陳昌禮,申獻(xiàn)平,陳學(xué)茂

(1.貴州師范大學(xué)材料與建筑工程學(xué)院,貴州 貴陽 550025;2.貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,貴州 貴陽 550002; 3.貴州新中水工程有限公司,貴州 貴陽 550025)

全壩外摻MgO混凝土筑壩技術(shù)在貴州省拱壩工程中的應(yīng)用

陳昌禮1,申獻(xiàn)平2,陳學(xué)茂3

(1.貴州師范大學(xué)材料與建筑工程學(xué)院,貴州 貴陽 550025;2.貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,貴州 貴陽 550002; 3.貴州新中水工程有限公司,貴州 貴陽 550025)

為促進(jìn)外摻MgO混凝土的推廣應(yīng)用和深入研究,對(duì)貴州省采用全壩外摻MgO混凝土筑壩技術(shù)建成1 a以上的8座拱壩的混凝土變形、誘導(dǎo)縫設(shè)置與施工等情況進(jìn)行了總結(jié)和分析。分析結(jié)果表明：拱壩結(jié)構(gòu)的超靜定特性為外摻MgO混凝土在膨脹變化過程中形成預(yù)壓應(yīng)力提供了良好的約束環(huán)境;按照現(xiàn)行的水泥砂漿壓蒸法或一級(jí)配混凝土壓蒸法確定的MgO摻量制備外摻MgO混凝土,壩體混凝土的實(shí)測(cè)膨脹量多為50×10-6～150×10-6,未完全達(dá)到補(bǔ)償溫降收縮所需的設(shè)計(jì)期望值;設(shè)置誘導(dǎo)縫是充分利用外摻MgO混凝土筑壩技術(shù)優(yōu)越性的有效措施;在碾壓混凝土中外摻MgO材料,有利于同時(shí)發(fā)揮碾壓混凝土和外摻MgO混凝土快速、經(jīng)濟(jì)筑壩的優(yōu)越性。

外摻MgO混凝土;拱壩;筑壩技術(shù);誘導(dǎo)縫;自生體積變形;貴州省

在混凝土中外摻氧化鎂(MgO)材料有3種方式:一是在生產(chǎn)混凝土?xí)r,使用共磨外摻MgO水泥(適量的MgO熟料(即輕燒鎂砂半成品)與水泥熟料共同粉磨而成的水泥);二是在生產(chǎn)混凝土?xí)r,使用共混外摻MgO水泥或廠摻MgO水泥(即水泥成品與適量的粉狀MgO膨脹劑在水泥廠均勻混合而成的水泥);三是在混凝土拌和現(xiàn)場(chǎng),將適量的粉狀MgO膨脹劑成品直接加入拌和機(jī)中,與水泥、砂子、石子、水等原材料一起拌制混凝土(簡(jiǎn)稱機(jī)口外摻MgO混凝土)。在設(shè)計(jì)、建造混凝土擋水壩時(shí),在混凝土中外摻MgO材料,同時(shí)采用與之配套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、壩體施工、質(zhì)量檢測(cè)、原型觀測(cè)等手段,利用MgO混凝土的延遲微膨脹來補(bǔ)償大壩混凝土在溫降過程中產(chǎn)生的體積收縮,提高混凝土自身的抗裂能力,這一技術(shù)稱為外摻MgO混凝土筑壩技術(shù)。

大量的試驗(yàn)研究和工程應(yīng)用成果[1-9]表明,外摻MgO混凝土的自生體積變形呈現(xiàn)良好的延遲微膨脹特性,其主要的膨脹量發(fā)生在混凝土澆筑后7～180 d之間,延遲膨脹變形過程與大體積混凝土漫長(zhǎng)的溫降收縮過程基本同步,后期的膨脹變形逐漸趨于穩(wěn)定,混凝土的膨脹量可以部分甚至全部補(bǔ)償溫降收縮量;采用外摻MgO混凝土筑壩技術(shù),能夠使壩體混凝土產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力,從而削減甚至抵消壩體混凝土在溫降過程中產(chǎn)生的拉應(yīng)力,達(dá)到簡(jiǎn)化壩體混凝土溫控措施、縮短建設(shè)工期、節(jié)省工程投資的目的。此外,有學(xué)者還對(duì)MgO自身及其在水泥漿體、水泥-粉煤灰漿體中的反應(yīng)規(guī)律和機(jī)理進(jìn)行了研究,為MgO在混凝土中的應(yīng)用提供了理論支撐[10-12]。

