水利工程中面板堆石坝坝体填筑施工技术研究

水利工程中面板堆石坝坝体填筑施工技术研究

倪佩花

身份证： 61012119831125**** 陕西西安 710000

摘要：在水利工程项目中，面板堆石坝坝体填筑施工技术成为其中的重要组成部分，在本次研究中，本文详细研究了坝体填筑施工技术方案，并采用实例分析法，阐述了其中的填筑作业施工要点，希望指导未来水利工程项目施工提供支持。

关键词：水利工程；面板堆石坝坝体；填筑施工

前言：在水利工程项目中，面板堆石坝坝体填筑施工是一种的常见施工技术方案，与传统施工技术相比，该方法能够降低工程项目的成本投入、提高施工效率，具有先进性。现阶段随着我国水利工程项目的进一步开展，则需要了解面板堆石坝坝体填筑施工的新方法，降低质量风险发生率，这也是本文研究的主要目的。

1.面板堆石坝坝体填筑施工分析

1.1施工准备工作

在面板堆石坝坝体填筑施工前，准备工作质量影响最终施工效果，所以为提高面板堆石坝坝体填筑施工质量，需要结合项目实际情况调整施工方案。正常情况下坝体填筑施工中所选择的材料以堆石为主，此类材料是不具有粘结力的碎石，但在碾压力的作用下会出现变形模量。同时大部分材料在施工前仍处于石料松散的状态，需要通过碾压施工确保原材料的紧密结合。在施工准备环节，填料划分为垫层、堆石体以及过渡三种类型，在垫层施工中的需要根据材料级配等做爆破实验，遵照施工质量来做好原材料质量管理，合理安排施工工期，提高施工效果。

1.2填筑作业施工方案

在填筑施工期间，遵照“先粗后细”的原则，摊铺主堆石区的过渡层、垫石层的集料，在面料清理干净后再摊铺细料。施工环节，结合上下游主次堆石区的施工要求，可选择进占法施工，使用自卸车，每个堆料之间的间隙控制在60-100mm以内；经推土机平铲后使集料滚落至底层并在面层上保留细石料，为下一阶段的碾压施工提供支持；在原材料进场后，采用粗细石料搭配的方法，严格按照界线卸料，并根据石料分堆结果做选择相应机械摊铺流程^[1]。

过渡层摊铺施工中，需要彻底清理上坡面体积超过30cm的块石，所有超过这一标准的块石均要经料场处理；在自卸车施工中采用后退法施工，先从两边卸料并逐渐向中心靠近，降低流水作业的难度。在机械摊铺环节，采用人工辅助作业的方法做好细节处理，将误差控制在±5cm以内；在施工中发现主堆石料侵占过渡层的情况，可通过反铲法处理。

摊铺环节，层料摊铺中需要彻底清理上游坡面体积大于8cm的石料，并采用上文介绍的方法施工，包括后退法施工与人工平整等。

1.3洒水施工

目前面板堆石坝坝体填筑施工中的洒水方法主要分为两种，分别为坝外加水与坝面加水等，期间需要严格按照现场实际情况选择相应的洒水方法。洒水的主要目的是确保石料的湿润，避免在振动碾压中造成接触部位的棱角撞碎而影响集料孔隙率。在不同的水力工程项目中，洒水施工需要结合实际情况进行调整，例如在使用风化岩为配料时，则需要多增加洒水量，这样才能确保风化岩料湿润，降低施工质量风险发生率。

1.4碾压施工

碾压施工中，可选择自行振动碾进退错距的方法，根据主次堆石做分层填筑或者碾压等。在振动碾期间，沿着平行坝体轴线的方向做碾压，而在施工边坡以及岸坡等位置采用顺方向的碾压方法；所有碾压机械以选择液压振动夯的方法施工，选择进退错距法，严格按照振动碾的碾子的宽度、次数等计算错距距离。例如：碾子的宽度为2m且碾压次数为8m时，则错距可控制在25-30cm；若碾压机械无法抵达预期位置，则用小型振动碾做进一步处理。

