碾压混凝土坝施工防渗措施探讨

张海东

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030024）

碾压混凝土筑坝技术是20世纪70年代发展起来的一项新型筑坝技术，它既充分利用了混凝土坝断面紧凑、整体性强的优点，又将土石坝大型施工机械化方法移植到铺筑混凝土坝上，实现了快速、大仓面连续碾压施工。与常态混凝土筑坝相比，具有节约水泥、简化温控、施工设备通用性强、施工速度快、工期短和节省工程投资等优点。

1 概况

1.1 碾压混凝土坝的特点

碾压混凝土筑坝技术改变了以往柱状浇筑的常规混凝土筑坝技术，而是用振动碾压机在大仓面浇筑层面振动碾压施工。碾压混凝土筑坝材料采用超干硬性无坍落度的混凝土，为使压实机械将振动波传到层底，使每层上下部压实均匀，混凝土摊铺碾压的层厚一般为30～35cm。碾压混凝土主要特点是水泥用量少、粉煤灰含量高的干贫性混凝土，采用与土石坝相同的运输和铺筑设备，薄层摊铺，振动碾压，逐层填筑。实质上是把混凝土坝结构、材料与土石坝施工方法的优越性进行综合，经过择优改进而成的一种筑坝新技术。

碾压混凝土属干、贫混凝土，干是指材料的用水量少，是超干硬性无坍落度混凝土，贫是指材料的水泥用量少，以较大掺量粉煤灰代替水泥，单位体积混凝土水泥用量比常态混凝土少，其单位体积所散发的水化热要比常态混凝土少，绝热温升也较低，具有温控简单的有利条件。

1.2 碾压混凝土坝的类型

碾压混凝土坝目前有三种主要类型：日本的RCD、美国的RCC和中国的RCCD。虽然它们有许多共同点，但由于类型相异，因而形成三种筑坝方法，但各法都适应本国碾压混凝土坝型，是各国实践经验的总结，发展并形成了具有本国特色的筑坝技术。

作为一种新型的筑坝技术，其优越性已越来越明显。我国碾压混凝土筑坝起步虽然较晚，但发展较快，工程实践中积累了不少经验，也创造了一些新技术。随着碾压混凝土筑坝技术的发展，其应用领域将会扩展到水利水电以外的其他领域，如道路、机场等。

2 施工存在问题

虽然碾压混凝土筑坝技术已较成熟，但随着碾压混凝土坝的发展，仍然存在许多值得探讨的问题。从碾压混凝土技术角度来看，存在碾压混凝土层面结合质量、防渗结构、横缝设置与温度控制和碾压混凝土耐久性等问题；从碾压混凝土施工管理角度来看，由于采用不同的施工组织方案，将直接影响工程的施工机械设备配套性和实际浇筑能力的不均衡性，导致施工费用较高。在我国，对于碾压混凝土施工设备性能的改进、设备配套性能的提高及工程管理的科学性等方面还有较大差距：

一是施工设备的配套性。目前，碾压混凝土施工系统普遍存在各生产环节不匹配的现象，一方面造成过多的资源投入，另一方面因系统综合生产能力偏低，造成资源浪费，又使设备闲置的成本增加。据统计资料表明，我国坑口坝的实际机械综合利用率在34%以下，设备闲置的费用大约增加26%。随着碾压混凝土坝的发展，施工机械设备费用在整个坝体费用的所占比例会逐渐增大。在施工管理中，如何科学、合理地使用好现有设备，并让其发挥更大的效益，使施工设备使用费用最低，具有重要的现实意义。

二是浇筑计划和实际生产的不均衡性。这一因素是造成施工成本增加的关键因素之一。由于碾压混凝土坝浇筑强度的不均衡性，使施工单位的机械设备和人员配置不均衡，导致施工设备的巨大浪费。同时，由于浇筑计划和实际生产的不均衡性，设备利用率普遍较低，使施工设备闲置费用增加。

3 碾压混凝土坝的防渗措施

随着碾压混凝土筑坝技术的发展，其防渗问题越来越受到重视。混凝土坝虽然施工慢，温控难度大，其优点是一般不需设专门的防渗结构。近年来，混凝土坝逐渐趋向于碾压混凝土坝，由于碾压混凝土坝是由薄层干贫混凝土碾压而成的，上下层混凝土在施工过程中存在一定的时间间隔，因此层面结合部位成为碾压混凝土坝的一个薄弱环节。如何采取有效的防渗措施来提高碾压混凝土坝抗渗能力，成为碾压混凝土筑坝技术发展的关键。

3.1 碾压混凝土坝常见的几种防渗形式

常见的防渗形式有：二级配碾压混凝土防渗、常态混凝土防渗、富胶结材料碾压混凝土防渗、高分子材料防渗、沥青混合料防渗及混凝土预制板防渗等。

3.2 各防渗方法优缺点分析

二级配碾压混凝土防渗结构简单，便于施工，可实现碾压混凝土坝通仓及快速施工，以保证防渗层与坝体内部碾压混凝土间的结合质量，同时可减少上游坝面混凝土的水泥用量，减小温度应力。但由于变态混凝土水泥用量较多，施工时加浆量不易控制，且大坝上游面温度梯度较大，易产生裂缝，故二级配碾压混凝土防渗层上游表面变态混凝土不宜过厚。

常态混凝土防渗效果较好，提高了混凝土的抗冻性，但需设混凝土的分缝和止水系统，且结构缝之间常态混凝土较薄，易产生裂缝。常态混凝土防渗施工干扰因素较多，对施工进度影响较大，限制了碾压混凝土通仓快速施工的优越性。

富胶结材料碾压混凝土防渗方法施工简便，便于机械化流水作业，能充分发挥碾压混凝土快速施工的优势，但由于其单位胶凝材料用量大，易产生裂缝，防渗效果较差。

高分子合成材料防渗是指通过在碾压混凝土上游面喷涂高分子聚合物防水材料来防渗。目前，该法应用主要作为辅助性防渗措施。

沥青混合料防渗是指在碾压混凝土坝上游面与模板之间浇筑沥青砂浆或沥青混凝土作为防渗层，防渗性能好、延伸性强、施工速度快、干扰少，但施工方法复杂。

预制混凝土块防渗方法是在上游面采用混凝土预制块，通过砂浆深勾缝防渗，但存在与碾压混凝土结合不好等问题。