沙牌碾壓混凝土拱壩的技術(shù)創(chuàng)新及成就

1、沙牌碾壓混凝土拱壩的技術(shù)創(chuàng)新及成就摘要沙牌拱壩是口前世界上已建成的最高碾壓混凝土拱壩（壩高130ni。針對(duì)該壩 設(shè)計(jì)與施工的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，在“八五”和“九五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)的支持下，開(kāi)展 t 100n碾壓混凝土拱壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分縫及建壩材料特性、原型觀測(cè)、快速施工等多 項(xiàng)專(zhuān)題研究，形成了一套碾壓混凝土高拱壩筑壩配套技術(shù)，成功地應(yīng)用在沙牌拱壩中， 較好地解決了工程的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。本文簡(jiǎn)要介紹該壩主要的技術(shù)創(chuàng)新及成就。關(guān)鍵詞碾壓混凝土拱壩結(jié)構(gòu)分縫建壩材料快速施工1. 刖呂碾壓混凝十筑壩技術(shù)的應(yīng)用和推廣，是混凝土筑壩的一場(chǎng)革命。實(shí)踐所取得的經(jīng)驗(yàn)證明，碾壓 混凝土筑壩技術(shù)具冇很多優(yōu)越性：機(jī)械化程度高、

2、丿施工速度快、施工方法簡(jiǎn)便、建設(shè)周期短、工程 投資省、人壩運(yùn)行性能良好等，是實(shí)現(xiàn)快速建壩的新途徑。隨著碾壓混凝土筑壩技術(shù)的迅速發(fā)展， 修建性能良好的高壩和拱壩已成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外碾壓混凝土筑壩技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。將拱壩其 超載能力強(qiáng)、安全度高、筑壩材料省等優(yōu)點(diǎn)同碾壓混凝土快速施工的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，必將取得巨大 的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。碾壓混凝十筑壩技術(shù)于八十年代后期開(kāi)始推廣應(yīng)用到拱壩上。1988年南非建成的50m高尼爾 波特（knellpoort）重力拱壩是世界上笫一座碾壓混凝土拱壩，九十年代中期，國(guó)內(nèi)建成了 75m高的 普定碾壓混凝十拱壩，到1=1前為止，已經(jīng)建成的碾壓混凝土拱壩11朋（南非3屎，中國(guó)

3、8廉），正 在設(shè)計(jì)和建設(shè)的碾壓混凝土拱壩超過(guò)10余座，另外在大型水電工程上已經(jīng)應(yīng)用的碾壓混凝土拱圍垠 超過(guò)5廉，集中在我國(guó)和南非兩國(guó)。我國(guó)的碾壓混凝土拱壩建設(shè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，特別是在“八五”、 “九五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)的大力資助下，結(jié)合普定、沙牌等拱壩的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題開(kāi)展了大量深入 研究，相繼建成了普定（高75m）、溫泉堡（高48m）、溪柄溪一級(jí)（高63m）、紅坡（高55.2m）、 龍首（高80m）、沙牌（高130m）、石門(mén)子（高109m）、藺河口 （高00m）等碾壓混凝土拱壩,不 僅在實(shí)踐上取得了重人發(fā)展，而且在理論上也取得了重大突破。沙牌拱壩是目而世界上已建成的最高碾壓混凝土拱壩，是成功邁上1

4、00m級(jí)以上高碾壓混凝土 拱壩筑壩技術(shù)新臺(tái)階的里程碑t程。該壩具存壩高、混凝十-工程最人、跨年度施工、壩體應(yīng)力水平 高、溫控措施簡(jiǎn)化等特點(diǎn)，不僅在壩的高度上有了明顯飛躍，而且在壩體布置、體型、結(jié)構(gòu)、材料、 施工等方面技術(shù)難度更人。針對(duì)沙牌碾壓混凝土拱壩的設(shè)計(jì)與施工屮的一系列關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，“八五” 國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)立項(xiàng)了 " 100m級(jí)碾壓混凝土拱壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和新材料研究”專(zhuān)題研究，“九五”國(guó) 家重點(diǎn)科技攻關(guān)開(kāi)展了 “高碾壓混凝土拱壩結(jié)構(gòu)分縫及建壩材料特性研究”、“高碾壓混凝土拱壩原 型觀測(cè)研究”、“高碾壓混凝土拱壩快速施工研究”等專(zhuān)題研究，取得了大量的研究成果，90%以上 的成果已應(yīng)用

