水利施工中面板堆石坝坝体填筑施工技术探讨

水利施工中面板堆石坝坝体填筑施工技术探讨

文维

盘州市水利投资有限责任公司

摘要：众所周知，水利工程作为调节水利、防洪灌溉的重要设施，可以防止自然灾害的发生，在人们生活生产中发挥着重要作用。堆石坝坝体主要由堆石填筑材料组成，其依托材料间的相互依附与咬合，从整体上保障大坝的稳定性。本文主要对水利施工中面板堆石坝坝体填筑施工技术进行探讨，详情如下。

关键词：水利施工；面板；堆石坝；坝体填筑；施工技术

引言

面板坝由于自身的特性，会趋向于稳定和安全，设计坝体时均会考虑自由排水功能，因此其他类型坝体经常出现的通病、隐患等在面板坝坝体中很少出现。面板坝坝体中出现的通病有面板开裂、接缝局部张开、止水结构功能丧失等。面板坝坝体中出现上述情况无需特殊处理，处理方式较为简单，在通病区开展接缝止水操作即可。当前国内有很多面板坝，尚未出现由于其整体失稳导致安全故事的情况。严格控制堆石坝坝体填筑施工质量，全面提升填筑效果意义重大，施工过程中应制定有针对性的控制质量措施，不断提升其建设质量，为面板坝的平稳运行奠定坚实的基础。

1面板坝优势

①建材来源广，可以就地取材，缩短建设周期;②物料利用率高，消耗性建材如钢筋、水泥等使用较少，节约建筑成本;③施工过程机械化程度较高，坝体坚固可靠。

2水利施工中面板堆石坝坝体填筑施工技术

2.1合理规划料场位置

在堆石坝施工中需要用到大量回填料，需要有专门的堆放场地，料场位置规划是否科学合理，直接关系到堆石坝施工的进度和质量。因此，在堆石坝施工前必须结合水利工程现场情况，加强选址和规划。为保证施工质量和进度，从时间、空间、质量３个方面入手来规划料场位置。（１）在时间规划上，充分考虑料场和堆石坝施工强度以及坝体填筑部位变化之间的相互影响，保证原材料的供给能够满足施工要求。（２）在空间规划上，合理确定料场的位置和高程，并进行科学合理的布置。（３）在质量规划上，对施工现场的地质条件、埋深、回填料储量等指标进行综合分析和试验，保证料场的总储量和质量满足堆石坝施工的要求。不同施工阶段，对施工强度的要求不同。在质量规划上做到了料尽其用，提升永久性和临时性建筑物基础碴料的利用率。

2.2上坝交通道路运输

1)设计的临时施工便道，应依托大坝建设实际，秉承分期、分区的原则，纵横于排水区坝体坡面上，施工便道整体呈“之”字形，最大纵坡不能超10%。2)在大坝填筑区构建施工便道，应布局于经检测填筑压实合格的区域内，提升路基的密实度，以免施工过程中出现沉降现象。3)施工便道建设在趾板及垫层区之间时，不能在跨越区直接通行，需在其中加厚路基并加铺钢板。4)使用载重自卸汽车运输坝料，车辆通行于上坝工作面，根据大坝设计强度，确定投入的运输车数量及密度。运输不同坝料的汽车需在外侧明确提示运输坝料种类，以免出现运错料、用错料的情况，车辆根据运输的石料分别进入不同的工作区，杜绝出现车辆错卸料的现象。车辆进入填筑区，要保持车况良好、车轮和车体整洁，严禁夹带有机质、泥土等进入施工区，以免影响填筑质量。

