摘要:有文献记载的最早的坝建于公元前2900年,即古埃及第一代王朝美尼斯王(King Menes)在首都孟菲斯(Memphis)城附近的尼罗河上建造的考赛施(Kosheish)干砌石坝。该坝高15m,坝顶长240m。
坝的历史故事和未来发展
人类在除水害兴水利的实践中,早已掌握了利用材料自重筑坝挡水的技能。
早期的坝
有文献记载的最早的坝建于公元前2900年,即古埃及第一代王朝美尼斯王(King Menes)在首都孟菲斯(Memphis)城附近的尼罗河上建造的考赛施(Kosheish)干砌石坝。该坝高15m,坝顶长240m。
约在公元前1000~前700年期间,古代希伯(Sheba)王国曾在其首都建造了著名的玛立勃(Marib)坝。该坝高约20m,坝顶长600m,首次采用70cm见方的铅质楔块,将巨大的干砌块石楔接在一起。
#新知漫谈#
公元前256~前251年,在中国四川岷江上建成了著名的都江堰工程,该工程使用了竹笼填石的壅水坝。公元前246年(秦始皇元年),在陕西郑国渠渠首修建了30m高的石笼坝。
重力坝与拱坝的发展
早期的重力坝采用干砌石,以后开始用灰浆砌石修建圬工坝。如公元98~117年,在西班牙西南部修建的高19m的普洛索比纳(Proserpine)坝,迄今尚存的叙利亚境内的高18m的阿耳—哈巴夸(AL-Harbaqa)坝等。
第一批著名的拱坝是西班牙在16世纪建造的埃尔赫(Elche)坝和阿尔曼萨(Almansa)坝,以及意大利的波捷阿尔托(Ponte Alto)坝。
19世纪后期逐渐开始用混凝土筑坝。美国建于1912~1916年的箭石(Arrow Rock)坝和建于1902~1916年的象岗(Elephant Butte)坝,在细部构造上日趋完备。如在坝内近上游面设置排水管和纵向廊道,设置横向伸缩缝,坝基内设灌浆帷幕及幕后排水孔以降低扬压力等。
20世纪30年代的重力坝建设
20世纪30年代,是重力坝设计理论和施工技术最有成就的年代。在这段时间内,美国建成了221.4m高的胡佛(Hoover)坝和185m高的沙斯塔(Shasta)坝。特别是胡佛坝,在混凝土坝建筑史上具有代表性的意义,从设计计算、施工等各方面建立了一整套为以后建坝所遵循的方法和经验。
这一时期,在应力计算方面提出了重力分析法和弹性理论法;在施工方面机械化程度显著增长,发展了柱状分块浇筑混凝土、采用冷却水管散热和纵缝灌浆等一整套施工工艺。1962年,瑞士采用分期加高的筑坝技术,兴建了大狄克逊(Grand dixence)坝,坝高285m,是世界上最高的重力坝。
土石坝与钢筋混凝土面板堆石坝的兴起
从19世纪60年代起的100年内,世界各地区建筑高30m以上的各类坝中,重力坝的比例最高,其次是土石坝、拱坝和支墩坝。
20世纪60年代以后,由于可供建坝的地质条件较差,而土石坝对地基条件的适应性好;岩土力学理论和试验技术的发展和计算技术的进步;尤其是大型振动碾的出现和高效配套的土石方工程机械的发展,土石坝建筑数量出现明显上升的趋势。
其中,钢筋混凝土面板堆石坝由于具有可充分利用其他建筑物开挖出来的石料、施工导流问题较土坝容易解决、填筑过程不受雨天的影响、坝体沉降量小、渗流稳定性和抗震稳定性好等优点,已在实践中显示出优越性,并得到坝工界的共识。
中国已建、在建和拟建的坝体高度大于100m的钢筋混凝土面板堆石坝有
贵州天生桥一级(坝高178m)、
贵州洪家渡(坝高186m)、
四川紫坪铺(坝高159m)、
湖北水布垭(坝高232m)、
广西百色(坝高126.5m)等。
世界上较高的钢筋混凝土面板堆石坝有
160m高的巴西的阿利亚河口坝(Foz do Areia)、
140m高的哥伦比亚的安其卡亚坝(Alto Anchicaya)等。
碾压混凝土坝的出现
20世纪70年代以来,出现了碾压混凝土坝,改变了混凝土坝传统的浇筑施工工艺,可以有效地缩短工期,降低造价。
自日本的岛地川坝、美国的柳溪坝开始,世界上已建和在建的碾压混凝土坝达50余座。在建的日本境川坝,坝高115m。中国福建大田的坑口碾压混凝土坝建设较早,高56.8m,辽宁观音阁大坝是世界上体积最大的碾压混凝土坝。
坝型的未来发展趋势
钢筋混凝土面板堆石坝和碾压混凝土坝已逐步成为两种最有发展前途的坝型。
来源:技术代表