截至2016年底,外摻MgO混凝土筑壩技術(shù)已在我國(guó)17個(gè)省的50多個(gè)水利水電工程中得到應(yīng)用[7],外摻MgO混凝土已用于重力壩基礎(chǔ)約束區(qū)、碾壓混凝土壩基礎(chǔ)墊層、大壩基礎(chǔ)填塘、導(dǎo)流洞和導(dǎo)流底孔封堵、混凝土防滲面板、基礎(chǔ)與裂隙灌漿、大壩縱縫與拱壩橫縫灌漿、高壓管道外圍回填、中型拱壩全壩段,既有常態(tài)混凝土,也有碾壓混凝土[1-2]。貴州省采用該技術(shù)建成的工程最多,達(dá)到16個(gè)。盡管如此,由于全壩外摻MgO混凝土筑壩技術(shù)存在不少需要深入研究和在應(yīng)用中不斷積累經(jīng)驗(yàn)的問題,因此工程技術(shù)人員對(duì)全壩外摻MgO混凝土存在種種擔(dān)憂,造成采用全壩外摻MgO混凝土筑壩技術(shù)的工程仍然是極少數(shù)。本文對(duì)貴州省利用外摻MgO混凝土建設(shè)全拱壩的情況進(jìn)行總結(jié)分析,以期對(duì)外摻MgO混凝土的推廣應(yīng)用和深入研究提供借鑒。

1 應(yīng)用簡(jiǎn)況

貴州省采用全壩外摻MgO混凝土筑壩技術(shù)建成的第一個(gè)工程是位于貴陽市北郊的沙老河水庫(kù)。該工程的主要任務(wù)是城市供水,它是貴陽市北郊水廠的主要水源[9,13]。沙老河水庫(kù)樞紐由大壩、溢洪道、取水口、底孔等組成,總庫(kù)容為1 577萬m3,正常蓄水位為1 236 m,死水位為1 197 m,大壩為不對(duì)稱三圓心雙曲混凝土拱壩,最大壩高61.7 m。沙老河拱壩采用全壩外摻MgO常態(tài)混凝土澆筑而成,未設(shè)橫縫,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為四級(jí)配C9020,抗?jié)B等級(jí)為W6,MgO摻量為4.0%～5.5%。該工程于2000年12月開工建設(shè),2002年5月竣工,其中壩體混凝土于2001年3月3日開始澆筑,同年10月19日澆筑完畢,共澆筑壩體混凝土5.7萬m3。

在施工過程中,曾多次對(duì)沙老河拱壩壩面進(jìn)行檢查,未發(fā)現(xiàn)裂縫。但在壩體上部混凝土澆筑完畢約20 d、壩面保溫板開始鋪貼時(shí),先后在壩體左拱端及右拱端發(fā)現(xiàn)了4條貫穿性裂縫[9,14]。2002年3月,對(duì)這4條裂縫進(jìn)行了接縫灌漿。后因水庫(kù)庫(kù)區(qū)古樹移栽糾紛等問題,導(dǎo)致大壩空庫(kù)過冬。在經(jīng)歷2002年冬季的多次寒潮襲擊后,不僅壩上原已灌漿處理的裂縫再次張開,而且在右拱端距離4號(hào)縫約20 m處,又新增了第5條裂縫,裂縫縫距為11～25 m,但河床中部約110 m長(zhǎng)的壩段未出現(xiàn)類似裂縫,基本保持了完整的壩塊,如圖1所示[14]。

圖1 沙老河拱壩裂縫分布

分析認(rèn)為,產(chǎn)生裂縫的外因主要有兩個(gè):一是在高溫季節(jié)不分縫、連續(xù)澆筑壩體混凝土;二是在大壩空庫(kù)過冬時(shí),壩面鋪貼的泡沫板的保溫效果不理想。內(nèi)因是MgO混凝土的膨脹量遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)期望值,不能滿足補(bǔ)償溫降收縮的要求。利用仿真手段進(jìn)行的反演分析結(jié)果[15-16]表明,岸坡壩段受壩基巖體約束強(qiáng)烈,兩岸靠近拱端部位的最大拉應(yīng)力超過2.5 MPa,拱冠接近2.0 MPa,都超過混凝土的抗拉強(qiáng)度,即壩體出現(xiàn)過大拉應(yīng)力是裂縫產(chǎn)生的主要原因。后來對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿處理后,大壩安全運(yùn)行至今,未再出現(xiàn)裂縫。

