1.3　碾压混凝土防渗型式

自碾压混凝土筑坝技术问世以来，国内外一直不断地对碾压混凝土的渗透特性及防渗措施进行探索和研究。碾压混凝土的防渗结构主要有以下3种类型:常态混凝土“金包银”模式防渗结构、碾压混凝土自身防渗结构、坝体迎水面薄层防渗结构等。早期在中低坝工程中，曾先后探索应用过沥青砂浆护面、预制混凝土模块嵌缝、预应力补偿收缩钢筋混凝土、PVC膜等防渗结构型式，后来曾采用“金包银”模式，自普定拱坝成功采用碾压混凝土自身防渗技术以来，目前我国已普遍采用二级配富胶凝材料碾压混凝土为主，外部增加变态混凝土的复合型碾压混凝土自身防渗结构体系。

1.3.1　常态混凝土“金包银”模式防渗结构

“金包银”模式防渗是日本RCD工法所采用的一种独特的防渗结构型式，一般在碾压混凝土坝体与坝基之间浇筑一层常态混凝土垫层，在坝体上下游面设厚1.5～3.5m的常态混凝土作为防渗体，上下游防渗体常态混凝土与坝体碾压混凝土同步浇筑上升。但因常态混凝土和碾压混凝土的施工工艺不同，施工干扰大，对碾压混凝土快速施工影响较大，防渗体易产生的贯穿性温度裂缝有时会严重影响防渗效果，除了日本RCD工法以外目前已很少采用。

1.3.2　碾压混凝土自身防渗结构

碾压混凝土自身防渗采用以二级配富胶凝材料碾压混凝土为主外部增加变态混凝土的复合型防渗结构体系，变态混凝土临靠上游坝面，厚度30～50cm，二级配富胶凝材料碾压混凝土厚度为坝高的1/20～1/15，其防渗效果可满足W10、W12的抗渗指标要求，少数高坝在上游面附加了防渗涂料保护。自普定水电站拱坝成功采用碾压混凝土自身防渗技术以来，充分体现了碾压混凝土快速筑坝施工优势，目前我国已普遍采用这种防渗结构体系。

在坝上游面一定范围内使用富胶凝材料含量的二级配碾压混凝土作为大坝防渗体主体，在其外部增加变态混凝土组成复合型防渗结构体系。变态混凝土防渗是在坝上游面一定范围的碾压混凝土摊铺表面泼洒适量的水泥浆，或在施工层面掺加水泥浆，使该处的混凝土变成具有坍落度的准常态混凝土，然后用人工插入式振捣器振幅密实，厚度通常为0.3～2.0m。这种碾压混凝土自身防渗结构能确保两种混凝土同步上升，避免由于不能及时变换混凝土品种而使层面间隔时间过长，形成交界薄弱面甚至冷缝现象。同时，大大减小了坝体碾压混凝土的施工干扰，提高了施工速度。

1.3.3　坝体迎水面薄层防渗结构

(1)常态混凝土薄层防渗结构。常态混凝土薄层结构是欧美常用的一种防渗结构型式。在坝的上游面浇筑厚0.3～1.0m与碾压混凝土铺筑层相同厚度的常态混凝土，在其后约1～3m范围的碾压混凝土层面上铺设厚2.5～7.0cm的细骨料常态混凝土或水泥砂浆垫层，下游面不设常态混凝土。由于常态混凝土的比例小，能较充分发挥碾压混凝土的优点，但薄层抗裂性能较差，结构的防渗效果有时不是十分理想。其施工工艺与常态混凝土“金包银”模式防渗结构相同。

(2)钢筋混凝土面板防渗结构。钢筋混凝土面板防渗结构通过面板的分缝来避免防渗体产生过大的温度应力，通过布设钢筋来限制裂缝的扩展。面板的施工既可以先于碾压混凝土的铺筑，达一定强度后作为碾压混凝土施工时的模板，也可以滞后于坝体铺筑，选择适宜的条件单独施工，充分发挥碾压混凝土的施工优势。但钢筋混凝土面板分缝较多，必须布置严格的止水措施，面板与坝体之间的力学相互作用也较复杂。

(3)沥青混合料防渗结构。沥青混合料防渗结构是由沥青砂浆或沥青混凝土与上游面保护层组成。沥青混合料渗透系数小，并且随水头增大有减小的趋势，且裂缝有自愈能力，适应变形能力大。防渗体施工较复杂，需采用专门的沥青混凝土凝土拌和系统，拌制出温度在160℃以上的沥青混凝土拌和料，然后由摊铺机摊铺，由摊铺机自带的振动板进行预压，用振动碾进行2～3遍碾压，沥青混凝土在运输过程中应尽量减少热量损失以及不被雨水、灰尘等污染。我国第一座碾压混凝土坝坑口水电站的重力坝，就是采用这种防渗结构型式，防渗效果良好，但沥青混合料的老化问题还有待充分论证和验证。

(4)薄膜或涂层防渗结构。防渗薄膜有聚氯乙烯(PVC)、人工无纺布、土工织物等，也有现场喷制的合成材料橡胶膜或由几种材料贴合成的合成防渗薄膜等，一般分为内贴薄膜防渗和外贴薄膜防渗两种型式。新鲜薄膜的防渗效果好，且薄膜具有良好的拉伸性能，能适应坝体的变形，但薄膜的耐久性问题尚需进一步做深入研究。