第十節(jié)　其他類型的重力壩

其他類型的重力壩有：①碾壓混凝土重力壩；②漿砌石重力壩；③寬縫重力壩；④空腹重力壩；⑤支墩壩（大頭壩、連拱壩、平板壩）；⑥預(yù)應(yīng)力錨固重力壩；⑦橡膠壩等。下面僅就幾個常用壩型做簡要介紹。

一、碾壓混凝土重力壩

1980年日本首先建成了世界第一座90m高的島地川碾壓混凝土重力壩。1982年美國建造了高52m的柳溪壩。1986年我國福建建造了高56.8m的坑口壩。日本宮瀨碾壓混凝土重力壩高155m。我國的龍灘碾壓混凝土重力壩高216.5m，是目前世界上最高的碾壓混凝土重力壩。從發(fā)展趨勢看，高度在增大，技術(shù)逐漸成熟，施工水平不斷提高，經(jīng)驗不斷豐富，在規(guī)模和數(shù)量上得到了更快的發(fā)展。

（一）碾壓混凝土重力壩的特點

碾壓混凝土重力壩是采用干貧混凝土，自卸汽車，皮帶輸送入倉，推土機(jī)平倉，薄層大倉面澆筑，用碾壓方法進(jìn)行振動壓實而成的。采用了常態(tài)實體重力壩的型式，土壩施工的方法，因此，與常態(tài)混凝土壩相比，具有以下優(yōu)點。

（1）施工工藝簡單、速度快、工期短，可提前發(fā)揮工程效益。施工中可采用平土機(jī)、推土機(jī)和振動碾等土壩施工機(jī)械，施工場面大，薄層連續(xù)上升，省去立模、拆模、分塊、澆筑、接縫灌漿等工序?；炷翝仓?qiáng)度取決于其拌制、運輸、骨料的開采和加工能力等。如巴基斯坦塔貝拉水電站，最大澆筑強(qiáng)度高達(dá)18000m3/d；我國巖灘的碾壓混凝土壩，最高日澆筑強(qiáng)度達(dá)8330m3/d。

（2）節(jié)約水泥用量。普通混凝土中水泥用量為180～280kg/m3，而碾壓混凝土壩中水泥用量僅50～90kg/m3，膠凝材料中除水泥之外的粉煤灰、礦渣、其他活性材料用量也減少或不用。

（3）簡化溫控措施。因混凝土中水泥含量少，采用薄層澆筑，表面散熱好，壩內(nèi)溫升降低。日本島地川壩的實測資料顯示，壩內(nèi)溫升僅8～10℃。

（4）省略壩縫。一般不設(shè)縱縫，節(jié)省模板、灌漿等費用。有時通倉碾壓也不設(shè)橫縫。

（5）簡化導(dǎo)流設(shè)施。因施工強(qiáng)度高、速度快，可安排在一個枯水季節(jié)完成。工程量較大的壩體，允許施工壩面過水。我國巖灘工程施工面多次過洪水，洪水高過施工面深達(dá)2.22m，運用正常。

（二）碾壓混凝土重力壩的分區(qū)與施工

碾壓混凝土壩正在發(fā)展，就目前而言，壩體分區(qū)與施工方法有緊密的關(guān)系。①壩體內(nèi)部用碾壓混凝土，上、下游壩面和基巖面均用常態(tài)混凝土（2～3m厚），俗稱金包銀，圖2－61（a）為日本玉川壩；②鋼筋混凝土預(yù)制模板式，外側(cè)為鋼筋混凝土預(yù)制板，內(nèi)側(cè)為碾壓混凝土，圖2－61（b）為美國的柳溪壩；③滑動鋼模板內(nèi)側(cè)澆一層常態(tài)混凝土，壩內(nèi)全用碾壓混凝土，如美國上靜水壩；④大型組裝式鋼模板內(nèi)側(cè)全斷面均為碾壓式混凝土，壩體表面為濃膠凝漿液保護(hù)，圖2－61（d）為我國潘家口下池壩；⑤綜合采用多種形式，圖2－58（c）為我國福建的坑口壩，溢流壩面采用鋼筋混凝土防沖層，上游壩面外側(cè)用鋼筋混凝土預(yù)制板，內(nèi)側(cè)用瀝青砂漿防滲層，下游壩面采用混凝土預(yù)制板，壩內(nèi)采用碾壓混凝土。碾壓混凝土鋪筑層厚一般為0.3～0.5m，碾壓至翻漿為止。