5、在沙牌工程中，許多成果已推廣應(yīng)用到石門(mén)子、龍首、藺河口、招探河等高碾壓混凝 土拱壩工程的設(shè)計(jì)和施工中，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。2. 工程基木情況沙牌水電站位于四川省阿壩藏族蕪族h治州汶川縣境內(nèi)，是岷江支流草坡河上游的一個(gè)梯級(jí)龍 頭電站。電站采用蓄、引相結(jié)合的開(kāi)發(fā)方式，壩址位于草坡河上沙牌村牛廠溝附近，廠址在其下游 約5km的克充臺(tái)地，電站尾水匯入己建成的草坡電站水庫(kù)。壩址距草坡河口約19km,距汶川縣城 約47km,距成都約136km。沙牌水電站水庫(kù)正常蓄水位為1866.0m,死水位為1825.0m，總庫(kù)容0.18億川，電站總裝機(jī)容 fi 36mw,年發(fā)電fi 1.79億kwh,

6、年利用小時(shí)數(shù)為4791h。工程為三等工程，主要建筑物為3級(jí) 建筑物，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)按50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)按500年一遇，地震基木烈度為7度。樞紐工程 主要由碾壓混凝土拱壩、右岸兩條泄洪洞及右岸發(fā)電引水隧洞、發(fā)電廠房等建筑物組成。沙牌水電站分兩期建設(shè)，一期工程采用引水式開(kāi)發(fā)，建低閘臨時(shí)取水，于1995年11月開(kāi)始施 i, 1997年5月發(fā)電；二期工程采用高拱壩擋水，形成季調(diào)節(jié)水庫(kù)，于1997年6月16日開(kāi)工建設(shè), 2002年5月30日碾壓到壩頂，2003年5月8日下閘蓄水運(yùn)行。工程建設(shè)業(yè)主為華西沙牌發(fā)電冇限責(zé)任公司（投資方為岷江電力股份公司和華西電力集團(tuán)公 司），設(shè)計(jì)單位為中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都

7、勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，監(jiān)理單位為四川二灘國(guó)際工程咨詢(xún)冇限 責(zé)任公司，施工單位為中國(guó)水利水電第八工程局。3. 拱壩設(shè)計(jì)及主要參數(shù)沙牌水電站壩址處河谷深切，兩岸基巖裸露，河谷形狀為v形，基本對(duì)稱(chēng)，其寬高比約為1.7, 適合于修建混凝土拱壩。壩基巖體主要為花崗閃長(zhǎng)巖，巖體完整性好，風(fēng)化卸荷不強(qiáng)；在壩基中上 部高程出露冇花崗閃長(zhǎng)巖夾片巖，對(duì)片巖進(jìn)行混凝土置換處理后，可以滿(mǎn)足拱壩建棊面的要求。碾壓混凝土拱壩設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足安全和經(jīng)濟(jì)的目的，同時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮碾壓混凝土快速施工的優(yōu)勢(shì)， 并容易保證施工質(zhì)量。經(jīng)比較論證，三心圓單曲拱壩體形形狀簡(jiǎn)單，更有利于簡(jiǎn)化壩體構(gòu)造，更便 于碾壓混凝土施工及保證施工質(zhì)量，從國(guó)內(nèi)外碾壓混凝

8、土拱壩施工技術(shù)水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，為積 極穩(wěn)妥的推動(dòng)高碾壓混凝上拱壩建設(shè)的順利發(fā)展，沙牌拱壩體形設(shè)計(jì)采用三心圓單曲拱壩。為改善 拱壩壩體應(yīng)力，介理利用地形條件，減輕河床深槽下部開(kāi)挖和施工難度，在河床底部設(shè)置冇集座。 主要拱壩體形兒何參數(shù)特征見(jiàn)表3-1 o表3-1拱壩體形兒何參數(shù)特征表項(xiàng)目單位特征值項(xiàng)目單位特征值壩頂高程(m)1867.5厚高比/0.238最人壩高(m)130.0弧高比/2.130墊朋高度(m)12.5上游壩面倒懸/01壩頂厚度(m)9.5壩體體積(萬(wàn) m3)35.80壩底厚度(m)28.0墊座體積(萬(wàn) m3)2.50頂拱中心線弧長(zhǎng)(m)250.25壩基開(kāi)挖(萬(wàn) m3)58.20