碾压环节需要严格控制压力，要避免因为压力过大而导致损坏，其中的压力相关数据如表1所示。

表1 碾压施工的数据标准（MPa）

2.工程实例分析

2.1工程项目简介

某水工建筑物为拦河坝，具有灌溉、防洪以及发电等功能，建成后的总库容约为22.5亿立方米。在该工程项目中选择了混凝土面板堆石坝体的施工工艺，其长度为795m，顶部的宽度为13.2m，上游坝坡为1：1.7、下游坝坡为1：1.89；整个项目施工中采用了砂砾石为基础，厚度约为90cm，整个工程项目的施工难度较高。

2.2填料的开采与运输

在工程截流上，上游汛期易出现淤砂，根据填料供应的要求，该工程项目中优先开挖上游料场，在下游先锋槽成形之后再开采^[2]。在整个施工中用液压反铲施工，并配置给料机、振动筛等设备，在筛分原材料后获得对应级配的石料后，分类堆放并由运输车辆运抵现场。

在爆破料场的石料采集中，设计岩石边坡角度为1：0.5，所以在结合现场的实际情况后最终选择了深孔台阶爆破法逐级采挖的方法，设置台阶高度10-13m。在边坡处理环节使用大孔距欲裂爆破的方法，先开展级配爆破实验后，根据实验结果，该项目最终确定准备自卸车40台，液压反铲5台。于项目上下游左岸设置上坝道路，起点高程分别为1675m与1709m，采用了砂石结构，道路宽度为8.6m。

2.3坝体的填筑施工

根据该工程项目的施工要求，主要是按照不同分区段的要求进行施工，结合项目的实际情况，该项目在填筑施工中的详细数据资料如表2所示。

表2 案例工程项目的施工数据

在本次填筑施工中，当坡面在挤压状态下逐渐被碾压到固定坡后，开始垫层的垂直碾压。根据本次项目的经验，在垂直碾压施工中可先用机挤压机处理半透水边墙；混凝土达到设计强度的1/2后，填筑内层垫料层，并经搅拌罐车将其运送至作业面，保证同步施工目标实现。在垫层料填铺成形后再碾压。

在碾压施工中应了解特殊部位的处理方法，包括坝体与岸坡的交接位置等，所有周边缝以下均可以认为是特殊垫层，此阶段需要需要考虑面板受力情况，此时若采用大型机械施工将会造成边墙接缝位置在过度挤压状态下造成脱落，而选择小型机械将会影响施工效率。所以该工程项目结合实际情况，选择了机械施工＋人工摊铺的方法：当自卸车将原材料运送至填筑面后，再反铲摊铺，此时由施工人员做边角处理；振动碾压环节，采用平板夯方法夯实靠近边墙0.5m范围的集料，碾压设备为3.5t振动碾。

2.4施工质量管理

本项目在施工质量管理中，选择数字监控系统观察碾压参数的变化情况，针对所有发现的参数超限情况做报警，叮嘱施工人员及时处理，直至碾压施工的数据满足施工质量要求^[3]。在施工现场管理中，选择级配相同的原材料做密度实验检测，分别做过渡层、垫层的石料做实验室分析，评估施工质量。该项目的质量检测结果可知，坝体的沉降量控约为250-260mm，约为填筑高度的0.15%，符合质量标准，提示施工方案具有可行性。

结束语：面板堆石坝坝体填筑施工成为水利工程项目的重要组成部分，本文所介绍的施工手段以及案例分析结果证明相关技术措施具有可行性，对于类似工程项目具有一定的指导借鉴价值，值得进一步推广。

参考文献：

[1]刘振路,李臻.水利工程中面板堆石坝坝体填筑施工技术分析[J].中国新技术新产品,2021(04):101-103.

[2]陈汉法.水利施工中面板堆石坝坝体填筑施工技术探讨[J].中华建设,2021(02):122-123.

[3]高志良,张瀚,熊敏.深厚覆盖层上高心墙堆石坝坝顶开裂特征及原因研究[J].中国农村水利水电,2020(05):103-108+113.