（三）碾壓混凝土重力壩的壩體防滲

壩體防滲在碾壓重力壩中比較重要，對于碾壓混凝土壩體防滲有以下幾種方法：①常態(tài)混凝土防滲，與前面講的重力壩一樣，壩面設(shè)橫縫，縫內(nèi)設(shè)止水；②富膠凝材料碾壓混凝土防滲，要求在上游壩面3m左右范圍內(nèi)，碾壓混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍等級設(shè)計值均滿足壩體防滲要求；③合成橡膠薄膜防滲，在壩體上游表面涂橡膠薄膜或濃膠凝漿液；④瀝青砂漿防滲層，預(yù)制鋼筋混凝土模板與壩體之間用鋼筋連接，并回填瀝青砂漿，一般6～10cm厚。

（四）碾壓混凝土重力壩的壩體排水

碾壓混凝土重力壩一般都需要布置壩體排水。排水管可設(shè)在上游常態(tài)混凝土內(nèi)，也可設(shè)在碾壓混凝土區(qū)，前者已介紹過，后者采用瓦楞紙包砂柱，與鋪筑層高一致，放置在排水孔的位置上，待混凝土鋪好碾壓1天之后再清除孔內(nèi)砂柱；也可采用撥管法造孔。美國上靜水壩未設(shè)壩體排水，效果有待檢驗。

（五）碾壓混凝土重力壩的壩體分縫

因碾壓混凝土壩采用通倉澆筑，故不設(shè)縱縫，也可減少或不設(shè)橫縫。為了適應(yīng)溫度伸縮和地基不均勻沉降，設(shè)橫縫較好，縫距一般為15～20m。當(dāng)壩體上游面用常態(tài)混凝土防滲時，止水設(shè)在常態(tài)混凝土內(nèi)。其橫縫構(gòu)造與常態(tài)混凝土壩相同。日本玉川壩的橫縫間距為15～18m，鋪料平倉后用振動切縫機(jī)切縫，再插入鋼板隔開，通倉振動碾壓，最后抽出鋼板形成橫縫。

（六）碾壓混凝土重力壩的壩內(nèi)廊道

碾壓混凝土重力壩內(nèi)部構(gòu)造盡量簡化，廊道層數(shù)要減少，中壩（70m以下）只設(shè)一層壩基灌漿、排水廊道；70～100m的高壩設(shè)兩層，以滿足灌漿、排水和交通的需要。廊道采用預(yù)制拼裝和現(xiàn)場澆筑兩種方式，廊道外層用薄層砂漿與碾壓混凝土連接。

（七）碾壓混凝土重力壩的溫度控制

碾壓混凝土壩水泥用量少，粉煤灰摻量大，有利于溫控；但通倉澆筑，快速上升，不設(shè)縱縫，不設(shè)冷卻水管等，將不利于溫控。為防止壩體產(chǎn)生溫度裂縫，常采用以下措施：①選低熱水泥、降低水泥用量、合理加入混合料；②對原材料進(jìn)行預(yù)先冷卻；③用冰屑代替部分水拌和；④合理安排施工季節(jié)等。