2.3高斯定理应用

在20世纪80年代，我国的土工观测工作比较落后，而堆石坝内部观测属于土工观测范畴，观测设备及观测方法还不健全，观测仪器设备的研制和生产还比较落后。在国外的水平位移监测中，美国垦务局推荐了引张线水平位移计监测大坝的水平位移，而使用较多的是测斜仪测斜的方法，它通过在大坝内部埋设测斜管，通过测定管道的斜度变化换算水平位移。目前，在国内以引张线水平位移计为主监测大坝内部水平位移，随着光电技术进步，真空激光技术被应用于大坝外部水平位移监测，光纤传感技术被应用于隧洞内部变形监测。当坝高超过200m、管路长度超过500m时，由于管线太长使得引张线位移计的测量时间大量加长，灵敏度降低，误差大大增加。由于引张线铟钢丝长度的大量增加，为保证测量过程中铟钢丝引张线处于绷直状态以准确传递测点水平位移，必须大量增加引张线用配重，使得铟钢丝因强度不足被拉断。因此，300m级高面板堆石坝坝体内部变形安全监测存在仪器失效率高的问题。这类依靠伸拉式传感监测水平位移的方法需要在坝后修建观测房，特别是在施工期需要搭建临时观测房，如果钢丝被拉断后仪器将难以修补。水布垭面板堆石坝的面板扰度监测采用了光纤陀螺技术，实现监测仪器机动灵活、容易维护和升级更换。为实现多渠道监测大坝内部水平位移，实现监测的连续性和比较性，使监测设备易维护、易更换，可应用高斯定律来监测大坝内部顺河向的水平位移。

2.4土石方开挖智能管控系统关键技术

建立土石方开挖施工质量控制物联网系统是实现土石方开挖智能管控的重要基础，而传感设备的选择是建立物联网系统的关键。传感设备的选取应满足开挖工程测量精度要求，同时兼具有经济合理性；通过对比分析，在挖掘机各部位布置坐标定位、方向、航向、角度、位移等传感设备，基于Maxwell架构开发了数据采集、分析、处理、传输、接收的操作平台，建立了挖掘机工作装置正运动学模型，实现了对车辆实时坐标、航向、方向和姿态以及施工状态的实时监控，搭建了土石方开挖施工质量控制物联网系统。土石方开挖智能管控系统主要基于B/S的三层体系架构，软件系统平台依托云服务器，主要业务功能通过网页浏览器操作完成。从业务功能逻辑方面将土石方开挖智能管控系统分为基础平台和土石方开挖质量控制智能系统两个部分。基础平台主要包括工程基础信息、施工机具信息、单位部门、用户/角色/权限、数据字典、业务参数/规则配置等内容，同时提供3D/GIS图形资源、数据分析算法、数据报表配置、业务流程定义等通用基础业务功能。土石方开挖质量控制智能系统包括面向挖掘机驾驶员的土石方开挖施工过程监控软件系统和面向工程管理者的土石方开挖质量管理系统两部分，面向挖掘机驾驶员的土石方开挖施工过程监控软件系统包括开挖范围、开挖高程、开挖坡度、开挖过程等监控及引导等模块，面向工程管理者的土石方开挖质量管理系统主要包括质量分析与工程面貌展示、工程统计与分析、数据管理、质量检验与评价、单元报表、系统管理、施工组织方案优化等。

2.5智能监测预警系统

基于堆石坝的典型变形特性研究结果，结合多智能体和变形施工控制等多方面条件构建坝体运营变形监测预警平台，为坝体的长期稳定性运行提供技术保障。智能体是基于人工智能发展起来的实体单元，通过结合多个智能体，可以构建多智能体预警系统，多智能体预警系统是通过黑板模型实现单个智能体之间的信息协作，该多智能体预警结构主要由六个智能体单元构成，分别为料源质量监测预警智能体、料源运输监测预警智能体、施工质量监测预警智能体、质量检测预警智能体、湿化变形监测预警智能体和流变变形监测预警智能体，单个智能体的主要单元包括了知识库、推理模型、反应器、规则库和感知器等。通过该多智能体监测预警系统可以实现对施工前、施工过程和运营过程三个方面全方位的坝体质量监测及预警。

结语

总之，水利工程质量至关重要，科学的施工方案、精细的施工组织、标准的施工管理，能够不断提升施工质量。要严格把控施工中的注意事项，能够更好地控制和保障施工质量，促使我国水利工程事业持续健康的发展。

参考文献

［1］唐光智.混凝土面板堆石坝碾压试验及填筑质量控制［J］.低碳世界，2017(27):102－103.

［2］宋永.混凝土面板堆石坝坝体填筑施工质量控制要点［J］.中国高新科技，2018(12):71－73.