RCC坝最新发展动态

［英国］M.R.H.顿斯坦

1991 年在北京召开的第一届RCC 大坝会议上提交了一份由令人尊敬的已故博士沈崇刚撰写的论文《世界RCC 大坝的发展》。1995 年桑坦德会议上提交了一份名为《世界RCC 大坝的发展与当前采用的筑坝方法》的综合报告。1999 年成都会议上提交了名为《RCC 大坝最新进展》的综合报告。2003 年马德里会议上作了题为《2003 年RCC 坝发展状况》的演讲，它也是国际大坝委员会(ICOLD)125 号公告的最新内容。2007 年贵阳会议上作了题为《2006 年RCC大坝发展概览》的演讲。本文在RCC 坝MD＆A 数据库的基础上，对上述系列论文成果作了一定的拓展与完善。

1 RCC 坝在全球的分布情况

1991 年北京RCC 大会召开时，只有15 个国家建成RCC 坝，其中建有5 座以上RCC 大坝的国家仅占1/3:美国13 座，日本7 座，南非9 座，中国7座，西班牙6 座，其中中国与西班牙是RCC 会议的主办国。当时30%的RCC 坝分布在亚洲，20%分布在北美，不到20%分布在非洲及欧洲。经过20 a 的发展，情形发生了根本的变化，全球50%的RCC 坝分布在亚洲，而北美所占比例下降到略大于10%，基本与非洲和欧洲持平。在此期间，中美及南美RCC 坝所占比例出现了显著增长，从1990 年的稍大于5%增长到2012 年的近14%，主要归因于巴西RCC 坝的急速增加。

目前RCC 坝建设处于领先地位的前6 个国家是中国、日本、巴西、美国、西班牙及摩洛哥。其中，中国已建及在建的RCC 大坝有165 座，数量远远超过其他国家;日本、巴西和美国各有大约50 座;西班牙与摩洛哥各有约25 座。有趣的是，1990 年处于领先地位的5 个国家中有4 个仍然位于2012 年的前6 个国家之中。该现象似乎表明，一旦某国开始建设RCC 坝，该国就会开发兴建更多。自从1990年以来，世界上RCC 坝的总数一直呈现稳步增长的态势。

越南自山萝(Son La)电站取得巨大成功后，开始大量修建RCC 坝，数量从2006 年仅有的一座增长到2012 年的18 座(包括在建的)。印度在成功修建加特哈尔(Ghatghar)电站后，又开始修建中瓦塔纳(Middle Vaitarna)电站，预计不久的将来RCC坝的数量也会增加。

2 RCC 坝设计理念

20 a 以来，RCC 坝在实际建设中采用了不同的设计理念。RCD 坝所占比例约为15% ±2.5。贫RCC 坝的情况类似，其所占比例略低于RCD，约为14% ± 2.5。该时期虽然出现了硬填筑坝(或称CSG 坝)，但其数量仍然较少，只占RCC 坝总数的3%。这一时期主要变化为高灰浆RCC 坝的数量增加，其所占比例从38%上升到46%;而同期中等灰浆含量RCC 坝数量相应减少，所占比例从35%下降到23%。然而，如果考虑RCC 坝浇筑体积的话，上述数据会略有不同，迄今为止，62.5%的RCC 为高灰浆RCC(包括拟建或在建RCC 坝)。表1 示出了各种RCC 平均配合比。

表1 不同设计理念下RCC 平均配合比

3 RCC 坝胶凝材料

自1990 年以来，用于RCC 坝中各种组合的胶凝材料(普通水泥及火山灰)所占比例一直在变化。虽然火山灰所占比例从顶峰时期的67.5%下降到目前的62%，但石灰含量低的飞灰是至今RCC 坝中最普遍使用的火山灰。不用火山灰(仅用硅酸盐水泥)的RCC 坝所占比例一直保持相对稳定，为13%上下。而在这20 a 间使用天然火山灰的RCC 坝所占比例呈现稳步上升趋势，从约10%上升到14%。这或许与人们在材料性能(实用性)认识方面所取得的巨大进步有关，抑或与RCC 坝规模日益扩大以及胶凝材料输送速度不断提高有关。胶凝材料的输送速度常常超过火电站的有效容量。此外，粉煤灰作为硅酸盐水泥的“掺合料”已开始广泛使用。其他所有胶凝材料组合在实际应用中远低于上述3 种材料，采用其他胶凝材料的坝不到RCC 坝总数的5%。

4 RCC 坝护面

4.1 上游护面

过去20 a 来RCC 坝上游面铺筑方法已发生了变化。1990 年，大多数(63.3%)上游面板是采用架立模板浇筑常规混凝土护面层而形成的，另外约占10%的RCC 坝采用预制混凝板护面。但不久大量RCC 坝上游面采用紧靠上游模板直接压实RCC 的方法完成，该方法不需要任何其他形式的上游面防渗膜，直接浇筑RCC 充当防渗层，从而增强了大坝迎水面防渗的可靠性。随后引入了GEVR(富浆振捣RCC，将浆料摊铺在前一层RCC 的顶面然后用插入式振捣器振捣)和GE－RCC(富浆RCC，将浆料倒入新浇的碾压混凝土表面，用振动器使其浸入该层碾压混凝土中)，完全改变了形成RCC 坝上游面板的方法。或许在几年内，GEVR/GE－RCC 将会成为RCC 坝最流行的护面方式。