9、最大中心角(° )92.48拱壩混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度采用90天齡期的20mpa碾壓混凝土，墊座采用摻mgo微膨脹碾壓混凝土,拱壩防滲采用二級(jí)配碾壓混凝土自身防滲為主，基木上是按全碾壓混凝土模式設(shè)計(jì)。4. 工程技術(shù)特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題沙牌碾壓混凝土拱壩的技術(shù)特點(diǎn)有：（1）拱壩高130m,混凝土量38.3萬(wàn)m3 ,是迄今為止已 建成的世界上最高的碾壓混凝土拱壩；（2）設(shè)計(jì)：“全碾壓混凝土壩"模式；（3）施工：全斷血薄層 碾壓、連續(xù)上升工藝；（4）具有混凝土量大、施工環(huán)境條件復(fù)雜、壩體應(yīng)力水平高等特點(diǎn)，工程技 術(shù)難度大。以往碾壓混凝土主要用于重力壩上，川于拱壩上很少，主要是由于拱壩的結(jié)構(gòu)

10、作用與璽力壩有 木質(zhì)羌別。重力壩斷面體積人，主要依靠各獨(dú)立壩體單獨(dú)承受荷載和維持穩(wěn)定。拱壩是依靠壩體的 整體性傳遞和分配荷載，斷面小，若對(duì)裂縫不進(jìn)行冇效控制，將可能對(duì)拱壩的整體穩(wěn)定性造成嚴(yán)重 性后果。在沙牌之前，國(guó)內(nèi)外已修建的碾壓混凝土拱壩數(shù)量少（5座），規(guī)模較?。▔胃遷752,還 沒(méi)有修建100米級(jí)以上高碾壓混凝土拱壩實(shí)例和經(jīng)驗(yàn)。常規(guī)拱壩施工方法是柱狀澆筑，消除施工期混凝土溫升后進(jìn)行橫縫灌漿形成整體，施工措施復(fù) 雜，工期長(zhǎng)。碾壓混凝土拱壩采用全斷面整體碾壓、連續(xù)上升施工，拱壩自然成拱，施工速度快， 丿施工方法簡(jiǎn)單。對(duì)碾壓混凝十拱壩而言，施工期溫度荷載引起的溫度拉應(yīng)力對(duì)拱壩應(yīng)力有較人影響, 拱

11、壩越高，越容易產(chǎn)生裂縫（如沙牌拱壩達(dá)3mpa,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)拱壩規(guī)范規(guī)定的1.0-1.2mpa的應(yīng)力控 制標(biāo)準(zhǔn)），拱壩溫度應(yīng)力和裂縫控制問(wèn)題非常突岀。潘家錚院丄曾經(jīng)指出：不解決這個(gè)問(wèn)題，碾壓混 凝土高拱壩就很難發(fā)展。為研究解決制約碾壓混凝十高拱壩發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，國(guó)家計(jì)委確定依托130m高的沙牌拱 壩，針對(duì)碾壓混凝土拱壩的設(shè)計(jì)與施工中的一系列關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，在國(guó)家重點(diǎn)科技項(xiàng)冃（攻關(guān)）計(jì) 劃屮立項(xiàng)開(kāi)展“碾壓混凝十高拱壩筑壩技術(shù)研究"，以推動(dòng)和促進(jìn)碾壓混凝十高拱壩的建設(shè)。5. 主要的技術(shù)創(chuàng)新及成就5.1典型的碾壓混凝土拱壩樞紐布置根據(jù)壩址區(qū)自然條件，拱壩體形設(shè)計(jì)采用三心圓單曲拱壩，拱壩壩身不布

