高碾压混凝土重力坝防渗结构型式研究.pdf

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1、第20卷第3期红水河VOI.20，NO.3高碾压混凝土重力坝防渗结构型式研究朱岳明1，储小钊1，曹为民2（1.河海大学，江苏南京210098；2.淮河水利委员会，安徽蚌埠233001）摘要：针对碾压混凝土及碾压混凝土坝的渗流特性，结合碾压混凝土坝防渗设计的主要原则，评述了国内外碾压混凝土筑坝过程中所采用的主要防渗结构型式，并总结出能满足渗控要求，又能充分发挥碾压混凝土施工特长的高碾压混凝土重力坝的防渗结构型式和优选渗控设计方案。关键词：碾压混凝土重力坝；层面；渗透；防渗结构中图分类号：TU528.32文献标识码：A文章编号：1001-

2、408X（2001）03-0001-05土本体及层面的渗流特性决定，主要特点有：（1）碾压混凝土本体的透水性很弱，其渗透系数常在1X!概述-9-1110~1X10cm/S数量级，甚至更小。但层面的碾压混凝土坝是常规混凝土坝和土石坝两者取渗透能力与隙宽的立方成正比，相对很大，渗透水流优补劣而发展起来的一种新坝型，具有施工机械化主要沿层面流动，水力阻力很小，就目前的碾压混凝程度高，工期短及投资少等优点，自问世以来，取得土施工方法及工艺水平而言，碾压混凝土坝在宏观了长足的发展。在“八五”、“九五”期间我国修建了上不可避免地成为渗透各向异性比

3、达1~2个数量普定、江垭等多座碾压混凝土坝。目前坝高100m级以上的强渗透各向异性体，在早期已建的坝中渗的碾压混凝土重力坝已比较普遍，现在正在向高透各向异性比可达4~5个数量级，甚至更大。（2）200m级的碾压混凝土高重力坝和中高型碾压混凝骨料分离现象存在，使混凝土本体及层面的抗渗性土拱坝发展，其中正式开工的广西龙滩重力坝一期能均具有较大的离散性，由于层面渗透特性还受层最大坝高192m，二期将达216.5m。目前对于中小面处理方式的影响，离散程度更大，这种离散性使得型工程碾压混凝土坝有采用二级配混凝土加变态混碾压混凝土坝的渗流问题更为

4、复杂。（3）就普定和凝土为防渗结构的发展趋势，并在越来越多的实际江垭大坝的施工情况来看，坝体总的透水能力很小，工程中得到了成功实践，其设计、施工等各方面技术这要求坝体防渗结构需有很高的防渗能力和防裂要日臻完善。在高碾压混凝土重力坝方面尚存在许多求，止水结构的质量要求也愈来愈高。筑坝技术难点，其中坝体防渗结构型式的选取是主#渗控的目的与原则要问题之一。由于工程重要性的提高，水头的增大，实践经验的缺乏，在坝工界尚无统一认识。根据碾压混凝土的渗流特性，可以得出碾压混凝土坝渗控设计的3个具体目的应为：一是降低坝"碾压混凝土及碾压混凝土坝的渗流

5、体层面上的扬压力；二是减少渗透水量；三是防渗体特性的厚度或排水幕距坝上游面的距离要足够地大，降碾压混凝土是由薄层干贫混凝土碾压而成，由低防渗结构中和排水幕上游面混凝土中的水力比于施工间歇的影响，层与层之间存在层面，升程与升降，防止发生水力击穿等渗透破坏现象。前两项要程之间存在缝面，这些层缝面（以下统称层面）在理求得靠合理地设置坝上游面防渗体和其后排水幕等论上具有一定的水力隙宽。坝体的渗流特性由混凝排水设施来完成，且要求防渗体的渗透系数最好要收稿日期：2001-08-06基金项目：教育部博士点基金（97029406），水利部技术开发基金

6、（SL9705）部分成果作者简介：朱岳明（1958-），男，浙江省长兴县人，教授，博士生导师，河海大学水工结构工程部常务副主任。1红水河200l年第3期小于坝体垂直向的渗透系数。因此碾压混凝土坝的然较大，坝体与面板之间的变形和受力特性较复杂。渗控方案设计仍以“前堵后排”为基本原则。坝体排使用面板防渗结构后的坝体可不用二级配碾压混凝水幕常常由竖向排列的排水孔组成，孔距3~5m，土。孔径l0~20cm，建议孔距、孔径取大值。4.4碾压混凝土自身防渗对防渗结构的要求应该是：自身稳定，防渗效果在坝上游面一定范围内使用小骨料、高胶凝材好，适应变

7、形能力强，不易开裂；工程量小，经济、施料含量（为防止过大温度应力，通常采用多粉煤灰，工方便，尤其对坝体碾压混凝土的施工干扰要小；耐少水泥的配比）的二级配碾压混凝土作为大坝的防久性好，美观，对水质无污染等。渗结构。它充分发挥碾压混凝土的各种优势，又较经济。存在的问题是二级配碾压混凝土中同样存在4碾压混凝土坝防渗结构型式分析众多的层面，自身也为强渗透各向异性体，它只能降4.1常态混凝土“金包银”防渗结构低大坝渗流量，无法有效地降低层面上的扬压力，因此防渗效果难以保证。另外，二级配碾压混凝土结“金包银”是最早采用的一种防渗结构型式，几构防渗

8、能力主要取决于层面的抗渗处理效果，而层乎所有的日本碾压混凝土坝都采用这种型式。通常面的结合质量具有不确定性，影响和干扰的因素很在碾压混凝土坝体与坝基之间浇筑一层常态混凝土多，且现场不易控制和检测。因此，工程上一般多采垫层