4.2 下游护面

随着GEVR/GE－RCC 在上游护面中的应用，下游面采用常规混凝土的大坝数量虽然略有减少，但对紧靠模板的RCC 直接压实的大坝数量大幅增加(增长2 倍)。下游面采用预制混凝土砌块护面是这一时期的较大特征。该方法为中国发明的斜层铺筑方法。

尽管一些业内人士已开始对某些RCC 坝中采用GEVR/GE－RCC 护面的光洁度及耐久性表示担忧，但如果RCC 配比得当，精心施工，则其表面光洁度应该与常规护面混凝土的效果一样，因为两种混凝土的最终配合比应该接近。

4.3 溢洪道护面

RCC 坝溢洪道护面方法主要有两种:模板下浇常规混凝土护面和坝体顶层设置加筋混凝土。其中，单宽流量高的大型RCC 坝主要以第2 种方法护面。

5 主要的RCC 坝

5.1 最高、最大、施工速度最快的RCC 坝

表2～4 分别显示了10 座已建成的最高、最大(指RCC 体积)及施工速度最快的RCC 坝。

从表2 和表3 中可看出绝大多数高坝及大型坝主要集中在亚洲。这两个表中的15 座中，有5 座大坝同时出现在这两个表中，有12 座在亚洲，2 座在南美洲，1 座在北美洲。其中，10 座为高灰浆RCC坝，2 座为RCD 坝，2 座为硬填筑坝，1 座的胶凝材料含量是变化的，从高灰浆经过中等灰浆最终变为贫浆RCC。其中11 座的胶凝材料掺合料为低石灰含量的粉煤灰，2 座的掺合料为天然火山灰，1 座不含火山灰。虽然这些配合比符合当今世界的要求，但总体来看还是略显极端。

表2 世界10 座已建的最高RCC 坝

表3 世界10 座已建的RCC 体积最大的坝

加快施工速度是RCC 坝技术的最初目的之一。表4 显示了10 座平均施工速度最快的RCC 坝。其中，8 座为高灰浆RCC 坝，2 座为硬填筑坝。在浇筑速率方面，硬填筑坝与高灰浆RCC 坝是不可相比的，原因是硬填筑坝在层间水平缝处所要求的现场性能远低于RCC 重力坝。因此其质量控制要求也不太严格。自从第一座硬填筑RCC 坝建成以来，其填筑速度一直是其优点之一并得到人们的认可。当然，这种施工方式在当时只是解决某个问题的一种方案(薄弱坝基加上几乎全坝长范围为溢流堰)，而并没有人称之为硬填筑坝。

表4 中值得一提的可能要属印度的中瓦塔纳坝。该坝的承包商首次承建RCC 坝，施工条件艰苦，交通运输及物资供应均有问题。尽管混凝土搅拌厂相对较小(表4 所有坝中规模最小)，大坝仍然于2012 年雨季之前建成，为后来能及时蓄水供给严重缺水的孟买创造了条件。该坝不仅完工及时，而且建筑质量优异，到目前为止，大坝没出现任何渗漏现象。其成功的理由之一就是大坝及施工方法都被设计成尽可能简单，以减小RCC 快速铺筑的各种障碍。

表4 世界10 座已建的浇筑速度最快的RCC 坝

5.2 现场性能

表5 中示出了10 座已建成的现场性能最好的RCC 坝。可以肯定的是，一定还有其他RCC 坝的现场性能至少属优良，只不过尚未报道而已。表中显示了RCC 坝水平缝现场垂直静态直接抗拉强度测量结果。由于非直接抗拉试验几乎不可能确定水平缝的抗拉强度，因此间接拉伸试验的任何结果均不予考虑。

表中显示的性能指标满足一座300 m 高的RCC坝通常会绰绰有余，实际上，这些性能比世界上最高的混凝土重力坝，即瑞士运行了50 a、高285 m 的大迪克桑斯(Grande Dixence)坝优良。

6 前 景

如今，大多数的RCC 坝还没有达到表4 中所显示的浇筑速度。任何一座大型RCC 坝应该达到的浇筑速度为:平均月浇筑量超过10 万m3，最大月浇筑量达到约20 万m3，最大日浇筑量达到1 万m3。

建议RCC 坝筑坝时要回到一个基本简单的原始概念上来。因为简单能加快施工速度，从而提高质量(各层间的间歇时间减少)并带来经济效益。此外，大坝业主会提前获得他的投资回报。GOMID 的总工程师希尔克先生在2007 年贵阳RCC 会议上对RCC 坝的经济效益作了明确的阐述:“选择RCC 坝代替传统的混凝土坝或砌石坝使某项目提前3 a 投产，从而生产电力13.5亿GW·h，带来52 亿卢比的经济效益，约等于该项目成本的一半。这就清楚地说明了RCC 坝的成功经历及其在水电项目中的地位。”