根據(jù)沙老河工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和研究結(jié)果,在設(shè)計(jì)貴州省第二座全壩外摻MgO混凝土拱壩——三江拱壩時(shí),結(jié)合施工計(jì)劃、擬用材料的特征參數(shù)、可能影響壩體溫度場(chǎng)的因素等,對(duì)大壩進(jìn)行了仿真分析。結(jié)果表明,壩體上部混凝土由于澆筑時(shí)溫度高,岸坡坡向約束大,需要200×10-6的膨脹量才可以完全補(bǔ)償溫降收縮引起的拉應(yīng)力。也就是說,如果僅靠MgO的膨脹來補(bǔ)償拉應(yīng)力,壩體上部需要8%～10%的MgO摻量,這個(gè)摻量遠(yuǎn)超過5%的摻量限制[17]。為此,設(shè)計(jì)單位針對(duì)性地在兩岸岸坡各設(shè)置了1條誘導(dǎo)縫,兩縫之間的距離為107.5 m。三江拱壩壩體混凝土于2002年12月開始澆筑,2003年6月澆筑完,全過程未采取溫控措施(含壩面保溫),共澆筑壩體四級(jí)配C9020混凝土3.8萬m3,MgO摻量為4.5%～5.0%。三江拱壩在壩體內(nèi)部埋設(shè)各類儀器142支(套),其中應(yīng)變計(jì)50支、無應(yīng)力計(jì)28套、溫度計(jì)39支、裂縫計(jì)14套、測(cè)縫計(jì)6支、滲壓計(jì)5支。趙其興[18]給出了三江拱壩前8年(自壩體混凝土開始澆筑時(shí)算起)的混凝土自生體積變形實(shí)測(cè)過程線,以及前4年的壩體實(shí)測(cè)溫度過程線和理論分析過程線,并結(jié)合該壩運(yùn)行11 a拱冠梁的正倒垂位移監(jiān)測(cè)成果分析后指出,三江拱壩混凝土外摻MgO后獲得了延遲性微膨脹,在宏觀上產(chǎn)生了類似于溫升效果的變形。三江拱壩的原型監(jiān)測(cè)結(jié)果還表明,三江拱壩在2003年末經(jīng)歷第一次空庫(kù)過冬后,壩體溫度降至準(zhǔn)穩(wěn)定場(chǎng),誘導(dǎo)縫按預(yù)計(jì)準(zhǔn)確張開,左、右壩肩誘導(dǎo)縫的最大張開度分別為4.7 mm和5.6 mm。2004年3月,對(duì)誘導(dǎo)縫進(jìn)行了灌漿，然后水庫(kù)開始蓄水,在當(dāng)年汛期達(dá)到正常蓄水位。自蓄水運(yùn)行以來,未發(fā)現(xiàn)裂縫,說明三江拱壩綜合采用外摻MgO混凝土和設(shè)置誘導(dǎo)縫的設(shè)計(jì)思路是成功的。此后,貴州省建設(shè)的外滲MgO混凝土拱壩均參考三江拱壩的成功經(jīng)驗(yàn),在壩體設(shè)置了誘導(dǎo)縫。表1匯總了貴州省采用全壩外摻MgO混凝土筑壩技術(shù)建成1 a以上的工程及其特征數(shù)據(jù)。

表1 貴州省采用全壩外摻MgO混凝土筑壩技術(shù)建成1 a以上的工程及其特征數(shù)據(jù)

2 應(yīng)用分析

2.1 拱壩結(jié)構(gòu)對(duì)外摻MgO混凝土變形的影響

表1所列工程除黃花寨工程為大型水庫(kù)、壩體為高壩外,其余工程均為中等及以下工程,且擋水建筑物皆為混凝土拱壩。拱壩與重力壩的不同之處在于:①拱壩屬于超靜定結(jié)構(gòu),不僅壩基受到基巖約束,兩側(cè)壩肩同樣受到基巖約束,外摻MgO混凝土的延遲微膨脹對(duì)整個(gè)壩體都會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力效應(yīng);②拱壩的中面在空間是曲面,外摻MgO混凝土的延遲微膨脹能產(chǎn)生與溫升作用相似的效果,在一定程度上減小了溫降產(chǎn)生的拉應(yīng)力,并使大壩向上游變形,三江拱壩、沙老河拱壩等工程超過10 a的正倒垂觀測(cè)結(jié)果也支持該觀點(diǎn)[18];③與按分倉(cāng)方式柱狀澆筑的常規(guī)混凝土拱壩相比,對(duì)于連續(xù)施工的外摻MgO混凝土拱壩,外摻MgO混凝土在施工期所受約束強(qiáng)烈,變形的自由度相對(duì)要小得多。因此,拱壩結(jié)構(gòu)的超靜定特性,為外摻MgO混凝土在膨脹變化過程中形成預(yù)壓應(yīng)力提供了良好的約束環(huán)境。

