碾压混凝土坝的防渗性

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1、碾压混凝土坝的防渗性

2、第1...　摘要：RCCD自问世以来，发展十分迅速，但其防渗性一直是人们关注的焦点。RCCD的防渗性主要包括两个方面：碾压混凝土（RCC）本体的防渗性和层间结合面的防渗性。其本体的防渗性可以满足水工建筑物的要求，但其层面防渗性较差，必须要进行层面处理。关键词：RCCD；防渗性；层间结合面（层面）；抗渗等级中图分类号：TV642.2文献标识码：A自1981年3月日本建成世界上第一座RCC重力坝——坝高89m的岛地川坝，接着1982年美国建成了世界上第一座全RCC坝——坝高52m的柳溪坝以来，RCC筑坝技术在世界各国被广泛采用，发展

3、十分迅速，截止到1998年底，全世界已建、在建的RCCD已达209座；它和混凝土面板堆石坝被称为当今坝工界的两大流行坝体。虽然RCCD的发展十分迅速，但其防渗性一直是制约其发展的主要因素之一。人们兴建坝体的目的就是挡水蓄水，而RCCD所采用的混凝土由于水泥用量少，拌和用水少，材料之间粘结力小，能否具有足够的密实度和粘结强度以抵抗水流的渗透，以及薄层铺料薄层碾压的混凝土施工方法所带来的众多的层间结合面，是否具有足够的抗渗性，都将直接影响到坝体的安全及运行。因此，研究RCCD的防渗性是十分有必要的。RCCD的防渗性主要涉及两个方面：一是RCC本体的防渗性

4、；另一是RCC层间结合面的防渗性。本文将就此两个方面来讨论RCCD的防渗性。1RCC本体的防渗性随着RCC的问世其本体的防渗性就为人们所提出。早期的一些RCCD一般为贫浆RCCD，现在多采用富浆RCCD，其胶凝材料（水泥＋火山灰、粉煤灰等活性材料）用量一般大于150kg/m3。表1中列出了4个国家的RCCD的胶凝材料用量表。RCC的抗渗性与胶凝材料用量之间的关系在国际大坝会议上明确指出：RCC的现场抗渗性要达到象常态混凝土一样的要求，胶凝材料用量应不小于150kg/m3。表14个国家的RCCD胶凝材料用量表在胶凝材料用量不小于150kg/m3的前提下

5、，只要配合比设计合理，施工方法正确，施工质量有保证，RCC本体的抗渗性能是良好的，其抗渗等级一般不小于S6～S8，能够满足水工建筑物的防渗要求，这一点已为绝大多数碾压混凝土坝其中也包括三峡工程RCC纵向围堰所证实（三峡工程RCC纵向围堰的室内和现场防渗性试验成果如表2所示）。表2三峡工程RCC纵向围堰施工配合比及其抗渗等级同时，许多RCC工程渗漏量的观测资料也显示渗漏量是随蓄水时间的延伸而减少的，即RCCD的渗透系数是随时间的延长而下降的（即所谓的“自密实”作用）。产生这种现象的原因有以下几个方面：首先，渗透水或混凝土孔隙中的气泡在压力作用下体积缩小

6、随水向压力小的方向迁移，由于压力逐渐减小，气泡膨胀堵塞孔隙阻碍水的流动；其次，水流经毛细孔时，新生成物被蒙上吸附水而膨胀，减小了有效渗透孔径；第三，胶凝材料，尤其是RCC中大量未水化的粉煤灰不断水化，生成的水化产物或水中夹杂的各种粒子堵塞了渗水连通孔道，使渗透系数下降。由此可见，RCC的自愈性对降低RCCD的渗透量、提高RCC本体的抗渗性会产生有利影响。2层间结合面的防渗性事实上，人们对RCCD防渗性的担心更多集中于层间结合面的防渗性。因为每0.3mRCC就有一个层间结合面，加之每一升程内的各碾压层之间基本上不做任何处理，而是直接碾压，只是在升程之间

7、的层面做类似于常态混凝土的处理，人们有理由对RCCD的层面结合质量提出质疑。2.1层面水平缝的分类层面水平缝在一些欧洲国家被分成“热缝”（不必处理）和“冷缝”（必须处理）两种型式。对冷、热缝的确定有专门的标准，其方法之一就是用硬化度（M·F）即以“度时”乘积而定，即层的表面量测出摄氏度乘以两层之间覆盖间隔小时数。T（h）×t（℃）=M·F（℃×h）在西班牙，许多RCCD中M·F规定为150～250（℃×h）之间。层间的M·F小于规定值的缝面为“热缝”，若表面没有被破坏，无需进行处理，只简单用汽车上的吸尘器将水和碎屑除去即可；当层间的M·F大于规定值

8、时的缝面是“冷缝”，其处理方法与常态混凝土相同，砂浆用高压水冲洗，用扫帚和吸尘器清除杂物再铺薄层砂浆。这个参数可能在80到300之间变化，很少具有代表性。每座坝都有自己的M·F的实践，根据自己温度湿度状态环境条件而改变。最后通过试验块来决定M·F做为施工过程中的控制数。2.2层间结合面的防渗性及其处理措施上述依据硬化度M·F来划分冷、热缝从而确定缝面是否需要进行层面处理的方法，由于硬化度M·F本身无严格的界定范围，弹性很大，可信度不高，故往往很难作为施工的标准，但上述方法至少给我们进行缝面处理提供了一种思路：那就是并非所有的缝面都需要进行缝面

9、处理，而是应根据初凝时间、层间间隔时间、外界环境条件等情况区分对待。那么，什么样的缝面必须处理，什么样的缝面