水库工程项目混凝土面板堆石坝施工技术
时间：2023-01-20 10:40:26 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
潘天俊
(江西省水利水电建设集团有限公司，南昌 330000)
混凝土面板堆石坝和土质坝相比，最大的区别在于，以堆石体作为支承结构，并在坝体上游表面，设置一层混凝土面板，作为堆石坝的防渗结构，混凝土面板堆石坝的防渗漏系统由基础防身工程、趾板、面板三部分共同组成。具有施工工程量小、建设工期短、投资少、施工简单、抗渗性好等优势，坝身多为堆石结构，而面板则采取了钢筋混凝土，因此，堆石材料的质量以及施工质量是衡量混凝土面板堆石坝安全运行的主要指标，面板作为防渗结构，既能满足抗渗性和耐久性的需求，而且具有一定的柔性，可很好的适应堆石体的变形，更好的保证坝体结构的稳定性和运行的安全性。
新屯水库作为望谟县城区防洪工程措施之一，通过与纳坝水库联合蓄洪错峰，可使望谟县城达50a一遇防洪标准。同时，新屯水库也肩负着县城供水，规划新屯水库年供水量为486万m3。
混凝土面板堆石坝坝轴线呈直线布置，坝轴线方位角为NE8.64°，最大坝高78m，坝顶高程735.00m，防浪墙顶高程736.20m，坝顶宽度9m，坝顶长255.33m，坝底最大宽225.15m。趾板建基面坐落于弱风化岩体中上部，最低建基面高程 657.00m。大坝上游坝坡为1∶1.406，下游坝坡采用变坡，变坡点高程为 710.00m，上半段坝坡为1∶1.5，下半段坝坡为1∶1.4，并在下游坝坡高710.00m、685.00m均设一马道，下游综合坝坡为1∶1.485。坝体分区从上游到下游依次为上游石碴盖重区1B、上游黏土铺盖区1A、混凝土面板 F、垫层区2A、过渡区3A、主堆石区3B、下游次堆石区3C、下游块石护坡3D 等。
本工程左岸岸坡为凸出的山脊地形，地形坡度在35°～45°之间，无冲沟发育，岸坡中下部有一条四级公路穿过；
右岸地形坡度30°～45°，局部>50°，岸坡有一定的起伏，少量冲沟发育，但切割较浅，坡脚有少量耕地；
河床总体较宽缓、无跌坎及深潭等发育。为适应坝体变形，在面板之上设置了横缝，混凝土面板采取了C25W10F100混凝土，顶部厚度为0.3m，底部厚度为0.554m，两岸受拉垂直张性缝间距为8m，中间受压垂直压性缝间距为16m。趾板基岩属于弱透水岩体，采取了平趾板型式，厚度为0.6m，趾板的宽度为5.5m，趾板和基岩间采取Φ25(Ⅲ级)L=4.5m@2×2m 锚筋锚固。基础采用固结灌浆处理，基础固结灌浆布置为两排，孔深均为 8m，间排距均为 2m。
3.1 土石方开挖
在土石方开挖中，需要结合施工分区的不同，采取有针对性的开挖方法。比如：在进行岸坡趾板和坝肩基础土石方开挖中，需要采取先开挖岸坡，再开挖河床的方法[1]。在河流截流之前，进行河床地面以上岸坡开挖，截流之后进行河床地面以下基础土石方开挖。覆盖层采取2m3挖掘机挖装20t自卸汽车运输渣土，基础石方采取潜孔钻为主，气腿式风钻为辅的开挖方法。临近水平建基面可采取预留保护层的浅孔台阶爆破法进行开挖，控制保护层厚度在1m左右。而在进行河床部位基础土石方开挖中，采取潜孔钻辅以气腿式风钻造孔，人工装药爆破，永久边坡进行预裂爆破，分层开挖。
3.2 趾板混凝土浇筑
为保证施工质量，本工程在趾板混凝土浇筑中，采取了分段的浇筑的方法，河流截流前，需要完成河床地面以上部位趾板浇筑混凝土，截流后进行河床地面以下部位趾板混凝土浇筑[2]。趾板用木模板立边模，顶模采取刚模板拉模法施工，混凝土泵送土仓后，及时跟进人工平仓，并用插入时振捣棒充分振捣。
3.3 灌浆
