混凝土坝 用混凝土浇筑（或碾压）或用预制混凝土块装配而成的坝。混凝土坝按结构特点可分为重力坝、大头坝和拱坝；按施工特点可分为常态混凝土坝、碾压混凝土坝和装配式混凝土坝；按是否通过坝顶溢流可分为非溢流混凝土坝和溢流混凝土坝。混凝土坝泄水方式除坝顶溢流外，还可在坝身中部设泄水孔（中孔）以便洪水来临前快速预泄，或在坝身底部设泄水孔（底孔）用以降低库水位或进行冲砂。
混凝土坝的主要优点是：①可以通过坝身泄水或取水，省去专设的泄水和取水建筑物。②施工导流和施工度汛比较容易。③枢纽布置较土石坝紧凑，便于运用和管理。④当遇偶然事故时，即使非溢流坝顶漫流，也不一定失事，安全性较好。其主要缺点是：①对地基要求比土石坝高。混凝土坝通常建在地质条件较好的岩基上，其中混凝土拱坝对坝基和两岸岸坡岩体强度、刚度、整体性的要求更高，同时要求河谷狭窄对称，以充分发挥拱的作用（当坝高较低时，通过采取必要的结构和工程措施，也可在土基上修建混凝土坝，但技术比较复杂）。②混凝土坝施工中需要温控设施，甚至在炎热气候情况下不能浇筑混凝土。③利用当地材料较土石坝少。
混凝土坝的安全可靠性计算主要体现在两个方面：①坝体沿坝基面、两岸岸坡坝座或沿岩体中软弱构造面的滑动稳定有足够的可靠度。②坝体各部分的强度有足够的保证。
混凝土坝在19世纪后期才开始出现，并得到迅速发展。1936年，美国建成坝高221.4m、体积336万m3的胡佛（Hoover）坝，是现代混凝土坝建设的典型代表，其主要标志是：①建立了较实用的坝体应力分析法。②采用较合理的坝体构造。③提出了较完整的施工方法和采用了相应的施工设备。④制定了较完善的控制混凝土开裂措施。⑤用安全系数来协调安全与经济的关系等。全世界已建的坝高在百米以上的大坝中，大部分是混凝土坝。20世纪60年代以后，由于施工技术和机械化有所提高，土石坝的建设技术得到了发展，混凝土坝的比重有所下降。但随着混凝土坝设计理论的不断创新，特别是碾压混凝土筑坝技术的发展，混凝土坝建设将开创更广阔的前景。
碾压混凝土坝 采用超干硬性的混凝土经逐层铺填碾压而成的混凝土坝，简称RCCD或RCD。碾压混凝土坝是将土石坝碾压设备和技术应用于混凝土坝施工的一种新坝型。与常态混凝土坝相比，具有以下主要特征：①采用坍落度接近于零的超干硬性混凝土修筑坝的主体。②采用自卸汽车、皮带输送机、真空溜槽或管道运送熟料上坝。③浇筑时不分纵缝，有的用振动切缝机造横缝，有的采用预制混凝土模板等贯通成缝或间断成诱导缝，有的甚至不设横缝而全断面通仓浇筑。④用推土机平仓，振动碾压实等。⑤温控措施简化。
碾压混凝土坝施工工艺程序简单，水泥和模板用量少，薄层大仓面浇筑碾压，减少分缝分块，便于连续施工，简化温控措施，因而施工速度快，工期短，工程费用低。即使考虑到防渗等设施的投资，碾压混凝土坝仍远较常态混凝土坝经济。自20世纪70年代末期以来，碾压混凝土坝技术得到了迅速发展，不仅适用于混凝土重力坝，也适用于混凝土拱坝，但在枢纽布置和坝体设计时，应尽可能减少穿过坝体的孔洞，否则，施工干扰大，采用碾压混凝土坝不一定有利。
碾压混凝土坝的剖面设计、水力设计、应力和稳定分析（需增加对碾压混凝土层面的复核）与常态混凝土坝相同，但在材料、结构和施工方面存在不同的形式和方法，以适应碾压混凝土的特点。
