1992年,法国学者P.隆德[注]和M.利诺[注]提出了硬填料坝的思路。基于法国、日本、土耳其和希腊等国关于硬填料坝等的实践经验,中国学者贾金生、刘宁于2009年提出胶结颗粒料坝型。胶结颗粒料坝包括胶凝砂砾石坝、胶结堆石坝、胶结土坝。2014年水利部印发《胶结颗粒料筑坝技术导则》SL 678。胶凝砂砾石在围堰、中低坝建设中得到了越来越多的应用,如中国的福建街面水电站和洪口水电站的施工围堰、山西守口堡水电站大坝、四川岷江航电犍为枢纽防护堤等。
胶凝砂砾石
用适量胶凝材料(包括水泥、粉煤灰等)与砂、砾、石拌合一起,在摊铺后通过振动碾压或振捣形成的具有一定强度的筑坝材料。
- 英文名称
- cemented sand;gravel and rock;CSGR
- 所属学科
- 水利工程
胶凝砂砾石包括普通胶凝砂砾石、富浆胶凝砂砾石、加浆振捣胶凝砂砾石。①普通胶凝砂砾石。利用少量胶凝材料(包括水泥、粉煤灰等,通常用量少于100千克/米3)和砂、砾、石,经拌和、摊铺、振动碾压或者振捣形成的具有一定强度的筑坝材料。②富浆胶凝砂砾石。胶凝材料用量高于普通胶凝砂砾石的胶凝砂砾石(包括水泥、粉煤灰等,通常用量大于100千克/米3)。③加浆振捣胶凝砂砾石。加浆振捣密实的胶凝砂砾石。
胶凝砂砾石主要特性有:①胶凝砂砾石的砂砾石料采用当地材料,如河床冲积料、各种开挖料等,需满足一定的级配要求。砂砾石料中仅需掺有少量水泥,单位水泥用量约为40~60千克/米3。胶凝砂砾石坝的温度应力比碾压混凝土坝小。②用作筑坝材料一般只有抗压强度要求,没有抗拉强度要求。加浆振捣胶凝砂砾石和富浆胶凝砂砾石的抗渗等级可达到W8,抗冻等级可达到F300,可用作胶凝砂砾石坝的防渗层。③胶凝砂砾石材料的弹性模量相对较小,胶凝砂砾石坝型对地基的适应性较强。对于受侵蚀地基和不良地基,坝基地质条件不允许修建传统重力坝,但可选择胶凝砂砾石坝。材料的抗压强度和抗剪强度参数高于碾压堆石体,因此与土石坝相比可以大大缩小筑坝断面和体积,节省工程量。④由于胶凝材料的胶结作用,胶凝砂砾石具有一定的强度和抗冲刷能力。采用胶凝砂砾石修筑的大坝坝面经过适当地防护,坝顶即可过水,克服了土石坝不能过水的缺点,容许在坝顶设置溢洪道,便于施工导流和枢纽建筑物的布置。⑤胶凝砂砾石施工可采用碾压混凝土坝或土石坝施工的机械和方法,工艺简单、机械化水平高、施工速度快,有利于缩短工期,降低造价。
胶凝砂砾石的配合比方法为:对料场进行原材料取样,根据筛分试验,绘制砂砾石的级配包络线,得到最粗级配、最细级配和平均级配;建立设计龄期不同级配抗压强度和用水量的关系。确定的配合比需要满足平均级配胶凝砂砾石的强度最小值不低于配制强度,最细级配胶凝砂砾石的强度最小值不低于设计强度。
施工主要流程为:砂砾石开采或骨料简易破碎后,加入少量胶凝材料拌合,运输到仓面,卸料、摊铺、平仓后碾压密实,也可采用振捣密实。
扩展阅读
- 贾金生,刘宁,郑璀莹,等.胶结颗粒料坝研究进展与工程应用.水利学报,2016,47(3):315-323.
- 贾金生,LINO M,金峰,等.胶结颗粒料坝——环境友好的新坝型.水电特辑,2016,214-230.
- LONDE P , LINO M.The faced symmetrical hardfill dam: a new concept for RCC.International Water Power & Dams Construction,1992,44(2):19-24.