12、置泄洪建筑物。在拱 壩右岸布置兩條泄洪隧洞，泄洪洞進(jìn)水ii底高程在1846. 0m處，結(jié)合導(dǎo)流洞的利用，洞身采用渦 漩式內(nèi)消能豎井泄洪洞，最大泄流量為242m7so號(hào)泄洪洞進(jìn)水口底高程在1805. 0m高程，洞身采 用長(zhǎng)陡坡，坡度為10%,最大泄流量為211m7so發(fā)電引水系統(tǒng)布置在拱壩右岸，進(jìn)水ii底板高程 為1818m ,引水隧洞全長(zhǎng)3500. 92m,洞徑3m,引用流量15. 6m7so調(diào)壓井布置在下廠址草坡河右岸 的山體中，為圓筒阻抗式，直徑4. 5m,高99.36m。調(diào)壓井后為埋藏式壓力管道，二臺(tái)機(jī)共用一根總 管，管徑加，支管直徑1.加。廠房布置在草坡河左岸的克充階地上，主廠房長(zhǎng)26

13、嘰 寬18. 5m.高 31.55m,安裝2臺(tái)單機(jī)容量為1.8萬(wàn)kw的混流式機(jī)組。主體工程施工期采用斷流圍堰擋水，隧洞導(dǎo) 流，壩體全年施工的導(dǎo)流方案。該樞紐布置的特點(diǎn)為廠壩分離布置、壩身無(wú)泄洪建筑物，選用三心圓單曲拱壩，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng) 力和穩(wěn)定條件好。較大地簡(jiǎn)化了碾壓混凝土拱壩結(jié)構(gòu)，為碾壓混凝土快速施工創(chuàng)造了極為冇利的條 件，容易保證施工質(zhì)量。5. 2在碾壓混凝十拱壩分縫理論與技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)重人突破5. 2.1系統(tǒng)建立了碾壓混凝土拱壩的分縫設(shè)計(jì)理論和方法（1）為合理解決碾壓混凝土拱壩的分縫問(wèn)題,建立了以斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)的誘導(dǎo)縫強(qiáng)度模型，按 縫斷而的形式和連接而積，推導(dǎo)得出誘導(dǎo)縫在壩體受拉時(shí)的等效強(qiáng)度

14、，根據(jù)縫斷而上的應(yīng)力和強(qiáng)度, 提出了誘導(dǎo)縫開(kāi)裂分析的理論依據(jù)和開(kāi)裂的判別式。為碾壓混凝土拱壩誘導(dǎo)縫設(shè)置提供了具有指導(dǎo) 意義的科學(xué)方法。（2）提出了碾壓混凝土木構(gòu)關(guān)系破壞準(zhǔn)則，提出了仿真溫度場(chǎng)分析的波函數(shù)法，編制和完善了 碾壓混凝土帶縫拱壩全過(guò)程（包括施工期和運(yùn)行期）三維非線性的仿真分析程序，研究了沙牌拱壩 施工期和運(yùn)行期溫度徐變應(yīng)力場(chǎng)的變化規(guī)律及誘導(dǎo)縫開(kāi)裂的部位和開(kāi)裂時(shí)間，明確了壩體結(jié)構(gòu)的受 力狀態(tài)。為工程設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。（3）采用整體及仿真模型試驗(yàn)，結(jié)合斷裂力學(xué)理論的非線性?xún)酉拊獢?shù)值分析，揭示了壩體應(yīng)力分 布、開(kāi)裂破壞機(jī)制以及超載安全度，真實(shí)反映了碾壓混凝土木構(gòu)關(guān)系。所取得的壩體應(yīng)力，位移及

15、 破壞形態(tài)等成果，對(duì)設(shè)計(jì)有重要參考價(jià)值。5. 2. 2捉出了合理的碾壓混凝土高拱壩結(jié)構(gòu)分縫方案降低溫度作用對(duì)壩體的不利影響，選擇適合碾壓混凝土施工的壩體結(jié)構(gòu)分縫方案，對(duì)高碾壓混 凝土拱壩尤其關(guān)鍵。為減小溫度對(duì)壩體的不利影響，防止溫度裂縫的發(fā)生，保證拱壩的安全，并保 證碾壓混凝土快速施工，在收集和分析國(guó)內(nèi)外碾壓混凝土拱壩結(jié)構(gòu)分縫的設(shè)計(jì)和丿施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基 礎(chǔ)上，根據(jù)沙牌工程的施工進(jìn)度，材料特性等條件，通過(guò)應(yīng)力應(yīng)變?nèi)^(guò)程溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力的仿真 計(jì)算分析和物理模型試驗(yàn)對(duì)壩體開(kāi)裂破壞、機(jī)制的研究，以及根據(jù)拱壩應(yīng)力和材料強(qiáng)度對(duì)不同分縫 方案的論證分析影響，提出了沙牌碾壓混凝土拱壩結(jié)構(gòu)分縫方案設(shè)計(jì)采用誘導(dǎo)

