1.3 混凝土坝的发展

1.3.1 国外混凝土坝发展情况

1900年前,世界上建成的混凝土坝很少,而且都是低坝,1887~1890年美国在加利福尼亚州建成49m高的水晶泉(Crystal Spring)坝,1900~1930年建成几座高100m左右的混凝土坝,并开始进行混凝土施工质量控制,即控制混凝土坍落度与抽样检测抗压强度,1916~1926年河勃拉姆斯(Duff Abrams)等人对混凝土单位用水量与抗压强度的关系做了大量研究工作。

1915年美国在爱达荷州建成世界上第一座高100m级箭石混凝土坝(Arrow Rock)[1-2]

1930年后,技术人员开始注意大坝混凝土裂缝问题。1933年美国开始修建高221m的胡佛坝(Hoover),对大坝混凝土进行了全面研究,胡佛坝所采用的大体积混凝土施工技术,有的至今仍在沿用。1936年世界上第一座200m级混凝土坝(胡佛坝)建成。

自建胡佛坝以来,大体积混凝土技术得到了很大发展,主要有大体积混凝土中掺用掺合料、减水剂、引气剂,改善混凝土性能,特别是提高混凝土耐久性;采用更有效的温度控制措施;采用不分纵缝的通仓浇筑法;发展强力的平仓振捣设备;碾压混凝土的研究与应用;各种特种混凝土的研究与应用;水工混凝土建筑物修补技术的研究与应用等。

1965年意大利修建阿尔卑惹拉(Alpe Gera)重力坝时,创新一套与传统柱状浇筑法完全不同的施工方法,即全坝面不分纵缝与横缝,连续浇筑。浇筑层厚70cm,浇筑12h后用切缝机切成横缝(间距15m),上游面用钢板防渗,坝高175m,体积180万m3,浇筑工期21个月。

20世纪70年代开始,日、美、英等国对碾压混凝土筑坝技术进行了研究。日本于1976年首先用碾压混凝土修建大川坝施工围堰,随后修建了岛地川、玉川等碾压混凝土坝。1985年美国垦务局主持施工上静水(Upper Stillwater)碾压混凝土坝(坝高88m,体积107万m3)。后来世界上很多国家修建了碾压混凝土坝,不仅有重力坝,还有拱坝。碾压混凝土坝坝高越来越高,如哥伦比亚米埃尔(Miel)碾压混凝土重力坝坝高188m,碾压混凝土166.9万m3。缅甸南部钽桑碾压混凝土重力坝坝高235m,是目前世界上最高的碾压混凝土坝,总体积865万m3,装机7100MW。巴基斯坦的Basha碾压混凝土坝正在设计中,坝高达300m[1-3]。根据中国大坝协会秘书处统计,截至2009年,国外已建成的高200m以上的混凝土坝见表1.3-1[1-4]

表1.3-1 国外已建高200m以上混凝土坝

续表

① 碾压混凝土坝。

1.3.2 我国混凝土坝的发展情况

我国修建大型混凝土坝是从20世纪50年代初治淮工程开始的,1954年在安徽省渒河上建成佛子岭连拱坝,坝高74.4m。1956年又在安徽省史河上建成88m高的梅山连拱坝。1960年在浙江省新安江上建成105m高的新安江混凝土宽缝重力坝,在河南省黄河上建成106m高三门峡混凝土重力坝。1965年在辽宁省鸭绿江上建成114m高云峰宽缝重力坝。1969年在甘肃省黄河上建成147m高刘家峡混凝土重力坝。1979年在浙江省乌溪江上建成120m高湖南镇支墩坝,在河北省滦河上建成107.5m高潘家口混凝土重力坝。1982年在贵州省乌江上建成165m高乌江渡重力拱坝,1984年在吉林省第二松花江上建成149.5m高白山重力拱坝,1985年在湖南省耒水上建成157m高东江混凝土双曲拱坝,1986年在青海黄河上游建成177m高龙羊峡混凝土重力坝,1990年在四川雅龚江上建成240m高二滩混凝土双曲拱坝,2006年在湖北长江中游建成181m高三峡混凝土重力坝,2010年在青海黄河上游建成250m高拉西瓦拱坝、在云南建成294.5m高小湾双曲拱坝等。根据中国大坝协会秘书处统计,截止到2009年,我国已建与在建高30m以上混凝土坝共1497座,其中拱坝862座(含40座碾压混凝土拱坝)、重力坝635座(含89座碾压混凝土重力坝)[1-4]。我国已建成高200m以上混凝土坝列于表1.3-2[1-4]

表1.3-2 我国已建高200m以上混凝土坝

我国于1978年开始研究碾压混凝土筑坝技术,1979年与1981年先后在四川铜街子坝工地的公路上做过两次现场试验,1984年铜街子工程采用碾压混凝土修建了左岸坝肩牛日溪沟1号坝段。1985年在福建省沙溪口水电站开关站挡墙浇筑了2万m3碾压混凝土,1986年福建省坑口水电站采用碾压混凝土修建了坝高56.8m重力坝,这是我国第一座碾压混凝土试验坝[1-2]。1989年在贵州省南盘江上建成61m高天生桥二级碾压混凝土重力坝,1990年在四川省大渡河上建成88m高铜街子碾压混凝土重力坝,1992年在广西红水河上建成111m高岩滩碾压混凝土重力坝,1993年在福建省闽江上建成101m高水口碾压混凝土重力坝,1993年在贵州省三岔河上建成我国第一座碾压混凝土拱坝(普定坝,高75m),1995年在辽宁省太子河上建成82m高观音阁碾压混凝土重力坝,碾压混凝土量96.3万m3,1999年在湖南省娄水上建成131m高江垭碾压混凝土重力坝,2001年在云南省澜沧江上建成111m高大朝山碾压混凝土重力坝,2002年在四川省草坡河上建成129m高沙牌碾压混凝土拱坝,2007年在贵州省清水河上建成134.5m高大花水碾压混凝土双曲拱坝,2009年在广西红水河上建成192m高龙滩碾压混凝土重力坝(一期工程),碾压混凝土量达339万m3

根据中国大坝协会秘书处统计,截止2009年,我国已建与在建的30m高以上碾压混凝土坝共129座[1-4],是世界上建碾压混凝土坝最多的国家。