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(二)材料特性的试验研究
为了了解碾压混凝土特性,特别是层面抗剪断参数能否满足建造200米级高碾压混凝土重力坝的要求,进行了混凝土配合比优选,缓凝减水剂的研制及大规模的现场碾压试验。从1990年10月至1992年12月,在气候条件相近、原材料基本一致的岩滩土地,模拟了常温条件与高气温条件的施工情况,先后进行了3次共10种工况的大规模现场碾压试验与现场原位抗剪断特性等试验,碾压混凝土总量达819米,原位抗剪断试块284块。通过大量的试验资料分析研究,基本搞清了影响碾压混凝土材料特性,特别是层面抗剪断强度的主要影响因素如环境条件,尤其是气温与蒸发量、胶凝材料用量、层间浇筑间歇时间及处理措施等。只要这些主要因素控制得当,就可以满足龙滩200米级高碾压混凝上重力坝的建设要求。
(三)大坝体型与结构的优化研究
根据现场试验的碾压混凝土材料特性,对大坝体型与结构进行了优化,经研究采用了以下几项主要措施:(1)大坝采用富胶凝RCC材料,在6米厚垫层之上,全高度采用RCC进行浇筑;(2)坝上游面设置专门的钢筋混凝土防渗面板(1米厚);(3)在确保大坝安全的条件下,体型设计追求最小混凝土工程量,断面尺寸与常态混凝土坝比较无需特殊扩大;(4)在计算坝基面扬压时,计入抽排减压效果,纵横向排水廊道设置在坝基常态混凝土垫层内;(5)尽量简化坝体结构,扩大坝体采用碾压混凝土的范围。
优化后的龙滩碾压混凝上重力坝断面,底宽168.5米,最大坝高216.5米,宽高比0.78。优化设计最后采用的体型与结构能满足坝基面和坝内任一计算截面稳定和应力的设计要求,已突破了“八五”攻关原定的碾压混凝土150米级高度,使碾压混凝土高度达到200米,为目前世界之最。大坝采用碾压混凝土方量为335万立方米为原设计初期大坝混凝土量532.2万立方米的63%。
龙滩工程经几年来的科技攻关与设计优化,较初设时审定方案除发电工期有可能提前外,尚可节约坝体混凝土量35万立方米土石方开控150多万立方米,可节约人民币2亿元以上。
龙滩水电工程荣获FIDIC百年工程项目奖,将龙滩水电工程推到了世界一流的工程平台上。 2007年龙滩大坝被国际大坝委员会授予碾压混凝土里程碑工程奖。《水电站过渡过程关键技术与工程实践》、《高坝工程泄洪消能新技术的开发与应用》,《200米级高碾压混凝土重力坝关键技术》、《岩石力学智能反馈分析方法及其工程应用》分别获2008年、2009年,2010年度国家科学技术进步二等奖。
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