16、縫和橫縫的組合方案: 和縫為誘導(dǎo)縫，而和縫為橫縫。丿施工實(shí)踐證明，為釋放壩體施工期的溫度應(yīng)力，控制壩體開(kāi)裂取得了成功。5. 2. 3成功采用預(yù)制混凝土重力式模板成縫新技術(shù)對(duì)碾壓混凝土拱壩分縫結(jié)構(gòu)，既要保證縫的作用，乂要保證全斷而通倉(cāng)碾壓、連續(xù)上升的實(shí)現(xiàn), 最大限度地減少對(duì)施工的干擾。針對(duì)沙牌碾壓混凝土拱壩采用誘導(dǎo)縫和常規(guī)橫縫組合的分縫方案， 在國(guó)內(nèi)外首次捉出了采用預(yù)制混凝土重力式模板結(jié)構(gòu)型式和先安裝后填筑碾壓混凝土的成縫技術(shù)， 該技術(shù)的特點(diǎn)是：（1）事先在倉(cāng)面以外將混凝土成縫模板預(yù)制成型，施工時(shí)先將重力式成縫模板安 裝定位，然后再進(jìn)行碾壓混凝土施工作業(yè)；（2）模板斷面設(shè)計(jì)為重力式，縫面為直面，

17、設(shè)置灌漿及 排氣管路孔、鍵槽等；縫的背面為斜面加趾板，并設(shè)置嵌合型齒結(jié)構(gòu)，斜面上鑿毛，保證與碾壓混 凝土嵌合緊密；（3）模板的人小應(yīng)以施工現(xiàn)場(chǎng)人工搬運(yùn)相適應(yīng)，一般模板長(zhǎng)1.0m,髙度0.250.30m （必須為一個(gè)碾壓層），底寬（加趾板）0.300.35m,以適應(yīng)施工現(xiàn)場(chǎng)快速組裝；（4）在趾板上設(shè)宜 固定插件孔，確?，F(xiàn)場(chǎng)安裝及碾壓施工吋定位準(zhǔn)確。該技術(shù)具有成縫效果好，施工工藝簡(jiǎn)單，適應(yīng)碾壓儉快速施工等優(yōu)點(diǎn)，在誘導(dǎo)縫靠近壩面處增 設(shè)邊緣切口，利用切口處的應(yīng)力集中，可加速縫面開(kāi)裂，這在不增加縫面削弱面積的情況下，對(duì)降 低誘導(dǎo)縫的強(qiáng)度，發(fā)揮誘導(dǎo)縫的作用，具有良好的效果。5. 2. 4成功實(shí)施了適用于

18、碾壓混凝土拱壩的接縫重復(fù)灌漿技術(shù)對(duì)碾壓混凝土拱壩誘導(dǎo)縫和橫縫的接縫灌漿，從考慮拱壩的整體性和蓄水的需要出發(fā)，需采用 重復(fù)灌漿方式。通過(guò)試驗(yàn)研究，首次在國(guó)內(nèi)提出了一套適用于碾壓混凝土拱壩的單回路重復(fù)灌漿系 統(tǒng)，橡膠套閥重復(fù)出漿盒以及可灌注細(xì)縫的改性超細(xì)水泥漿材等灌漿技術(shù)。沙牌拱壩已成功地進(jìn)行了 2次灌漿。20個(gè)灌區(qū)的總而積為3210.6m2,首次灌漿時(shí)注入水泥總量 為93409.6kg；平均單位注灰量為29.1kg/m2,最大單位注灰量為56.5kg/m2,最小單位注灰量為 10.3kg/m2o重復(fù)灌漿吋注入水泥總量為21021.8kg；平均單位注灰量為6.5kg/m2,最大單位注灰量為 9.6

