需设置底板。空腹
10、重力坝的主要缺点是：腹拱（腹孔顶部的拱）设计及腹拱施工复杂，有倒悬模板，钢筋用量较多。,第十五节 支墩坝,Gravity Dam Located on Batholith,支墩坝,支墩坝是由一系列顺水流方向的支墩和支承在墩子上 1、支墩坝的类型按挡水面板的型式，支墩坝可分为平板坝、连拱坝和大头坝,2.支墩坝的特点,1）节省混凝土量 增加了水重、减小扬压力，大头坝可节约混凝土20%40%，平板坝和连拱坝可节省混凝土30%60%。2）能充分利用材料的强度 支墩可随受力情况调整厚度，充分利用混凝土材料的受压强度，对于平板则对其抗渗和抗裂要求较高。3）部分型式的支墩坝对地质和气候条件要求高 4）施工条
11、件不同 减少了地基的开挖量，便于布置底孔和施工导流、坝体温控措施简易、施工时立模复杂，且模板用量多，施工难度大。5）侧向稳定性,3.支墩坝的现状,支墩坝是一种性能良好的坝型，我国自50年代以来相继建成佛子岭、梅山连拱坝，磨子潭、拓溪等不同形式的支墩坝。其中梅山连拱坝高达88m，拓溪大头坝高104m。巴西与巴拉圭合建的伊泰普大头坝高达196m，加拿大的丹尼尔约翰逊连拱坝高达215m。,佛子岭连拱坝,佛子岭水库的连拱坝是一座钢金混凝土结构的水坝，有21个半圆形的拱，有一里多长，22丈高，能拦5亿立方公尺的洪水，是我国最大最高的空心坝，只用了2年多的时间，就建成了。连拱坝的特点是它有21个拱，有13
12、.5米的直径 。,磨子潭,梅山连拱坝,湖南镇,梅山水库坐落在史河上游梅山城区，是淮河流域重点工程，是由我国自行设计自行施工的 当时世界上最高的连拱坝，坝高88.24米,全长443.5米。,万家寨水电站鸟瞰图,朱庄水库砌石重力坝,Total view of the ITAIPU power plant Left part shows overflow (spillway), the power station is located in the middle.,World Wonder: Itaipu Dam,Location:The Parana River between Brazil an
13、d Paraguay. Information:The 18 power plants generate 12,600 megawatts. It supplies over 25% of Brazils power and 80% of Paraguays power. The Parana river is the seventh largest in the world and had to be diverted to construct the dam.,Information,From 2005 on, Itaipu will have 20 generating units, i
14、ncreasing its installed capacity to 14,000,000 kW. In 2000, Itaipu produced 93.4 billion kilowatt-hours (kWh), a record of production that has never been held by any other power plant in the world.,Itaipu Dam,伊泰普水电站是目前世界上运行中的最大的水电站，其装机容量为 ，是巴西和巴拉圭 国共同开发建设的。工 程始建于年，年月最后一台机组投入发电。尽管电站属于 国共有，但巴拉圭只能用到其电量
15、中的，其 余电量则都卖给了巴西。 新 增机组中一台机组的发电频率为 ，另一台为 。机组的额定发电容量都为 。伊泰普水电站增容改造后，其 装机容量在 年达到 。,Fast Facts-1,Location: Brazil and ParaguayCompletion Date: 1991Cost: $18 billion Reservoir Capacity: 1.02 trillion cubic feet (29.0 billion cubic meter)Type: The main structure, a hollow, concrete Gravity dam Engineers c
16、hose a hollow gravity dam because it required 35 percent less concrete than a solid gravity dam. The hollow dam is still heavy and sturdy enough to resist the thrust of water entirely by its own weight.,Fast Facts-2,Purpose: Hydroelectric powerReservoir: Itaipu ReservoirMaterials: ConcreteThe volume of iron and steel used in the dam would be enough to build 380 Eiffel Towers. The dam is a major tourist attraction. More than nine million visitors from 162 countries have visited the structure since it was completed in 1991.,
