俄罗斯碾压混凝土坝的施工技术特点——第七届碾压混凝土(RCC)坝国际研讨会

[俄罗斯]　V.苏达科夫 等



俄罗斯碾压混凝土坝的施工技术特点

——第七届碾压混凝土(RCC)坝国际研讨会

[俄罗斯]V.苏达科夫 等

20世纪70年代，在俄罗斯托克托古尔水电站建设中，采用了超硬低水泥含量混凝土拌和料和逐层施工技术。分析认为，在该坝的内部区域浇筑这种特殊混凝土在技术上和经济上都是可行的。简单介绍了这种新型施工技术的特点及其现场应用情况。

碾压混凝土坝；施工技术；托克托古尔水电站；俄罗斯

1　研究现状

在托克托古尔(Toktogulskaya)水电站(坝高215 m)的施工过程中，采用了逐层施工技术，从技术经济可行性观点看，在大坝内部区域浇筑特殊混凝土及运用相应的混凝土拌和料是可行的。这种混凝土及其拌和料与压实混凝土的主要区别是，一旦摊铺工作完成，该类混凝土拌和料就能够承受现有的荷载，同时能与逐层浇筑技术完美结合。

对该类混凝土及其拌和料的研究，室内外试验持续了多年，主要研究了高硬度混凝土拌和料。采用了该国多座大坝施工的现有经验数据。

在1985年的文献中，人们使用经碾压的超硬低水泥含量混凝土，构成了两座小坝的内部区域——高22 m、长115 m的接合阻水墙(图1)，以及高18 m、长300 m的溢流墙。

图1　塔什库梅尔水电站的阻水墙

该阻水墙建于1985年5月，当时的气温为35℃～36 ℃。但混凝土拌和料的温度在17℃～24 ℃范围内，混凝土温度不高于30 ℃。

12月时，该阻水墙的阻水水头为18 m。墙体浇筑6个月后，从墙中钻取的混凝土芯样测试表明，平均强度为12.7 MPa。

溢流墙建于1985年7月至9月，位于库雷(Kureiskaya)径流式电站坝底。1986年6月，洪峰流量为220 m3/s的洪水溢过了该墙。

塔什库梅尔(Tashkumirskaya)电站(装机容量400 MW)的挡水坝为75 m高的RCC重力坝，该坝代表着俄罗斯碾压混凝土坝的建设又向前迈进重要一步。

2　新型组合技术的特征

塔什库梅尔电站的混凝土浇筑技术以及碾压混凝土技术的改进，主要是采用了超硬低水泥含量混凝土拌和料，并分坝段单层浇筑。但这种改进与其他改进方式存在明显差异。

(1) 塔什库梅尔电站的混凝土浇筑技术组合了两种技术，即浇筑内部区域的碾压混凝土技术和外部保护区的逐层浇筑技术。这种组合技术便于通过使用高性能的机械统一浇筑路线并浇筑整个大坝区域。在捣实混凝土和碾压混凝土层厚度一致的情况下，采用这种浇筑技术能够使二者之间实现更可靠、致密和强力的结合。

(2) 混凝土拌和料在连续运行的拌和楼中制备。

(3) 可根据大坝的应力状态确定沿坝高的分布状况。

(4) 易于组装的模块化结构仅用于形成垂直缝(截面之间和接缝切口)。

(5) 外部区域的捣实混凝土留置水平缝时，需清除表面的水泥膜、灰土和浮渣，并用高压水枪冲洗。底部无需灌浆。内部区域的碾压混凝土留置水平缝时，无需清除表面水泥膜。其他操作与外部捣实混凝土相同。底部无需灌浆。

(6) 混凝土坝块浇筑时为单层浇筑，断面尺寸35 m×35 m。

(7) 在重力坝的施工过程中，将振动碾Riomag(型号为Bomag BW-200)纳入施工工艺流程。该振动碾可使碾压层厚增至50 cm。

(8) 保持新浇碾压混凝土层面的持续润湿。对外部区域的混凝土，采取浇水方式有计划地表面冷却。该坝未出现温度裂缝。

3　应用实例

布雷(Bureiskaya)电站坝高140 m，坝顶长度780 m。坝区年平均气温为零下5 ℃，最高气温为41 ℃ ，最低气温为零下58 ℃。

该坝使用了分季节混凝土浇筑技术，溢洪道和电站的设计也采用了相同的技术，包括顶柱和低楔两个部分(图2)。

图2　布雷水电站的碾压混凝土坝

顶柱宽14 m，能保证大坝和低楔间的不透水性,从而保证其稳定性。顶柱由高3～6 m的柱体构成，低楔由0.4～0.5 m厚的单层混凝土段构成，混凝土内部区域为碾压混凝土，下游侧保护区为捣实混凝土。

现场研究表明，已蓄水水库的阻水墙混凝土处于受压状态，下游侧横向接缝的开口可以忽略不计，开口深度不超过5 m。

需要指出的是，电站重力坝的下游坝坡为0.7，应用于该坝的混凝土浇筑方法能够避免裂缝形成和横向接缝渗漏。

4　施工技术特点

俄罗斯碾压混凝土坝施工技术的主要特点如下：

(1) 大坝混凝土全部按区分布；

(2) 根据规定，混凝土逐层浇筑，层厚0.5 m；

(3) 大坝温度应力状态的主要调节方法为混凝土块表面冷却；

(4) 两混凝土浇筑层间隔3～5 d浇筑；

(5) 已浇好的混凝土层表面应防止水分蒸发，并在下一层混凝土浇筑前保持其表面润湿。

已完工的大坝状态一直处在长期的现场监测之中(从1985年起)。

根据现有的碾压混凝土坝设计、施工和运行经验，俄罗斯的工程师们制定了一系列规范性文件，提供了该国大坝施工可能用到的碾压混凝土和振动捣实混凝土的基本参数计算值和技术特征。

杨小庆郑璀莹付湘宁译

(编辑：朱晓红)

2016-06-13

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