19、kg/m2,最小單位注灰量為3.7kg/m20根據(jù)灌漿數(shù)據(jù)分析，首次灌漿以及重復(fù)灌漿時(shí)各灌區(qū)單位注 人水泥量基木均勻，首次灌漿各灌區(qū)單位面積注入水泥量比重復(fù)灌漿時(shí)要多。根據(jù)鉆孔取芯檢查， 可見(jiàn)水泥結(jié)石充實(shí)縫面，一、二次灌漿層面清晰，可分辨，縫面充填效果良好。實(shí)踐證明，橡膠套閥miw漿盒和單回路接縫重復(fù)灌漿管路系統(tǒng)具冇灌漿效果好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 易于安裝、容易沖洗t凈及可多次重復(fù)灌漿使用等優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)于碾壓混凝土拱壩的施工。5. 3在碾壓混凝土溫度控制技術(shù)取得創(chuàng)新性突破沙牌碾壓混凝土拱壩采用全斷面薄層通倉(cāng)碾壓、連續(xù)上升的施工方法，由于拱壩較高、規(guī)模較 大，溫度應(yīng)力問(wèn)題突出。解決溫度應(yīng)力問(wèn)題除提高混凝土

20、抗裂性能并進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)分縫外，研究 和應(yīng)用了聚乙烯冷卻水管降溫技術(shù)。冷卻水管降溫技術(shù)是常態(tài)混凝土拱壩通常采用的后冷方法，對(duì)控制施工期混凝土水化熱溫升以 及在人壩蓄水前將壩塊溫度冷卻到封拱溫度十分有效。由于埋設(shè)冷卻水管與碾壓混凝土施工干擾較 大，在碾壓混凝土中埋設(shè)冷卻水管一直沒(méi)有解決。針對(duì)碾壓混凝土壩埋設(shè)冷卻水管的問(wèn)題，在沙牌 拱壩上首次提出在碾壓混凝土屮預(yù)埋高密度聚乙烯冷卻水管降溫技術(shù)，并在人朝山水電站上游碾壓 混凝土拱圍堰上成功地進(jìn)行了試驗(yàn)，取得了重要參數(shù)，以后乂在沙牌拱壩上進(jìn)行了試驗(yàn)和應(yīng)用，還 推廣應(yīng)用到應(yīng)用于石門(mén)子、龍首等碾壓混凝土拱壩上，成功地實(shí)現(xiàn)了碾壓混凝土高拱壩筑壩技術(shù)的 突破。

21、該技術(shù)較好地解決了施工期水化熱溫升對(duì)拱壩的不利影響，同吋也較好地解決碾壓混凝土拱 壩的接縫灌漿問(wèn)題和拱壩與基礎(chǔ)的接觸灌漿問(wèn)題。實(shí)踐證明，在碾壓混凝土中采用高強(qiáng)度聚乙烯冷卻水管降溫技術(shù)，能夠適應(yīng)碾壓混凝土施工 條件，埋設(shè)施工過(guò)程簡(jiǎn)捷方便，對(duì)施工的干擾小，冷卻效果卻好。5. 4在高抗裂碾壓混凝土技術(shù)方面取得重要突破抗裂性好的混凝土應(yīng)該具有較高的抗拉強(qiáng)度、較人的極限拉伸值、較低的彈性模量、較小的t 縮率、較低的絕熱溫升值以及較小的溫度變形系數(shù)和口身體積收縮變形小等。以技術(shù)經(jīng)濟(jì)并重的原則，通過(guò)多方案的試驗(yàn)研究比較，就近選擇廠家，確立以水泥熟料屮降低 c3a與c3s,提髙c4af與c2s含量，以及引入低

22、堿性鋼材混合材的技術(shù)，成功研制開(kāi)發(fā)出低脆性延 遲微膨脹專(zhuān)用水泥，其水化熱指標(biāo)低于屮熱水泥指標(biāo)。采用該水泥配制的碾壓混凝土表現(xiàn)出了低彈 模、高極限拉伸和微膨脹的特性。通過(guò)微觀特性研究表明：水泥漿體結(jié)構(gòu)較致密、纖維狀水化產(chǎn)物 相互搭接，且存在禾束狀qaf水化產(chǎn)物，水泥與骨料界面強(qiáng)度較高，是其抗裂性能提高的依據(jù)。通過(guò)對(duì)碾壓混凝土性能的全面試驗(yàn)研究，優(yōu)化配制出以低脆性微膨脹水泥、采用花崗巖低彈強(qiáng) 比人工骨料及粉煤灰配制的高抗裂性能碾壓混凝土。首次采用高壓滲透試驗(yàn)方法，對(duì)沙牌花崗巖骨 料的裂隙定雖研究，揭示了配制混凝土具冇彈模低、極限拉伸值與徐變度大等特性的依據(jù)。提出了 適用于壩體的碾壓混凝土配合比，滿(mǎn)