2.2 拱壩壩體外摻MgO混凝土的膨脹量

在8座拱壩中,除黃花寨和老江底兩個(gè)工程采用共磨外摻方式將MgO摻入混凝土中外,其余工程都是采用機(jī)口外摻方式。表1中的8座拱壩MgO摻量為4.0%～6.0%,它們是參考GB/T 750—1992《水泥壓蒸安定性試驗(yàn)方法》,以水泥砂漿作為壓蒸試件(老江底工程除外,該工程以一級(jí)配混凝土作為壓蒸試件),通過壓蒸法確定的。黃花寨拱壩混凝土MgO摻量最低,是由于水泥生產(chǎn)廠不愿意生產(chǎn)MgO含量大于6.5%的成品水泥(實(shí)測(cè)MgO含量為6%～6.3%),造成混凝土的MgO摻量降低所致。

截至2016年底,壩體原型監(jiān)測(cè)時(shí)間最短的是魚糧拱壩,約為2.5 a;最長(zhǎng)的是沙老河拱壩,約為15 a。超長(zhǎng)齡期的原型觀測(cè)結(jié)果表明,混凝土澆筑后1.5 a或2 a為微膨脹變形的增長(zhǎng)期,3～4 a基本趨于收斂,微膨脹現(xiàn)象在5～6 a后基本消失,不存在無限膨脹;MgO摻量占膠凝材料總量的5%～6%時(shí),在貴州的氣候條件下,外摻MgO混凝土的最終膨脹量一般小于200×10-6,大致在50×10-6～150×10-6之間,未完全達(dá)到補(bǔ)償溫降收縮所需的設(shè)計(jì)期望值。朱伯芳院士[19]指出,若要達(dá)到通倉(cāng)、全年澆筑混凝土,外摻MgO混凝土的延遲微膨脹量需要提高到200×10-6～300×10-6。因此,按照現(xiàn)行方法確定的MgO摻量來制備外摻MgO混凝土,其膨脹量很難滿足全壩不分橫縫時(shí)補(bǔ)償壩體混凝土溫降收縮的需要?；蛘哒f,如何科學(xué)合理地提高水工混凝土的MgO安定摻量,需要深入研究。

2.3 拱壩壩體誘導(dǎo)縫的設(shè)置與施工

外摻MgO混凝土拱壩采用全斷面連續(xù)澆筑施工工藝,混凝土硬化后即形成拱,這與采取柱狀澆筑、后期必須經(jīng)過接縫灌漿才能形成拱的常態(tài)混凝土拱壩的施工工藝不一樣,造成壩體的溫度場(chǎng)和應(yīng)力分布也不一樣。因此,在設(shè)計(jì)外摻MgO混凝土拱壩時(shí),吸取沙老河拱壩建設(shè)經(jīng)驗(yàn),事前都進(jìn)行了仿真分析。結(jié)果表明,單純按照現(xiàn)行方法制備的外摻MgO混凝土的微膨脹量,很難解決壩體混凝土的溫降收縮問題。因此,從三江拱壩開始,在壩體上部最可能產(chǎn)生裂縫的橫截面預(yù)先設(shè)置了2～4條誘導(dǎo)縫,以釋放外摻MgO混凝土的延遲微膨脹不足以補(bǔ)償拱壩溫度應(yīng)力時(shí)的超標(biāo)拉應(yīng)力和引導(dǎo)縫開裂并控制縫的擴(kuò)展方向。每個(gè)工程的誘導(dǎo)縫間距不同,河床壩段的縫距較大,一般為50～130 m;岸坡壩段縫距較小,一般為10～40 m。其中,落腳河拱壩在河床部位的無縫壩段長(zhǎng)達(dá)128.9 m。工程實(shí)踐證明,設(shè)置誘導(dǎo)縫后,用于生產(chǎn)混凝土的骨料可不事先預(yù)冷,壩體混凝土可不埋設(shè)冷卻水管,能夠?qū)崿F(xiàn)通倉(cāng)連續(xù)(或短間歇)澆筑和全天候施工(表現(xiàn)為連續(xù)成拱),還可取消或簡(jiǎn)化封拱灌漿,從而簡(jiǎn)化施工工藝,加快施工進(jìn)度。