坝体材料 胶凝材料的用量远少于常态混凝土，但变幅较大，有的只有60～70kg／m3，有的达240～250kg／m3，一般在120～160kg／m3之间。其中，粉煤灰、矿渣或其他活性掺和料在胶凝材料中所占比重一般为30％～60％，有的高达70％。按胶凝材料用量不同可分为4类：①高胶碾压混凝土坝，胶凝材料用量在150kg／m3以上，高掺量粉煤灰。②中胶碾压混凝土坝，胶凝材料用量为100～149kg／m3，不少国家如中国、南非、西班牙也采用高掺量粉煤灰。③日本碾压混凝土坝，胶凝材料用量一般为120kg／m3或130kg／m3，低量掺粉煤灰（一般只掺30％）。④低胶碾压混凝土坝，胶凝材料用量低于99kg／m3。为防止骨料分离，骨料的最大粒径大都小于80mm，并需级配良好。砂率在30％左右。水胶比一般在0.45～0.7之间。外加剂用量为胶凝材料的0.25％左右。在施工现场，常以碾压混凝土的稠度（即振动密度时间VC值，以s计）作为碾压质量控制指标，通常采用低VC值。中国根据自己的国情和设计、施工经验，形成了“中胶凝材料、高掺粉煤灰、低水泥用量、低VC值”的配合比设计原则。
坝体结构 因防渗措施不同而有不同的结构型式，大致可归纳为3种。
（1）坝面常态混凝土防渗型。仅将碾压混凝土用于坝体内部，而在坝体的上、下游面和坝顶以及靠近基岩面浇筑厚3m左右的常态混凝土作为防渗层、保护层和垫层，形成所谓“金包银”式。日本的RCD都属这种类型。坝体设横缝，横缝迎水面的止水和坝体排水管均设在常态混凝土内，碾压混凝土部分的横缝，在碾压前或碾压后凝固前用振动切缝机造成。横缝中间用聚氯乙烯板充填或白铁皮插入。这种类型如图1所示，基本上是从常态混凝土坝演变而来。这种形式防渗、防裂、防冻性能较好，但水泥用量多，施工干扰大，缩短工期、降低造价的效益较差。日本的岛地川坝、玉川坝等所有的碾压混凝土坝均属这种类型。
（2）坝体碾压混凝土防渗型。利用常态混凝土预制模板兼作坝面保护层或用滑动模板在内侧浇筑0.3～0.6m厚的薄常态混凝土以辅助防渗。坝体内部碾压混凝土采用高胶时，防渗性能较好，否则较差。这种类型如图2所示。它构造简单，施工方便，建造速度快，但防渗、抗裂性能稍差。美国的柳溪（WillowCreek）坝、中福克（Middle Fork）坝、上静水（Upper stillwater）坝等属这种形式。
（3）坝面防渗措施防渗型。这种类型的剖面绝大部分为碾压混凝土，但在坝的上游面采用专门的防渗措施，如：①在靠近上游面设置一定厚度的具有较强防渗能力的二级配高胶碾压混凝土作为防渗层并在层间铺垫砂浆或水泥浆，如中国的普定拱坝。②设置沥青砂浆防渗层，并在外侧用预制钢筋混凝土护面板（兼作模板），如中国坑口坝（图3．）。③敷设合成橡胶防渗薄板或预制混凝土板加PVC薄膜。④在上游面设混凝土砌块，如中国的水东坝。⑤在上游面浇筑钢筋混凝土面板（同时靠近面板一定厚度的坝体采用二级配高胶碾压混凝土），如已开工建设的高达192m的中国龙滩坝。
碾压混凝土坝多采用通仓浇筑，不设纵缝，可少设或不设横缝。根据温控和施工的需要，横缝可设置贯穿缝，也可设置短缝或间断型的诱导缝。形成横缝的方法有切缝机造缝、打孔（或钻孔）造缝、预埋分缝板造缝和立模板造缝等。横缝中布置止水的部位一般用常态混凝土。碾压混凝土坝一般仍设置坝体排水。排水孔可设在上游面的常态混凝土内，也可设在碾压混凝土坝体内。后一种情况的排水孔成孔方法有填碎石造孔、砂桩造孔、拔管造孔和钻孔等。
温度控制 碾压混凝土筑坝从总体上讲，有利于温度控制，但其水化热增温过程缓慢且高温持续时间长，加之坝体快速升高，不设纵缝，不设冷却水管等，对温控又将产生不利的影响。防止坝体产生温度裂缝的措施主要有：①减少水泥用量，选用低热水泥，合理确定混合材料的掺量，选用外加剂。②对原材料进行预冷却。③用冰屑代替部分拌和水。④设置短缝或诱导缝。⑤根据工程的具体条件（季节、气温和工程量等）合理安排施工，加强养护和表面保护等。
