碾压混凝土坝概述碾压混凝土是指将无坍落度的半塑性混凝土拌和物分薄层摊铺，并经振动碾压密实且层面返浆的混凝土。

用碾压混凝土筑成的实体重力坝即碾压混凝土重力坝。

碾压混凝土坝是环保型、节约型、安全型大坝。

我国碾压混凝土坝技术从引进到推广应用，经过200座的工程实践，总体讲已经比较成熟，碾压混凝土大坝筑坝技术处于世界领先水平。

已建成龙滩、光照等200m级碾压混凝土坝，我国碾压混凝土坝技术具有以下特点：采用高掺粉煤灰等掺和料，选用适宜的水泥、砂石骨料、优质高效复合型外加剂，针对具体工程特点确定优化的混凝土配合比；对碾压混凝土拌和、运输、摊铺、压实的机械不断改进；不断调整混凝土的稠度VC值的控制范围；混凝土摊铺、碾压、分逢处理、分层碾压、模板工程等施工工艺不断改进和提高；研究了变态混凝土、斜层平摊铺筑、诱导逢施工新工艺；进一步提高了碾压混凝土大坝的质量，其各项物理力学指标均可达到设计要求，对垂直、水平方向的混凝土芯检查，芯样已超过10 m，压水试验的透水率平均小于1Lu，抗剪断试验的破坏面一般不在层间结合面，观测仪器的数值均证明大坝运行正常，坝体渗漏、变形值与常态混凝土相同。

碾压混凝土坝的建设特点：1.碾压混凝土重力坝向更高方向发展。

超过百米的有龙滩、光照、百色、索风营等。

2.坝体上游面采用二级配富胶凝材料全断面碾压混凝土结构防渗。

3.台阶式碾压混凝土溢流坝面。

江垭大坝128m,索风营大坝116m.。

4.采用“变态混凝土”浇注外部碾压混凝土以提高抗渗能力，简化施工工艺。

多用于模板附近、止水、廊道、岸边等部位，在碾压混凝土中喷洒水泥粉煤灰净浆（加浆量4～6%），形成“变态混凝土”用插入式振捣棒振捣密实。

5.采用高参粉煤灰或其它混合材，降低了水化热（降低10~15℃），简化温控，便利施工。

6.采用碾压混凝土围堰优越性明显，施工快，造价低，拆除不难。

三峡三期围堰115m高，110 万m3 , 4个月完成，蓄水前控制爆破拆除。

碾压混凝土坝的设计一、设计的原则方法和标准：SL/314-2004《碾压混凝土坝设计规范》规定：设计原则、计算方法、同混凝土重力坝。

控制指标碾压混凝土坝与常态混凝土的相比，只是改变混凝土的配合比和施工工艺。

碾压混凝土坝与常态混凝土的工作条件相同。

二、重力坝的断面选择：1.坝体断面力求简单：上游面：坝高＜100m时垂直；坝高＞100 m 时折坡或斜坡（在1:0.2～1:0.3之间，龙滩、光照0.25、金安桥0.3）。

下游面：坡比在1:0 .7～1:0.8之间。

龙滩0.73；光照、金安桥0.75。

2.最好尽可能不设底孔和中孔，宜设开敞式溢流孔。

便于发挥碾压混凝土施工优势。

三、碾压混凝土坝的上游防渗结构：1.上游常态混凝土防渗：上游面采用1.5～3.0m厚的常态混凝土放渗，俗称“金包银”早期采用较多，现在基本不用。

2. 沥青砂浆防渗层（6cm）、水泥钢筋混凝土面板（6 cm）。

3.全断面碾压，二级配富胶凝材料防渗：防渗体厚度为水头的1/15～1/20,层面加铺1～1.5cm水泥粉煤灰浆，保证层面有较好的胶结，并在下一层初凝前铺好上一层。