圖2 典型的誘導(dǎo)縫設(shè)計(jì)(單位:mm)

誘導(dǎo)縫施工時(shí),為滿足外摻MgO混凝土拱壩通倉(cāng)澆筑、連續(xù)上升的需要,誘導(dǎo)縫的縫面結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單,施工應(yīng)方便,分縫形式應(yīng)滿足拱壩在未達(dá)到穩(wěn)定溫度或準(zhǔn)穩(wěn)定溫度時(shí)提前蓄水的要求。誘導(dǎo)縫采取先預(yù)制混凝土板、再到倉(cāng)面拼裝成縫的施工方法。在拼裝混凝土板時(shí),同時(shí)在縫內(nèi)埋設(shè)灌漿系統(tǒng),如圖2所示。誘導(dǎo)縫的成縫工藝,宜根據(jù)混凝土的入倉(cāng)方式確定。對(duì)于外摻MgO常態(tài)混凝土的誘導(dǎo)縫,若縫設(shè)置在壩體腰身以上,離壩頂較近,且混凝土采用塔機(jī)和溜筒入倉(cāng)方式,施工時(shí)宜將每個(gè)倉(cāng)面的混凝土板在混凝土澆筑前按設(shè)計(jì)要求一次安裝完畢;對(duì)于外摻MgO碾壓混凝土的誘導(dǎo)縫,宜優(yōu)先使用先預(yù)埋后碾壓的方式,保持預(yù)制塊與碾壓混凝土同步上升。在碾壓前,應(yīng)在預(yù)制塊的頂面覆蓋3～5 cm厚的碾壓混凝土,以防止平倉(cāng)、碾壓時(shí)壓壞預(yù)制塊。誘導(dǎo)縫灌漿應(yīng)在充分分析觀測(cè)資料后進(jìn)行,灌漿工作宜在縫面充分張開且壩體混凝土溫度穩(wěn)定后實(shí)施。每次灌漿結(jié)束后均需用無壓水清洗灌漿盒至回水清亮,并保持進(jìn)漿管和回漿管暢通,以確保在大壩運(yùn)行過程中出現(xiàn)縫面二次張開時(shí)可重復(fù)灌漿。

貴州省在經(jīng)過沙老河和三江拱壩的實(shí)踐后,設(shè)計(jì)理念從最初的單純依靠外摻MgO混凝土的延遲微膨脹來解決拱壩溫度裂縫,轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r(shí)利用外摻MgO混凝土的延遲微膨脹和設(shè)置誘導(dǎo)縫兩項(xiàng)措施來綜合解決混凝土拱壩的溫度裂縫問題,形成了一系列獨(dú)特的、行之有效的貴州省外摻MgO混凝土拱壩的設(shè)計(jì)與施工方法。實(shí)踐證明,當(dāng)一座混凝土拱壩不能在一個(gè)低溫季節(jié)澆筑完成,并需要在夏季或其他氣溫較高時(shí)段澆筑時(shí),由于年溫差變化大,單純依靠外摻MgO混凝土的延遲微膨脹已不能完全解決壩體混凝土的溫降收縮問題,此時(shí)在采用外摻MgO混凝土的延遲微膨脹補(bǔ)償溫降收縮的基礎(chǔ)上,設(shè)置少量誘導(dǎo)縫來釋放局部(主要是岸坡壩段)過大的拉應(yīng)力,既能實(shí)現(xiàn)混凝土的快速澆筑,又能簡(jiǎn)化壩體的溫控措施。此外,在設(shè)置少量誘導(dǎo)縫后,為充分發(fā)揮全壩外摻MgO混凝土快速筑壩的優(yōu)越性,對(duì)于中等規(guī)模以下的拱壩,不宜再分區(qū)設(shè)計(jì)壩體混凝土的MgO摻量。

