混凝土面板堆石壩

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1、混凝土面板堆石壩——富有競(jìng)爭(zhēng)力的壩型世界混凝土面板堆石壩的發(fā)展歷程混凝土面板堆石壩,是以堆石或礫石為主體材料、上游以混凝土面板作為防滲體的一種土石壩型。據(jù)美國(guó)壩工專家介紹,用石料筑壩早在古代已有,但一般認(rèn)為,堆石壩發(fā)源于美國(guó)的加利福尼亞州。堆石壩的發(fā)展過(guò)程可劃分為三個(gè)階段,即1850～1940年,以拋填堆石為特征的早期階段;1940～1965年,從拋填堆石到碾壓堆石的過(guò)渡階段;1965年以后推廣碾壓堆石的現(xiàn)代階段。早期階段,在19世紀(jì)中葉的1870年,美國(guó)加利福尼亞人在塞拉山上,用拋填堆石加木面板作防滲,筑起了世界上第一座木面板堆石壩。到1

2、900年混凝土面板堆石壩成為一種典型的堆石壩。在1920～1940年間,美國(guó)建成了許多30米以上的面板堆石壩,而且,壩越來(lái)越高,如1931年建成的鹽泉壩,高達(dá)100米。在這一階段,因采用拋填堆石方式,堆石松散不密實(shí),壩體變形大,混凝土面板出現(xiàn)裂縫嚴(yán)重,導(dǎo)致壩體嚴(yán)重滲漏。雖然安全并不成問(wèn)題,但大量滲漏是人們不希望發(fā)生的。因此,在本世紀(jì)40年代至50年代,出現(xiàn)了一個(gè)停滯時(shí)期,基本沒有再修建較大的面板堆石壩。1958年,英國(guó)修建的庫(kù)契壩,首次引入了振動(dòng)碾壓實(shí)壩體堆石。層厚0.6米,先用10噸平碾壓平,再用3.5噸振動(dòng)碾壓實(shí),結(jié)果,38米高的壩只沉

3、降了1.9厘米,從而開始了由拋填堆石向碾壓堆石的過(guò)渡。到1965年,則完成了由拋填堆石到碾壓堆石的過(guò)渡,這標(biāo)志著堆石壩開始進(jìn)入現(xiàn)代階段。碾壓堆石層厚一般不超過(guò)2米,用振動(dòng)碾壓實(shí),作為壩的主要結(jié)構(gòu)。薄層碾壓堆石壩體密實(shí)而較少變形,使混凝土面板的工作狀況大為改善,從而使這種壩型又重新崛起,日益成為常用的壩型,并向更高的壩發(fā)展。1971年,澳大利亞建成的高110米的塞沙那壩,奠定了現(xiàn)代混凝土面板堆石壩的技術(shù)基礎(chǔ)。從1989年巴西建成的壩高160米的阿里亞壩,1985年哥倫比亞建成的壩高148米的薩爾瓦興娜壩,到1993年墨西哥建成的壩高187米的

4、阿瓜米爾巴壩,迄今世界已建成眾多高混凝土面板堆石壩,其設(shè)計(jì)和施工技術(shù)也日趨成熟,使其逐步發(fā)展成為一種富有競(jìng)爭(zhēng)力的新壩型。據(jù)1998年不完全統(tǒng)計(jì),1966年以后建成和在建的碾壓式混凝土面板堆石壩,全世界約有180座,其中高于100米的約有30座。目前,混凝土面板堆石壩一個(gè)明顯的趨勢(shì)是建設(shè)重點(diǎn)向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移,而在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家則幾乎沒有進(jìn)展。中國(guó)混凝土面板堆石壩居世界先進(jìn)水平中國(guó)修建堆石壩是20世紀(jì)50年代以后才開始的。如50年代修建的四川獅子灘重力拋填堆石壩,60年代修建的貴州貓?zhí)右患?jí)木面板拋填堆石壩,以及廣東南水黏土斜墻定向爆破堆石壩等工

5、程。直到70年代才修建了壩高超過(guò)100米的云南魯布格和陜西石頭河土質(zhì)心墻堆石壩。中國(guó)最早的拋填式混凝土面板堆石壩是1966年建成的貴州貓?zhí)佣?jí)百花水電站大壩,壩高48.7米,以后陸續(xù)修建了南山、三渡溪和浙江羅村水壩,但壩高都沒有超過(guò)60米,且大壩基本上是按傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。中國(guó)以現(xiàn)代技術(shù)修建碾壓式混凝土面板堆石壩是從1985年開始的。最早開工建設(shè)的是湖北省西北口水庫(kù)大壩,壩高95米;而最早建成的是遼寧關(guān)門山水庫(kù)大壩,壩高58.5米,于1988年建成。據(jù)初步統(tǒng)計(jì),到2000年,中國(guó)混凝土面板堆石壩已建成的有51座,在建的33座,其中,壩高

6、在100米以上的有19座。已建成的最高壩是天生橋一級(jí)水電站大壩,壩高178米;在建的最高壩是水布埡水電站大壩,壩高233米。可以說(shuō),混凝土面板堆(礫)石壩幾乎覆蓋了中國(guó)的各個(gè)區(qū)域,北到黑龍江,南到廣東和廣西,西到新疆和青海,東到浙江和福建,各省都有這種壩型。中國(guó)在混凝土面板堆石壩的建設(shè)實(shí)踐過(guò)程中,從引進(jìn)和消化吸收國(guó)際先進(jìn)技術(shù)開始,積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合國(guó)內(nèi)具體情況進(jìn)行再開發(fā),在技術(shù)上有所創(chuàng)新和發(fā)展,如在無(wú)軌滑模、低標(biāo)號(hào)碾壓砂漿固坡、封縫塑性填料、面板混凝土配合比、壩體材料的靈活運(yùn)用等方面,都豐富了原有的知識(shí)寶庫(kù)。同時(shí),還結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行了

7、大量的科技攻關(guān)和重點(diǎn)科研工作,取得了豐碩成果,并及時(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。過(guò)去,設(shè)計(jì)只憑經(jīng)驗(yàn),沒有計(jì)算方法,如今通過(guò)試驗(yàn)研究,不僅有了計(jì)算方法,還有了計(jì)算程序,施工技術(shù)也日趨成熟,分別制定了設(shè)計(jì)導(dǎo)則和施工規(guī)范,指導(dǎo)和規(guī)范面板壩建設(shè)的健康發(fā)展。目前,不論是量大面廣的中小型工程,還是大型水利水電樞紐,只要條件合適,都將這種壩型作為主要比較方案,過(guò)去那種與混凝土壩相比,土石壩常處于劣勢(shì)地位的狀況已有根本性改變?；炷撩姘宥咽瘔卧谥袊?guó)之所以得到如此廣泛和深入的發(fā)展,短期內(nèi)在數(shù)量、規(guī)模和難度方面都達(dá)到當(dāng)前國(guó)際先進(jìn)水平,除其本身的優(yōu)越性外,各級(jí)行政和技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)及

8、政府主管部門的支持和提倡以及各級(jí)學(xué)術(shù)組織和廣大科技人員的努力也是極其重要的因素?！捌呶濉焙汀鞍宋濉逼陂g,都將混凝土面板壩列入了國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)課題,自然科學(xué)基金會(huì)也將其列為重點(diǎn)資