防渗体的厚度以水头的1/15为佳，混凝土标号R90200 或R180200，抗渗等级可达W8～W 12。

实践证明，这种防渗结构施工方便，经济可靠。

4.组合防渗结构：是我国的荣地坝首倡，随后迅速推广。

变态混凝土厚30～50cm与（超）富胶二级配碾压混凝土组合防渗。

如索风营、思林、大花水、光照等大坝。

碾压混凝土的抗渗性：1.碾压混凝土本体的防渗性正常情况下可达W6～W8.2.对于间隔在初凝时间以内，正常情况下其抗渗性可以达到或基本接近碾压混凝土本体的抗渗性。

3.层碾压混凝土的抗渗性面间隔超过初凝时间，采用刷毛铺水泥浆或水泥砂浆的处理方式是十分有效的。

碾压混凝土本体及层面的抗渗特性性：1.本体的抗渗性：与配合比、施工方法有关。

K值可达10-9cm/s，随着胶凝材料用量的增加，抗渗性能增大。

2.层间的抗渗性：与间隔时间、层间处理方法有关。

间隔时间越长，抗渗性能越低。

间隔时间应控制在初凝时间以内。

3.碾压混凝土坝体材料分区：常态混凝土垫层混凝土：变态混凝土内部：三级配碾压混凝土上游防渗区：二级配富胶碾压混凝土上下游表面：变态混凝土四、坝体排水：坝体排水位于二级配富胶材料防渗体的下游侧，形成排水幕，设置排水廊道。

可降低扬压力，保证碾压混凝土的耐久性。

一般结合钻孔取芯形成排水通道，较无砂预制管可靠。

从彭水等几个工程看，采用完工后坝顶钻孔或廊道内成孔仍然是一种行之有效的成孔方式。

五、坝体下游面：非溢流面：外侧模板，内为常态混凝土或碾压混凝土。

重力式预制混凝土块，江垭坝。

溢流面：常态混凝土厚2～3m，抗冲耐磨混凝土，阶梯式消能如索风营大坝。

六、重力坝的分缝：碾压混凝土坝一般不设纵缝，只设横逢，根据坝体结构、施工条件、温度控制等因素决定，为利于施工以尽量少设横逢为原则。

横缝：溢流坝段、按照坝体功能分非溢流坝段。

考虑温控措施按施工仓面大小横逢间距20～30m。

考虑填筑速度近年实践，碾压混凝土重力坝横逢间距应与常态混凝土坝相应，以20～25m为宜，顺河方向可通仓浇筑，如龙滩、大朝山等。

温度应力的仿真分析表明，坝段超过30m时，高温季节浇注的混凝土在上游坝面会出现较大的坝轴向拉应力，从而引起上游面竖向裂缝，蓄水后会发展成劈头裂缝，如棉花滩坝。

横逢的构造：迎水面设铜止水或橡胶止水，坝高100m以上时，设“两铜一橡”三道止水。

七、碾压混凝土重力坝的应力特点：应力分布不同于常态混凝土重力坝，因碾压混凝土重力坝不设纵逢，坝内温度降低至稳定温度要经过十多年时间，所以自重、水压力、温度三种荷载产生的应力应叠加计算。

研究表明，自重和水压力对减小坝体内部σx和表面σy由于温度变化产生的拉应力是有利的。

八、坝体的稳定和抗剪强度：1.抗滑稳定分析,从三个方面考虑：⑴建基面的抗滑稳定。

⑵坝基岩体软弱结构面。

⑶碾压混凝土层面。

沿层面的抗滑稳定分析：核算靠近建基面坝体层面的抗滑稳定。

分横逢的坝体，核算单个坝段或单宽坝段沿碾压层面的稳定！根据大坝体型、层面抗剪断指标、层间扬压力及沿层面的抗滑稳定安全系数分析考虑。

碾压混凝土坝的层间结合和抗滑稳定：试验结果表明，连续式碾压铺筑方法碾压层面的抗剪断性能，可以满足百米级高碾压混凝土坝的抗滑稳定需要，总之，连续碾压的热逢层面已不是影响碾压混凝土坝的安全和质量制约因素。