23、足了工程的需要，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室和鉆孔取芯復(fù)核，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo) 達(dá)到要求。首次提出抗裂參數(shù)作為評(píng)價(jià)碾壓混凝土抗裂能力的指標(biāo)，并得出具有時(shí)間效應(yīng)（隨齡期變化） 的規(guī)律。理論研究成來(lái)證實(shí)，調(diào)整水泥的礦物成份和在膠凝材料中合理使用摻和料可改善混凝土的 抗裂能力?？沽褭C(jī)理分析農(nóng)明，沙牌選用的低彈模骨料和具有提高抗裂性能及改善界面過(guò)渡區(qū)的低 脆性微膨脹水泥可明顯提高混凝土的抗裂能力。沙牌拱壩從施工期到人壩建成以來(lái)，至今尚未發(fā)現(xiàn)裂縫，毫無(wú)疑問(wèn)，高抗裂性能碾壓混凝土是 人壩防裂取得成功的重要技術(shù)。5. 5發(fā)展了摻mgo微膨脹碾壓混凝土技術(shù)沙牌拱壩的墊座最大長(zhǎng)度56m,寬度44m,高12.5m,混凝土體積大，受基巖的

24、約束較強(qiáng)，為 防止裂縫及實(shí)現(xiàn)碾壓混凝土的快速施工，采用了外摻mgo微膨脹碾壓混凝土。通過(guò)對(duì)外摻mgo微膨脹碾壓混凝土的力學(xué)、熱學(xué)、變形、耐久性等各項(xiàng)性能進(jìn)行的全面研究， 獲得了大摻粉煤灰摻mgo的碾壓混凝土白身體積變形的特性和規(guī)律。根據(jù)工程情況，提出了可供墊 座使用的碾壓混凝土配合比及相應(yīng)的mgo摻量與自身體積膨脹變形量。為控制虺0摻和比例及摻和 的均勻性，通過(guò)水泥廠在水泥牛產(chǎn)過(guò)程中摻和，有效地保證了質(zhì)量，減少了現(xiàn)場(chǎng)摻和的工序及管理。實(shí)踐證明，染座采用外摻mgo微膨脹碾壓混凝土，達(dá)到了取消了分縫分塊、簡(jiǎn)化了溫控措施、 實(shí)現(xiàn)通倉(cāng)連續(xù)碾壓的hl的。該技術(shù)對(duì)加快水電工程施工進(jìn)度、縮範(fàn)工期、節(jié)省投資等

25、均具冇顯著的 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。5. 6碾壓混凝土壩體防滲技術(shù)應(yīng)用十分成功碾壓混凝土的抗?jié)B性主要與膠凝材料用量有關(guān)，大量的研究及工程經(jīng)驗(yàn)表明，采用中高膠凝材 料的碾壓混凝土h身具有較強(qiáng)的抗?jié)B透能力。層面是碾壓混凝土壩滲透的薄弱環(huán)節(jié)，防滲的關(guān)鍵在 于層間結(jié)合質(zhì)量。對(duì)此，沙牌拱壩迎水ifli壩體部位采用了二級(jí)配碾壓混凝土自身防滲為壩體主要防滲扭施，考慮 到高拱壩的安全性，還采用ljp型合成髙分子防水涂料作為壩體輔助防滲措施。ljp型合成高分子 防滲涂料具有優(yōu)異的耐水浸泡性和耐犬候老化性能，粘接強(qiáng)度高，抗紫外幅射好，施工方法簡(jiǎn)便、 靈活，材料費(fèi)用低，材料性能能滿(mǎn)足大壩防滲要求。從壩體防滲方而考慮，還進(jìn)行