坝体施工 碾压混凝土施工 用土石方工程的施工机械运输、摊铺，振动碾压实超干硬性拌和物的混凝土，修建建筑物的施工方法。是20世纪70年代出现的混凝土施工的一种新技术。可用于筑路、混凝土结构修复及大体积混凝土工程（参见彩图XI-25）。与常态混凝土相比，碾压混凝土具有节省水泥、施工简单易行、施工速度快、经济性好等突出优点。1980年日本建成了世界上第一座碾压混凝土坝-岛地川坝，1982年美国建成了世界上第一座全碾压混凝土坝-柳溪（WillowCreek）坝。中国碾压混凝土筑坝技术虽然起步较晚，但发展迅速，1986年建成中国第一座碾压混凝土坝-福建省坑口重力坝。到2000年底，已建成52座碾压混凝土坝，坝型包括了重力坝、拱坝等，其中最高的碾压混凝土坝是湖南省江垭重力坝（高131m，1998年建成）。中国已成为世界建造碾压混凝土坝的主要国家之一。
碾压混凝土由水泥、掺合料、水、砂、粗骨料及外加剂材料组成。水泥和掺合料统称胶凝材料，中国多以粉煤灰作为掺合料。碾压混凝土对原材料的要求及配合比设计原则与常态混凝土基本相同，但它具有较大的砂率、水泥用量少，掺用较大比例的掺合料。其拌和物不具流动性（振动碾可在其表面行走碾压）、呈松散状态。拌和物在振动压实机具所施加的振动和动压力的作用下逐步密实。
碾压混凝土拌和物的工作度（振实所需时间）一般采用VC值表示，工程中应根据振动碾的性能、施工现场环境条件（气温、湿度、风速、太阳辐射、降雨等），通常控制在6～15s。碾压混凝土易产生离析，需通过配合比设计和选择合理的施工工艺来防止或减少骨料分离。
碾压混凝土施工工艺流程包括混凝土的拌和、运输、入仓铺料、平仓、碾压、养护等。拌制碾压混凝土可用强制式或自落式搅拌机，投料顺序与拌和时间由试验确定。
碾压混凝土是超干硬性混凝土，运输机具选用的范围比常态混凝土宽。自卸汽车与带式输送机由于运输强度大，是最普遍采用的运输工具。斜坡道在狭窄河谷也应用较普遍。斜坡真空溜管在陡峻地形中更体现出明显的优越性。运输时尽量减少倒运次数，防止骨料分离。
碾压混凝土由运输工具卸在浇筑仓面上，应按一定的厚度摊铺均匀，以保证碾压质量。平仓过的混凝土表面应平整、无凹坑，且不允许向下游倾斜。碾压是使碾压混凝土拌和物由疏松变为密实，从而获得必要的物理力学性能的重要环节。振动碾机型的选择应考虑碾压效率、起振力、滚筒尺寸、振动频率、振幅、行走速度、维护要求和运行的可靠性。施工中采用的碾压厚度可由混凝土的拌制及运输铺筑能力、温度控制要求、坝体分块尺寸和细部结构等因素根据现场试验确定。碾压遍数根据振动碾的性能、碾压层厚度及混凝土配合比等因素，通过试验确定。
碾压混凝土坝施工不宜设纵缝，大多数国家的碾压混凝土坝不设横缝，或者加大横缝间距。横缝采用切缝机切割、设置诱导缝或隔板等方法形成。水平施工缝要进行刷毛或冲毛处理，并先铺1.0～1.5cm厚的砂浆或碎石混凝土后再摊铺上层碾压混凝土。