需要强调，加快碾压混凝土的浇筑速度和及时碾压是层间结合质量控制的关键技术所在。

增加抗滑稳定的措施：靠近建基面附近层面靠近下游1/10底宽范围内铺设水泥砂浆垫层可提高抗剪断强度；坝体下部层面向上游倾斜20。

2.抗剪断参数有两个方面：⑴常态混凝土垫层与建基面。

⑵碾压混凝土层面。

层间抗剪断参数（f/′、c/）：重力坝设计规范规定，按碾压混凝土胶材用量（配合比）、龄期确定。

抗剪断参数f/′、 c/有以下特点：a. 不同配合比的碾压混凝土，f/值分散小，在0.9～1.9之间。

c/值分散大，在 1.0～3.0MP之间。

ab. f/′、c/随龄期从90d 增长到360d f/′、c/值均增长20～25%。

所以，抗剪断参数f/′、c/作为设计的控制指标，需在现场试验并经类比选定，离散性较大与施工质量、配合比、是否及时覆盖上一层碾压混凝土有关。

九、温度应力和应力控制特点：a).温度应力： a.内外温差：龙滩坝：≤20℃；景洪坝≤15℃。

坝体内温降较慢，冬季会出现较大拉应力，而水平施工逢易开裂。

b.上下层温差：龙滩坝：＜10～12℃；景洪坝：＜14℃.戈兰滩＜13℃.对通仓浇筑的长度大的坝块，上下层温差引起较大的拉应力。

c.基础温差:龙滩坝：＜16～19℃；景洪坝：＜15～17℃。

戈兰滩＜13～17℃由于基础的传热作用和浇筑季节的变化，坝内温差在沿铅直方向上是不均匀的。

b).温度应力特点：1.碾压混凝土坝温降缓慢，坝体持续高温。

坝体内部碾压混凝土的温升接近绝热温升；因掺有较多的粉煤灰，根据实验，碾压混凝土的绝热温升低于常态混凝土，当水泥用量40～100kg/m3时，绝热温升在10～19℃招徕和绝热温升15.1℃.2. 内外温差是控制温差，上下层温差次之，基础温差对顺河向应力一般不起控制作用。

3.碾压混凝土坝上游面强越束区手内外温差和基础温差的双重作用，更容易出现辟头裂缝。

4.层间强度较低时，内外温差作用会出现水平裂缝。

如蔺河口坝。

5.上游面混凝土防渗层更容易出现较大拉应力。

6.基础垫层混凝土易出现超标拉应力。

c).温度控制：为了便于施工管理，最好把允许温差转化为T max允许混凝土最高温度T max控制。

T max=T f+ΔT龙滩坝基础强约束区:T max=32～35℃，坝体允许T max见下表表格 1景洪坝基础强约束区：max℃; 弱约束区：max℃.十、碾压混凝土坝的温控措施：a)降低浇筑温度：采用喷雾、盖保温被、快速覆盖对降低高温季节的浇筑速度是非常有效的。

b)仓面保温：高温季节的重要措施。

1.5cm厚聚乙烯保温被可使夏季最高温度降低2℃。

c)水管冷却：其他温控措施不能满足温控防裂要求时可采用之。

一般可降低坝体温度3～5℃。

冷效率高，更为经济，如索风营。

d)采用微膨胀混凝土：重力坝采用 MgO微膨胀混凝土，也可以降低约束区，高温季节浇筑区及上游防渗层的拉应力，，有利于防裂。

e)提高材料防裂性能：优化配合比、控制水泥用量、降低体积收缩、降低水化热、温升、提高极限拉伸值。

碾压混凝土坝及其材料碾压混凝土与常态混凝土的不同在于，碾压混凝土要求有一定的稠度（即工作度VC 值），既要承受振动碾压而不至于过度沉陷，又要有适度的骨料级配和胶凝材料含量，能振动碾压密实，并且，配合比还必须满足强度（包括层间抗剪断）、低热、耐久性及抗渗性等要求。

据此，选择碾压混凝土使用的原材料和配合比。

一、碾压混凝土原材料：1.水泥：性能稳定，较低水化热，较高抗裂性，较高极限拉伸。

42.5中热硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，即选热强比高的普通硅酸盐水泥。

2.粉煤灰：尽可能选一级粉煤灰，也可选优质二级粉煤灰，烧失量、细度是两个重要指标，应满足I 级灰要求，不能选三级粉煤灰。

3. 砂石骨料：石灰岩的混凝土极限拉伸值较高，干缩较小，宜尽量采用。

花岗岩、玄武岩干缩居中，砂岩最大不宜采用。

上游防渗区：用二级配，颗粒最大直径40mm.坝体内部：用三级配，颗粒最大直径80mm.砂料的细度模数2.7左右，级配、粒径分配较好。

4.石粉掺量： 石粉含量对砂的细度模式、拌和物性能、混凝土的力学性能都有影响。

为了提高密实度和工作度可在砂子中掺入石粉，石粉含量16～20%，彭水石粉含量16～18%；江垭石粉平均含量18.3%.5. 外加剂：可使碾压混凝土达到减水、缓凝、增加和易性、提高层面结合性能等，目前，仍将以强缓凝性的减水剂和引气剂联合掺用，趋向于高效复合外加剂。