二、漿砌石重力壩

漿砌石重力壩常用石料和膠結(jié)材料砌成。

（一）漿砌石重力壩的特點

（1）與混凝土重力壩比較，漿砌石重力壩有如下優(yōu)點。

1）就地取材，工程造價低。

2）不需要溫度控制，不設(shè)縱縫，可增加壩段長度（20～30m）。

3）省模板，省腳手架，減少木材、鋼材用量。

4）施工方便，技術(shù)簡單，施工干擾較少，安排靈活，機(jī)械化要求低，多用人工砌筑。

（2）與混凝土重力壩比較，漿砌石重力壩有如下缺點。

1）人工砌體質(zhì)量不易保證。

2）需要人工多，勞動強(qiáng)度大。

3）砌體防滲性能差，需另設(shè)防滲層。

4）工期長，常用于中、小型工程。

（二）漿砌石重力壩的壩體防滲

漿砌石通常采用的防滲方法有以下三種。

（1）混凝土板（墻）防滲。在漿砌石重力壩迎水面澆筑一道混凝土防滲面板或距上游壩面0.5～2m內(nèi)澆筑混凝土防滲墻。防滲板（墻）底部厚度取最大水頭的1/30～1/60，頂厚不小于0.3m，板內(nèi)設(shè)溫度鋼筋，砌體內(nèi)設(shè)預(yù)埋錨筋，嵌入基巖1～2m，并與地基防滲帷幕連成整體，板沿壩軸線10～20m分縫，縫內(nèi)設(shè)止水。防滲墻是用砌漿石或混凝土預(yù)制塊代替模板澆筑在一起而成的防滲體，施工時省去了模板，其他要求與混凝土防滲板相同。

（2）鋼絲網(wǎng)水泥噴漿護(hù)面防滲。在上游壩面掛一層或二層鋼絲網(wǎng)，噴水泥砂漿做防滲層，厚度一般為5～6cm，應(yīng)根據(jù)水頭大小選定。

（3）砌石勾縫防滲。上游壩面用質(zhì)地良好的條石或塊石砌好防滲層，用高強(qiáng)度等級水泥砂漿勾縫。防滲層厚度約為壩體最大水頭的1/15～1/20，砌縫深約2～3cm，砌縫厚約2～3cm，勾縫突出砌體0.5～1cm。該防滲體經(jīng)濟(jì)，施工簡單，防滲效果差，只用于低水頭漿砌石壩。

（三）漿砌石重力壩溢流壩面襯護(hù)

溢流壩面應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、泄流量的大小、流速的高低選擇不同的襯護(hù)方式和厚度。①當(dāng)堰頂流速較大時，溢流壩面至挑流鼻坎全部用鋼筋混凝土襯護(hù)，厚約0.5～1.5m，通過錨筋與砌體錨固在一起，沿壩軸線方向每隔10～20m做一條伸縮縫；②流速不大時，在堰頂和鼻坎部位用混凝土襯護(hù)，直線段用條石襯護(hù)；③流速較小時，允許全部用質(zhì)地良好、抗沖力強(qiáng)的條石襯護(hù)。

（四）漿砌石重力壩的分縫

漿砌石壩不設(shè)縱縫，橫縫的間距比混凝土重力壩大，一般為20～30m，最大不超過50m，并應(yīng)與防滲設(shè)備的伸縮縫一致。特殊情況下，在沿壩軸線方向，基巖特性或地形變化較大處應(yīng)設(shè)橫縫，以適應(yīng)可能發(fā)生的不均勻沉降。

（五）漿砌石重力壩的其他要求

為使砌體與基巖結(jié)合良好，在砌石前先澆筑0.3～1.0m厚的混凝土墊層，以便砌石。

壩體廊道分混凝土廊道和條石拱圈廊道。工程較大而且較重要，用混凝土廊道；工程較小，用砌石廊道。漿砌石重力壩內(nèi)廊道數(shù)量應(yīng)盡量減少。

漿砌石壩的壩體排水、地基處理、抗滑穩(wěn)定及應(yīng)力計算等可參見SL 319—2005《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》及SL 25—2006《漿砌石壩設(shè)計規(guī)范》。