水利工程中面板堆石坝坝体填筑施工技术

水利工程中面板堆石坝坝体填筑施工技术

刘军杰1  江鹏2

开封黄河河务局第二黄河河务局  河南省开封市   475100

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2身份证（41020319840205251X）

摘要：面板堆石坝坝体是水利工程中常见的建筑形式，面板堆石坝坝体填筑施工技术不仅关系到坝体的稳定性和安全性，同时也是保障水利工程质量和可持续发展的重要环节。在填筑施工过程中，需要注意选择合适的填筑材料、严格控制填筑质量、加强对填筑区域的监测等，以确保坝体的稳定性和耐久性。

关键词：水利工程；面板堆石坝坝体；填筑

1 面板堆石坝概述

面板堆石坝是一种新型的大坝类型，其结构特点和施工工艺与传统的重力式混凝土大坝有很大的不同。面板堆石坝采用钢筋混凝土面板作为主体结构，以石块为填料进行填筑，具有以下结构特点：第一，面板堆石坝的主体结构是钢筋混凝土面板，其具有较高的抗拉强度和弯曲强度，能够有效抵抗大坝产生的水压力和地震力，具有较好的抗震性能和耐久性能。第二，面板堆石坝的填筑材料是石块，填筑面板与面板之间的空隙，形成了坝体内部的排水系统，能够有效排除坝体内部的渗漏水，提高了大坝的稳定性和安全性。第三，面板堆石坝的坝顶宽度较窄，一般为3~5 m，相对于传统的混凝土大坝，其占地面积较小，可以节省大量的土地资源[1]。

2水利工程中面板堆石坝坝体填筑施工技术

2.1测量放线

在堆石坝基础面的施工作业完成后，需要对不同填筑区域的交界线依据设计要求进行确认和区分。为了做好标识以便于后续施工，可以采用撒石灰线的方式将各个区域分开。同时，需要控制垫层上游区域，针对两岸坡体，标记出桩号，准确计算破体的位置，为了确定过渡层与上下游垫板的边境线，需要通过确定下游边条和主次边境线的方法，从二层到三级都有一个测量，这样可以确定堆石坝区域的交界线区域。在具体的施工测量控制工作中，需要全面分析坝体断面结构状态，全面考虑地基沉陷引起的高程和尺寸变化，将管理层设计要求作为填筑作用预留高度的依据，一般来说，坝基沉降量在0.5%~1% 之间。在进行填筑施工时，往往需要每填筑一次就必须测量一次分区边条，从而实现对横断面图的精确制图。通过在施工作业中进行多次的定线放样和检验，充分保证了堆石坝施工的计量准确度。

2.2筑坝材料与技术要求

堆石混凝土主要包括堆石入仓和专用自密实混凝土的生产浇筑两道工序。堆石料采用料场开采的大粒径块石、开挖料中的大粒径块石（或卵石）等，经筛分后粒径大于300mm的块石直接运输至仓面自然堆积，形成有空隙的堆石体，再基于堆石体进行自密实混凝土浇筑，以填充堆石空隙，构建较为完善、紧密、高强度结构。作为一种新型工艺，堆石混凝土有效发挥了自密实混凝土的高流动性充填堆石缝隙的优势，打造密实的混凝土，具有块石含量高，胶凝材料用量低的特点。对堆石料及混凝土外加剂的质量要求为：（1） 选择质地坚硬、新鲜，不存在脱落现象，其粒径应≥300ｍｍ，最大粒径不超过结构断面最小边长的１/４，厚度的１/２[2]；堆石料的饱和抗压强度不小于４０ ＭＰａ；含泥量不大于0.5% ，不得含有泥块；（2） 堆石自密实混凝土应使用聚羧酸系列高性能减水剂，其品质除应满足《混凝土外加剂》GB8076 －2008高性能减水剂的基本要求外，还应通过标准自密实砂浆法的检测，标准自密实砂浆的指标应满足相关技术导则的要求。

2.3大坝基础处理

为加强基础整体性，对坝基进行全面固结灌浆，灌浆孔间排距３ ｍ，呈梅花型布置，若基岩节理裂隙发育，且局部有风化夹层，相应的适当加深固结灌浆深度，帷幕上游侧设１ 排深孔固结灌浆孔，孔深１２ ｍ，帷幕下游侧区固结灌浆孔孔深为８ ｍ。帷幕上游区和地质有缺陷部位的坝基固结灌浆要求采用有混凝土盖重方式施灌，其他区域采用无混凝土盖重或找平混凝土封闭方式施灌。在不抬动基础岩体和盖重混凝土的原则下，固结灌浆压力尽量提高，有混凝土盖重区根据其厚度采用0.4 ～0.7 MPa，无盖重或找平混凝土封闭灌浆区采用0.2～0.4MPa[3]。

