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

王成 唐永财

云南建投第一水利水电建设有限公司 云南 昆明 650011

摘要：近年来，随着社会经济发展，水利工程建设规模在不断扩大。面板堆石坝是水利工程建设的重点施工，通过就地取材，可减少废弃材料，同时也可减少水泥及钢筋的消耗，从而降低施工成本，缩短施工工期。因此，本文首先分析水利工程中面板堆石坝结构施工重要性及施工技术要点，然后实例分析面板堆石坝坝体填筑施工技术，以望对后期类似工程提供参考借鉴。

关键词：水利工程；面板堆石坝；坝体；填筑施工；技术

    水利工程建设直接关系到国民经济发展，其中面板堆石坝是水库施工的关键技术，经过多年发展，被广泛应用到我国水利建设中[1]。但面板堆石坝坝体在建设中容易出现不同程度的损坏，使得大坝出现渗漏，威胁大坝安全。因此，应做好面板堆石坝坝体的填筑施工，确保水利工程的安全性。下面则对水利工程中面板堆石坝坝体填筑施工技术进行分析。

一、水利工程中面板堆石坝结构施工重要性及施工技术要点

   1、重要性

   面板堆石坝由坝体、面板、防渗接地结构组成，其中坝体是整个大坝的主要部分，起到支撑面板作用；面板属于防渗结构，依托周边缝连接渗接地结构；防渗接地结构由支板、基础防渗帷幕组成。坝体由堆石填筑材料，施工中如材料压铸密实度不足，往往会降低填筑体变形模量，增加坝体的整体压缩变形[2]。一旦压缩变形增大，将直接影响到面板的功能，甚至会破坏坝体，导致坝体功能失效，出现漏水，直接影响大坝安全。坝体中容易出现面板开裂、接缝局部张开、止水结构功能丧失，从而影响坝体安全性。施工中应采用针对性的措施来提高建设质量，为后期施工奠定基础。

   2、施工技术要点

   （1）施工准备。面板堆石坝坝体填筑施工前，应做好施工准备，才能够避免过大压缩变形。坚持循序就地、就近取材原则，找到合格材料，安排开采工作。根据材料级配来开展爆破试验，通过规范作业加强材料质量控制，根据储量来安排施工进度。做好组织工作，保证填筑作业的连续性。通过现场勘查掌握场地情况，根据工程需求、上坝强度来施工。

   （2）填料施工。填料摊铺时，应按照“先粗后细”的原则作业，先摊铺主堆石区的过渡层、垫石层等粗粒径料，清理干净后再增加细料。对于上下游的主次堆石区料，通过进站法摊铺，采用自卸车卸料[3]，使得堆与堆保持60毫米的间隙，便于后续的碾压操作。摊铺过渡层粒料，应将上游坡面超过30厘米的块石清理干净，根据要求，过渡层粒料最大直径应为30厘米，若超出这一要求的石料，可分解为小粒径石料。从两边来卸料，再向中间靠近，便于流水作业。摊铺垫层料时，清除上游坡面超8厘米的石料，摊铺砂料及级配碎石料拌制的粒径应小于8厘米。堆石区填筑时，垫层及过渡层都应填筑二层，采用激光仪等设备来加强层厚测量，确保与堆石区同步填筑。

    （3）坝体碾压。应充分考虑不同区域的填料不同，其结构受力也存在不同，需分压碾压。开展碾压试验获得碾压遍数、洒水量及碾压速度等参数的最优值。做好坝料洒水工作，确保填料湿润，在强力震动下降低缝隙率，从而提高结构密实度。主次堆石料碾压期间，采用进退错距方式。若碾子宽达到2米时，碾压8次的错距达到25厘米。沿着坝轴线进行碾压，其速度为每小时1.5km，各阶段搭接至少1米。靠近山坡处有较大块石，需要采用粒径小石料来过渡填筑，碾压时应尽量靠近岸坡。碾压期间应加强压力控制，避免破坏混凝土结构。