26、了以下控制：壩 體碾壓混凝土的膠凝材料用量不低于!50kg/m3；二級(jí)配與三級(jí)配碾壓混凝土同倉(cāng)碾壓、同時(shí)上升； 確定合理的層間結(jié)合質(zhì)量的措施，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理，保證碾壓混凝土施工的層間結(jié)介質(zhì)雖，做到 連續(xù)碾壓，在初凝前覆蓋完下層混凝上等。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)混凝土鉆芯取樣檢查，獲得10m以上的長(zhǎng)芯3根，最長(zhǎng)的達(dá)13. 13m,屈我國(guó)第一位。 混凝土芯樣的折斷面人都不在層面上，證明了層間結(jié)合質(zhì)量較高。5. 7碾壓混凝土快速施工技術(shù)取得重大發(fā)展編制了高碾壓混凝土拱壩施工計(jì)算機(jī)模擬程序，結(jié)合沙牌工程采用計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模擬高碾壓混凝 土拱壩的施工過(guò)程，對(duì)于預(yù)測(cè)、監(jiān)控施工工期，確定施工措施，逐刀施工強(qiáng)度和澆筑順序等重要

27、指 標(biāo)，以及對(duì)合理的施工方案選擇提供了定屋的技術(shù)依據(jù)，將高碾壓混凝土拱壩的丿施工組織上升到了 新的水平。新型連續(xù)強(qiáng)制式拌和樓應(yīng)用成功，填補(bǔ)了我國(guó)在碾壓混凝土拌和樓制造上的空口。該新型科研 樓為連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)拌和、連續(xù)出料，微機(jī)控制，比其它常態(tài)混凝土拌和樓功效高得多。整個(gè)系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)緊揍、簡(jiǎn)練，占地面積小，易于安裝拆運(yùn)。真空溜管輸送混凝土技術(shù)有了重大突破，其輸屈度達(dá)到了 100m級(jí)。在真空溜管設(shè)計(jì)、施工和應(yīng)用 上，提出了真空溜管管帶釆用超軟耐磨橡膠帶，對(duì)負(fù)壓溜槽系統(tǒng)的關(guān)鍵部位下料控制裝置進(jìn)行了深 入研究，全封閉的自動(dòng)弧門(mén)研究取得了成功，解決了弧門(mén)漏漿、漏氣及維修困難易磨損等問(wèn)題，且 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造

28、工藝性好，開(kāi)啟靈活，維護(hù)方使研制的自動(dòng)化控制進(jìn)料系統(tǒng)可靠，能滿(mǎn)足施工要 求，具有實(shí)用價(jià)值。對(duì)于高碾壓混凝土壩，真空溜管應(yīng)用具有入倉(cāng)成本降低、入倉(cāng)速度快、混凝土 不離析等優(yōu)點(diǎn)，較好的解決了狹窄河床情況、高差較人條件下，碾壓混凝高強(qiáng)度、連續(xù)、經(jīng)濟(jì)入倉(cāng) 的問(wèn)題。研制并優(yōu)化上下交替、連續(xù)上升、可調(diào)式全懸臂大模板，確保了碾壓混凝上連續(xù)施工；制定的 施工機(jī)械配套方案能滿(mǎn)足沙牌人壩高速施工的要求；在普定施工工法的基礎(chǔ)上制定出本工程的工法, 指導(dǎo)沙牌工程施工，應(yīng)用效果較好。在改性混凝土的擴(kuò)大應(yīng)用上，提出滿(mǎn)足沙牌工程需要的水泥、粉煤灰凈漿配比，優(yōu)選出滿(mǎn)足工 程要求的最住凈漿摻量，確定了簡(jiǎn)易可行的鋪漿工藝。在沙牌施工小，丿郵道周邊、基巖面等常態(tài)混 凝土部位均使用了改性混凝土,拌和樓無(wú)須頻繁變換配合比，提高了施工效率。該技術(shù)擴(kuò)大了改性 混凝土的使用范圍，實(shí)現(xiàn)了全碾壓混凝土入倉(cāng)、全碾壓混凝土建壩模式，減少了常態(tài)混凝l在碾壓混 凝l施工中的干擾，減化了作業(yè)工序，冇利于碾壓混凝土的快速施工。5. 8系統(tǒng)完善了碾壓混凝土拱壩的原型觀測(cè)