坝基上游侧设一排帷幕灌浆，坝体廊道内帷幕灌浆孔距大坝上游面约3.5 ｍ，孔距2ｍ，帷幕灌浆深入相对隔水层（ｑ≤５ Ｌｕ）以下５ ～ ８ ｍ，左岸向山体内延伸至正常蓄水位与地下水位相交处，右岸由于相对隔水层和地下水位均较低缓，根据渗流分析成果确定帷幕延伸长度。两岸坝肩山体帷幕灌浆在地表进行，左岸坝肩帷幕灌浆顺坝轴线延伸长度为56ｍ；右岸坝肩因山脊走向偏向下游，帷幕灌浆沿山脊走向往下游侧偏转23.5°，延伸长度为65ｍ。帷幕灌浆单孔深13.5～39.5 ｍ。大坝坝基内的残存探洞、钻孔，采用回填灌混凝土封闭处理；节理裂隙发育，基岩较破碎处，加强固结灌浆，并采用锚杆处理。

2.4大坝填筑施工

(1)填筑施工需要提前做好区域划分和工序流程，根据作业工序对施工单元进行划分，分层进行摊铺、压实，最终进行质量检测。填筑施工顺序为堆石料、过渡料、垫层料;具体摊铺过程中，应当确保垫层料、过渡料宽度达到标准,下游填料不得侵入上游填料区。相同填筑部位建基面填筑需要从低部开始起，分区碾压区间搭接宽度不应小于1.0 m。

(2)在对坝体进行填筑时，采用分段接头的方法，错开对每层坝体进行填充，每一层坝体连接处预留适当的距离，坝体表面的断条带应当与坝体表面轴线的位置相平行，将两段的间隔控制在合理范围内。坝体坡比不得大于 1 /3，在填筑坝体和地基表面连接物的混凝土时，选用小型的机械对混凝土进行压实，也可采用人工的方法对填充的混凝土进行压实，这样才不会破坏混凝土结构物内部结构的稳定性，提高结合部位施工的质量。在对表面进行填土压实之前，要将混凝土结构物周边的填充物进行压实，压实完成以后再填土碾压，避免在碾压过程中周边产生强大的侧压力，给整个结合部位的施工造成不利影响[4]。

(3)堆石料中不允许夹杂粘土、草、木等有害物质。堆石料宜采用进占法卸料,在装卸时应特别注意避免分离,不允许从高坡向下卸料,在与岸坡或混凝土建筑物接触处铺料时不得发生粗颗粒集中现象。在堆石料区与岸坡或混凝土建筑物接触处,回填水平宽度不小于 2.0 m 的过渡料,其层厚同堆石料,以防与岸坡、建筑物接触部位块石集中和架空。特别注意在边角部位,应用平板振动器仔细压实。

(4)不合格坝料的处理。应对上坝料质量进行跟踪,禁止无用料、级配不满足设计要求的料上坝;上坝后存在超径石、树根、杂草等杂物的应及时清理。若存在不满足要求的料上坝时应督促承包人及时清出坝面。

(5)大坝填筑碾压参数控制。现场各坝区填筑施工必须严格按批复的碾压填筑参数进行施工,铺料过程中检查铺料厚度。对混凝土坝体采取不同区域分区温控, 分区控制混凝土坝建设期间最高温度, 基础强约束区最高温度控制在24℃ , 弱约束区和自由区最高温度控制在26℃和28℃以内。混凝土冷却需保证当日降温速率不要过高, 防止快速降温导致冷缩开裂, 削减坝体峰值温度随后进行1 到2 个月控温, 水管冷却措施可采取施工中期加冷却方法防止冷却后混凝土温度回弹过高导致混凝土变形, 也提前为后期混凝土温降预防, 保证坝体转入冬季能迅速适应温度骤降。水管间距依据强约束区2 m×2 m 间距, 其余区域采取2 m×2.5 m 间距。

3结语

面板堆石坝是一种新型的大坝类型，其采用钢筋混凝土面板作为主体结构，以石块为填料进行填筑，具有较高的抗震性能和耐久性能。因此，对于面板堆石坝坝体填筑施工技术的研究，对于提高施工质量和效率，保障水利工程建设的顺利进行具有重要的意义和价值。

参考文献

[1]万云辉, 张超, 孔凡辉, 吴超. 软岩筑坝技术在卡洛特沥青混凝土心墙堆石坝的实践与探索[J]. 水电与新能源, 2023, 37 (11): 1-4.

[2]黄阿油. 顺昌县张源水库堆石混凝土坝设计方法探析[J]. 地下水, 2023, 45 (06): 266-267+300.

[3]黎明. 施工期碾压混凝土大坝温控防裂分析[J]. 陕西水利, 2023, (10): 195-197.

[4]张自淼, 罗来宏, 舒玉. 巴拉水电站面板堆石坝监理质量控制[J]. 四川水力发电, 2023, 42 (05): 141-144.