2.4 外摻MgO材料在碾壓混凝土中的應(yīng)用

碾壓混凝土筑壩技術(shù)是現(xiàn)代筑壩新技術(shù)之一,它施工速度較快,但需要專門的碾壓機(jī)械設(shè)備。對(duì)于薄拱壩或倒懸度大的拱壩來說,對(duì)碾壓混凝土筑壩技術(shù)的適應(yīng)性稍差。然而,從黃花寨碾壓混凝土拱壩的施工實(shí)踐看,在碾壓混凝土中外摻MgO材料,不僅可以放寬允許澆筑溫度,而且可以通過增大誘導(dǎo)縫間距來改善施工條件,進(jìn)一步加快施工速度,同時(shí)提高混凝土質(zhì)量,降低工程投資。即在碾壓混凝土中外摻MgO材料,有利于同時(shí)發(fā)揮碾壓混凝土和外摻MgO混凝土筑壩的優(yōu)越性。與碾壓混凝土筑壩技術(shù)相比,對(duì)于壩體體積小于20萬m3的中小型拱壩,宜采用全壩外摻MgO混凝土筑壩技術(shù)。

3 結(jié) 論

a. 拱壩結(jié)構(gòu)的超靜定特性,為外摻MgO混凝土在膨脹變化過程中形成預(yù)壓應(yīng)力提供了良好的約束環(huán)境。

b. 按照現(xiàn)行的水泥砂漿壓蒸法或一級(jí)配混凝土壓蒸法確定的MgO摻量制備外摻MgO混凝土,將其應(yīng)用于貴州省的拱壩工程后,壩體混凝土的實(shí)測(cè)膨脹量多為50×10-6～150×10-6,未達(dá)到設(shè)計(jì)期望值。如何科學(xué)合理地提高水工混凝土的MgO安定摻量,需要深入研究。

c. 工程實(shí)踐證明,在外摻MgO混凝土的延遲微膨脹量不能滿足設(shè)計(jì)要求的情況下,設(shè)置誘導(dǎo)縫是充分利用外摻MgO混凝土筑壩技術(shù)優(yōu)越性的有效措施,它能極大地簡(jiǎn)化甚至取消過去修筑混凝土拱壩時(shí)采用的溫控措施,達(dá)到簡(jiǎn)化施工工藝、提高施工速度的目的。

d. 在碾壓混凝土中外摻MgO材料,有利于同時(shí)發(fā)揮碾壓混凝土和外摻MgO混凝土快速、經(jīng)濟(jì)筑壩的優(yōu)越性。

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ApplicationofdammingtechnologywithMgOadmixedconcreteusedinthewholedaminGuizhou’sarchdamprojects

CHEN Changli1, SHEN Xianping2, CHEN Xuemao3

(1.SchoolofMaterialsandArchitectureEngineering,GuizhouNormalUniversity,Guiyang550025,China; 2.GuizhouSurveyandDesignResearchInstituteforWaterRecoursesandHydropower,Guiyang550002,China; 3.GuizhouXinzhongshuiEngineeringCo.,Ltd.,Guiyang550025,China)

In order to promote the application and deep research of MgO-admixed concrete, the conditions of concrete deformation, configuration and construction of induced joints for 8 arch dams in Guizhou Province were analyzed. These arch dams were constructed with MgO-admixed concrete in the whole dam body and have been in operation for more than a year. Results show that the statically indeterminate property of the arch dam structure provides a good constrained environment for MgO-admixed concrete to form compressive pre-stresses during the concrete expansion process. The amount of MgO in the concrete can be determined by cement mortar autoclave method or one-grade concrete autoclave method. The measured expansion capacity of dam concrete with such amount of MgO is about 50×10-6～150×10-6, which does not reach the expected value to fully compensate the shrinkage crack induced by temperature drop. Configuration of induced joints is an efficient measure to take full advantage of the MgO-admixed concrete damming technology. Once the MgO materials is mixed into the roller compacted concrete (RCC), the fast and economical superiority of RCC and MgO-admixed concrete in dam construction can take great effect.

MgO-admixed concrete;arch dam;damming technology;induced joints;autogenic volume deformation;Guizhou Province

貴州省工業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目(黔科合GZ字〔2015〕3025);國(guó)家自然科學(xué)基金(50969002)

陳昌禮(1966—),男,教授,碩士,主要從事水工材料研究。E-mail:clchen2026@163.com

10.3880/j.issn.1006-7647.2017.05.015

TV431;TV642.4

：A

：1006-7647(2017)05-0084-05

2016-12-20 編輯：熊水斌)