混凝土面板堆石坝发展综述.doc

PAGE 1PAGE 7混凝土面板堆石坝发展综述作者：柯克( 加利福尼亚圣拉斐尔咨询工程师 ，美国 )摘要：文章回顾了混凝土面板堆石坝从19世纪60年代到目前的发展史；阐述了压性缝方面的一些近期发现；论述了混凝土面板堆石坝的接缝设计并对此类型坝的未来发展提出了一些建议。关键词：混凝土面板堆石坝；压性缝；接缝设计简介柯克先生的论文（文献）对混凝土面板堆石坝的发展进行了全面的阐述。最初的抛投法填筑，坝体渗水严重、变形大，从而使混凝土面板承受过大的应力并导致压性缝开裂。六十年代初的欧洲，随着振动碾的出现，填筑方法由抛投法填筑转变为碾压填筑，一些采用碾压填筑技术修建的混凝土/沥青面板坝应运而生并运行良好。此文章回顾了混凝土面板堆石坝从19世纪60年代到目前的发展史；阐述了压性缝方面的一些近期发现；论述了混凝土面板堆石坝的接缝设计并对此类型坝的未来发展提出了一些建议。 振动碾的发展在振动碾出现前，大部分混凝土面板堆石坝是采用分层抛投填筑修建的，每层18-60厘米，并按照水：石=3：1（体积比）对抛填体进行灌水。堆石变形大，易造成面板开裂和表层剥落。尤其需要特别提出的是采用抛投填筑修建的混凝土面板堆石坝，当坝高超过75米时，将出现与趾板平行的裂缝、压性缝深度开裂。同时还观测到导致中部压性缝破坏的压应力和在坝肩附近产生的拉应力。1960年Therzagui推荐使用碾压填筑技术，这项技术的使用减小了填筑体的变形以及由于填筑体变形给面板造成的损害。 50年代末期在欧洲采用碾压填筑技术修建的高、中型混凝土面板堆石坝都取得了很好的效果，比较典型有： 库契 38m 苏格兰 3.5t 压路机海纳 48m 西 德 3.0t 夯板比格 48m 西 德 5.0t 夯板威尼莫 60m 挪 威 5.0t 振动碾然而，振动碾是随着60年代混凝土面板坝数量的不断增加而发展起来的。振动碾开启了一扇提高堆石体密度和经济有效的使用不同材料的大门。如今，有不同型号的振动碾（6吨到15吨）。 振动碾的定义指的是作用在光滑滚筒上面的荷载而不是指碾子本身的总重量。该荷载作用在滚筒上的力必须大于5t/m ，从而在1400-1800VPM的振动范围之间可以得到要求的碾压密实度。 混凝土面板堆石高坝的发展表1 简要的概括了混凝土面板堆石高坝的发展，从1971年澳大利亚建成的塞沙娜坝（110米高）见图1，到正在施工的中国的水布垭（233米高，2009年竣工）。表1混凝土面板堆石高坝的发展名称高度（米）国家面板面积（ 米2）竣工时间备注塞沙娜110m澳大利亚3000019711971-1974安奇卡亚140m哥伦比亚2200019741974-1980莫哈勒145m莱索托870002002非洲最高萨尔瓦兴娜148m哥伦比亚575001983最高的砾石坝辛戈150m巴西135001994米苏可拉150m希腊510001995欧洲最高波尔塞三级155m哥伦比亚570002010正在施工阿里亚160m巴西13900019801980-1993滩坑161m中国680002006天生桥178m中国1800001999亚洲最高洪家渡182m中国760002007正在施工巴拉格兰德185m巴西1080002006马萨尔185m厄瓜多尔450002008正在施工三板溪186m中国940002008正在施工阿瓜密尔巴187m墨西哥13700019931993-2006埃尔卡洪189m墨西哥990002006竣工卡拉哈196m冰岛930002007正在施工坎普斯诺沃斯202m巴西10600020062006年最高巴贡205m马来西亚1270002007正在施工拉亚斯卡210m墨西哥1290002010正在施工水布垭233m中国1200002009正在施工塞沙娜坝和安奇卡亚坝的压缩模量较高（分别在145MPa和 135MPa之间），碾压充分、面板无损坏。由于坝肩的几何形状比较特殊，一些平行于趾板的裂缝出现在碾压坝体中。这些裂缝类似于抛投堆石坝体出现的裂缝。堆石料级配对碾压坝的压缩模量至关重要。用级配均匀（即粒径一致）的玄武岩填筑的坝体，空隙率很高、压缩模量低（在30MPA 到60MPa 之间）。级配良好的堆石料，空隙率低、压缩模量高，压缩模量的范围在140MPa 到 400MPa之间，如塞沙娜坝、安奇卡亚坝、阿瓜密尔巴坝和萨尔瓦兴娜坝。 砾石料通常级配良好、压缩模量高、面板变形小。 图. 1塞沙娜坝, 澳大利亚， 197