碾压混凝土坝上游面防渗结构形式分析

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发布时间：2021-10-10

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：碾压混凝土坝作为一种坝型，其成层的建筑结构对上游面防渗性能提出更高的要求，一旦上游面防渗措施失效就会导致坝
体过大的透水量或层面扬压力。在阐述碾压混凝土坝上游面防渗形式的基础上，通过数值分析的有限单元法计算分析上游面防渗
体具体防渗作用，分别对有无防渗体进行对比工况分析。认为上游面防渗体在碾压混凝土防渗中起着控制性的作用，坝体大部分水
流能量消耗在上游面防渗体中，因此，施工过程中要严把上游面防渗体的施工质量，保证上游面防渗体防渗作用的正常发挥。
关键词：碾压混凝土坝；上游面防渗体；有限单元法；变态混凝土；扬压力
中图分类号：rrV64 文献标识码：B 文章编号：10o9—7716(2014)12—0109—02
1 概述
20世纪 8O年代，出现了一种新型筑坝技术，
即采用超干硬性混凝土和振动碾压实方式相结合，
这种方式建筑的大坝称之为“碾压混凝土重力坝 ”。
该坝型具有施工速度快和工程造价低的优点，因此
在世界各国得到迅速推广，在我国发展尤其迅速。
但是，该成层的施工方式形成坝体成层结构，该结
构极易成为碾压混凝土坝的渗漏通道，因此该坝型
对坝体上游面的防渗提出更高的要求。
2 碾压混凝土坝上游面主要防渗结构形式 ’】
碾压混凝土坝上游面防渗结构从碾压混凝土
坝的出现到广泛运用已有较多种，这里仅例举应用
相对较多、防渗性能较好的进行概述。
2．1 常态混凝土薄面层防渗形式
该方法是在坝体上游面设置 0．3～1．0 m厚常
态混凝土薄层，同时在其后大约 1～3 m范围的碾
压混凝土层面设置 2．5～7．0 em厚的垫层。该法具
有施工工序简单，常态混凝土用量少的优点，但因
常态混凝土较薄，防渗作用不明显，若增加常态混
凝土的厚度，则削弱了碾压混凝土的优势。
2．2 碾压混凝土防渗形式
这种形式将坝体分成具有不同防渗性能的区，
一般坝体内部为三级配碾压混凝土，上游面外围为
防渗性能相对较好的二级配碾压混凝土，二级配和
三级配同步上升。
这一防渗结构施工干扰小，充分发挥了碾压混
凝土坝的施工速度快的优点，具有很好的应用前
收稿日期：2014—07—28
作者简介：袁翠平(1981一)，女，江苏盐城人，硕士，工程师，主
要从事水利工程设计。
景，也是目前应用较多的一种防渗形式。我国的荣
地坝、普定坝、隔河岩围堰、潘家口下池工程等都采
用这种防渗结构。
2．3 变态混凝土防渗形式
变态混凝土防渗是在坝体上游面一定范围的
碾压混凝土浇筑层面先铺设适量的水泥砂浆或静
水砂浆，再摊铺碾压混凝土，最后用强力插入振捣
器进行振捣，使得该部位的碾压混凝土更加密实。
实践证明采用变态混凝土层面结合能力被大
幅度提高，不但具有很好的防渗能力，同样也较好
地发挥了碾压混凝土坝所具有的全部优点。
2．4 钢筋混凝土面板防渗形式
钢筋混凝土面板防渗是在碾压混凝土坝上游
面用锚筋固定钢筋混凝土面板，面板和坝体分开施
工，面板既可以先于坝体施工，作为坝体施工时的
模板，亦可后于坝体铺筑。
此种防渗结构具有可靠的耐久性，面板可以承
受较大的渗透力。但是，面板和坝体的连接是该防
渗结构形式的关键，此部分造价较高，应尽量减少
钢筋混凝土面板的使用范围，目前在大坝下部水头
较高的部位使用较多。
2．5 薄膜防渗
薄膜防渗就是在坝体上游面贴一层不透水的
薄膜，该方法分内贴薄膜防渗和外贴薄膜防渗两
种，其中内贴薄膜为在薄膜外面用预制混凝土面板
或其他面板来固定薄膜，否则称为外贴薄膜防渗。
内贴薄膜防渗施工简单，接缝易处理，防渗效
果较好，但是面板的成本较高，薄膜耐久性难以保
证。外贴薄膜直接暴露于空气中，长期受到紫外线
的直射，薄膜的耐久性不可靠。
2．6 沥青混凝土防渗
沥青混凝土防渗是在坝体上游面和护面板之