二、实例分析水利工程中面板堆石坝坝体填筑施工技术

    1、某工程概况

    某水能电站设计装机容量为3600MW,电站大坝为混凝土面板堆石坝，有过渡料、特殊垫层料、坝后干砌石、坝前坡挤压边等。坝体填筑施工量有170.26万平方米，设计总工期为1279日。坝体分为过渡区、垫层区、堆石区，周边缝隙下游的垫层区底宽2米，顶宽0.5米。过渡区位于河床基槽段全断面、坝体及两岸接触面3米宽。堆石区与过渡区填筑料，采用工程所在地附近料场所提供的凝灰岩，其垫层料则采用筛选出超粒径颗粒后河床砂砾石料。

    2、施工要求

    充分考虑到混凝土面板堆石坝，实际工作状态、坝体结构、作用，应合理分区来施工，如垫层区、特殊垫层区、黏土铺盖区[4]。垫层区：料场的开采微粒在80mm内，粒径小于5mm，颗粒含量在30%，压实后的渗透系数是1×10-6cm/s的微风化岩石，孔隙率小于16%，压实后干密度大于2.2t/m3。特殊垫层区:粒径在40mm内的微风化岩石，经砂石骨料系统掺配后的混合料。黏土铺盖区：压实度为96.15%，粒径大于0.067mm颗粒含量小于40%，粒径小于0.567mm。干容重至少1.89kN/M3的任意级配石渣料，可保护黏土铺盖表层。具体参数如下表1所示：

表1 面板堆石坝坝体各个分区的参数设计

   3、填筑参数

   根据《碾压式土石坝施工规范》中的相关规定，对混凝土面板堆石坝进行分区碾压试验，其场地选择在料场前平整、坚实及开阔区域，过渡料的试验场地设置在碾压后的大坝填筑面，垫层料试验场地安排在生活区平整坚实及开阔地带[5]。其试验场地与试验区域面积为10m×15m，5m×10m。发动机作用功率为115kv，转弯半径最小值为6400mm，其工作速度为2.90km/h、5.87km/h、9.34km/h。

    4、施工质量控制

    在垫层及其过渡层施工时，应做好特殊位置处理，如坝体与岸坡结合部位、各个区域交接。周边缝以下为特殊垫层，选择大型机械，容易导致结构脱落。为了避免上游边墙移位出现的混凝土脱落问题，可采用机械+人工方式摊铺。同时安排人员进行边角摊铺[6]。振动碾压期间，配合采用平板夯对靠近边墙0m-0.2m的位置来夯实，时间为90秒。对于边墙到下游的位置，可采用3.5t振动碾完成自行碾压。此外，在堆石料填筑中，对于堆石区域过渡层交接处，可先填铺堆石料，铺设过渡层前，完成上下游的清理工作，做到平顺过渡。考虑到砂砾吸水性不好的问题，可在洒水后立即碾压。对于岸坡处，可采用小振动碾压。

三、结束语

    面板堆石坝坝体填筑施工应做好施工准备，并做好填料开采及运输各个工序的衔接，严格把控填料作业、坝体碾压及测量控制，并根据实际情况制定科学施工方案，从而提高施工质量。

参考文献：

[1]曹金玉.水利工程中面板堆石坝坝体填筑施工技术[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术, 2021，3(2):32-33.

[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].2021,3(11):56-57.

[3]秦力.水利工程项目中的混凝土面板堆石坝体填筑施工[J].水电水利, 2021, 5(6):20-21.

[4]徐俊伟. 浅谈混凝土面板堆石坝坝体沉降对挤压边墙施工质量的影响[J]. 2021,4(11):90-91.

[5]张雄德.水利工程中面板堆石坝坝体填筑施工技术探析[J].黑龙江水利科技, 2022, 50(1):168-169.

[6]张福平.浅析水利工程中面板堆石坝坝体填筑施工技术[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术, 2021,4(1):33-34.

作者简介：

王成(1980年7月),男，汉族，云南富源人，本科，工程师，主要从事水利水电坝体施工等工作。