坝体上升方式有间断上升和连续上升两种，习惯上称为RCD（Roller Compacted Damn）方式和RCC（Roller Compacted Concrete）方式。RCD方式即遵循常态混凝土的规定，坝体每隔15～20m设置横缝，上游面设置2.5～3.0m厚常态混凝土，压实厚度50～75cm（最厚100cm），间隔2～3d时间再浇筑上一层混凝土。这种方式源于日本。RCC方式坝体一般不设横缝或加大横缝间距，压实厚度多为30cm，连续浇筑上升。中国及大多数国家采用此法。这种方式更接近土石坝施工方式，施工速度更快，能取得更大的经济效益。为保证连续浇筑的碾压混凝土的质量，应保证上下层混凝土的塑性结合，在层间间隔时间超过一定限度后还应先铺一层砂浆、水泥浆等后再摊铺上层混凝土。
碾压混凝土浇筑完成后，应尽早开始养护工作。对水平施工缝面，养护工作应持续到上一层碾压混凝土开始铺筑为止；对永久暴露面，宜养护28d以上。
通常情况下，当降雨量超过3mm／h时，不得进行铺筑、碾压施工。当日平均气温高于25℃时，应采取防高温和防日晒施工措施；当日平均气温低于3℃时，应采取保温施工措施。在中国江垭碾压混凝土坝施工中，为解决碾压混凝土仓面面积大于有限的浇筑能力之间的矛盾，缩短层间间隔时间，提高层间结合质量，在实践中提出了斜层平推碾压法。这种方法也可作为高温季节碾压混凝土连续施工的措施。由于斜层平推碾压法的应用与研究时间不长，还有一些技术上的问题值得进一步探讨。
历史、现状和发展趋势 1964年在意大利建成的阿尔卑捷拉（Alpe Gera）坝，采用了低用量高标号矿渣水泥，卡车运输上坝，全剖面分层浇筑，用切缝机切缝等施工工艺，被认为是碾压混凝土坝的先驱。但该坝仍使用振捣器振捣，并不是真正的碾压混凝土坝。1970年和1972年，在美国召开的关于混凝土坝快速施工和经济施工的会议上，提出了碾压混凝土这一概念。美国经过试验研究，于1976年提出用振动碾碾压混凝土筑坝的可行性报告，并在1982年建成坝高52m的柳溪坝。日本于1974年开始对碾压混凝土筑坝法进行系统研究，并在1980年建成了世界上第一座坝高89m的岛地川碾压混凝土坝。中国在1986年建成坑口碾压混凝土重力坝，坝高56.8m。1988年南非建成了世界上第一座碾压混凝土重力拱坝-卡耐尔波特（Knell-poort）坝，坝高50m。1993年中国建成了世界上第一座碾压混凝土拱坝-普定坝，坝高75m。到1998年底，世界上已建的坝高大于15m的碾压混凝土坝共有184座，在建的有25座，其中60％分布在中国、日本、美国和西班牙。中国已建成的（30座）和在建的（10座）以及设计中的（20余座）碾压混凝土坝数量均居世界各国之首。到20世纪末，世界上已建成的最高的碾压混凝土重力坝为日本的宫濑坝，坝高155m，碾压混凝土方量153.7万m3；已建的最高的碾压混凝土拱坝为中国的沙牌坝，坝高132m；在建的最高碾压混凝土坝为中国的龙滩重力坝，第一期工程的最大坝高192m，后期坝高216.5m，碾压混凝土方量达750万m3。碾压混凝土筑坝技术，还广泛应用于施工围堰、非常溢洪道、修复防护堤、紧急安全加固、老坝加固加高和取代老化木笼坝等方面。当前，碾压混凝土筑坝技术正在以下一些方面进行更加深入的实践和试验研究：①碾压混凝土性能（包括强度、抗渗、抗冻等）与水、水泥、粉煤灰（或其他掺和料）、骨料等的配合比之间的关系。②混凝土性能与填筑层厚度、间隔时间以及振动碾压机理之间的关系。③消除卸料时的分离现象，提高混凝土的均匀性。④经济而有效的防渗措施。⑤简易而有效的质量控制方法。⑥提高碾压层面的处理质量和工作效率，以及提高碾压混凝土结合面的抗剪强度和抗渗能力，以适应修建更高的碾压混凝土坝。⑦碾压混凝土运输新技术新工艺（如全输送机系统）等。随着经验的积累和科学技术水平的不断提高，碾压混凝土坝在规模和数量上有日渐发展的趋势。