灌浆是混凝土面板堆石坝施工的核心环节，如果灌浆不充分，会影响混凝土面板堆石坝的稳定性，甚至会引起严重的渗漏现象。为保证施工质量，案例工程在灌浆施工中，采取了先固结灌浆，再进行帷幕灌浆的方法[3]。在固结灌浆操作中，用回转钻机来造孔，分两排钻孔，每排灌浆孔不分孔序施工，注浆方式采取从下到上的分段纯压式灌浆方法。而在进行帷幕灌浆时，用冲击钻成孔，钻孔也分两序施工，先施工一序孔，再施工二序孔，采取从下到上的分段孔内循环灌浆法。
3.4 坝体填筑
坝体填筑是整个混凝土面板堆石坝施工的重中之重，如果坝体填筑的质量不达标，会对整个混凝土面板堆石坝运行的安全性造成严重威胁，必须严格把控好坝体填筑质量。因此，在具体施工中，每层堆石坝坝体填筑施工工艺流程是：测量放样→第一层挤压边墙基础找平、与过渡区料结合部位的主堆区块石料铺填(80cm)→第一层挤压边墙浇筑(40cm)→第一层过渡层料铺填(40cm)与碾压→ 第一层垫层料铺填(40cm)与碾压→测量放样→第二层挤压边墙基础找平→第二层挤压边墙浇筑(40cm)→第二层过渡层料铺填(40cm)与碾压→第二层垫层料铺填(40cm)与碾压→主堆区块石料铺填(80cm)与碾压→次堆区块石料铺填(80cm)与碾压→下游坝面干砌石护坡。垫层料坡面防护施工方法采用BJY40 混凝土边墙挤压机施工 C5混凝土挤压边墙。在案例工程施工中，为保证坝体填筑质量，采取了分区填筑的方法。
本工程坝体填筑共分为四个区域，包括3B主堆区、3C次堆区、3A过渡料区、2A垫层料区。但由于3A区和2A区的填筑面积比较小，可将这两区域合二为一进行填筑，以提升填筑效率。而3B区和3C区填筑的面积比较大，可进一步划分三个施工块区采取循环法进行填筑。即一个施工辅料填筑，一个施工块区进行碾压施工，另一个施工块区进行取样验收，三个施工块区都沿着混凝土面板堆石坝的轴线进行划分施工。
在进行垫层料和过渡料填筑中，当每层挤压边墙完成混凝土浇筑，并且达到一定强度之后，再进行堆垫层料的填筑的测量放线，通过撒布白粉的方式，明确标记出垫层料填筑的宽度边线，作为本次垫层料填筑的标记[4]。选择20t自卸汽车将填筑材料运输到垫层料填筑区域之后，选择后退法进行卸料填筑，填料完成之后，及时用挖掘机整平，控制填筑厚度在40cm左右，并喷洒适量的水，以提升碾压效果。等过渡料全部填筑完成之后，再采取平碾振动碾按照碾压试验确定好的参数进行全范围碾压。
当完成两层垫层料和过渡层料填筑和碾压之后，再按照填筑分区的要求，开展主堆区料和次堆分区料的分区填筑和碾压。本工程在主堆区填筑施工中，采取20t自卸汽车，将选择好石料运输到指定的分块填筑区域，采取进占法和后退法相互结合的方法进行卸料，再用TY200推土机进行铺料和平整处理，主堆区填料填筑的厚度要控制在80cm左右，填筑完成后及时洒水润湿，严格按照《混凝土面板堆石坝施工规范》 规定，采用平碾振动碾按碾压试验确定的参数进行碾压。
3.5 护坡
混凝土面板堆石坝下游坝坡需要进行有效的护坡处理，才能提升使用寿命，提升运行的安全性和稳定性。案例工程在下游坝坡护坡中采取了干砌石护坡方法，随混凝土面板堆石坝坝体上升之后2.0m进行砌筑。由20t自卸式汽车将选择好的块石运输到施工现场，经过现场测量放线之后进行人工砌筑。为最大限度上提升护坡效果，在砌筑中采取相邻两层错缝锁结的砌筑方式，和堆石料采取相互交替的铺筑方法，一边回填，一边砌筑，从上到下，错缝砌筑，保证每块砌石紧靠密实，垫塞稳定。尽量用大块砌石进行封边处理，以提升护坡面的平整性。
3.6 混凝土面板施工
混凝土面板施工同样也是混凝土面板堆石坝施工的主要工序，其施工质量对混凝土面板堆石坝的抗渗性、抗腐蚀性有很大影响。实际施工中，为确保混凝土面板施工质量，在进行混凝土浇筑中采取了跳仓浇筑方法，两个工作面进行流水作业[5]。混凝土面板采取无轨滑动模板按照从下到上，一次到顶的方法浇筑。
在具体浇筑中，为降低浇筑难度，提升浇筑速度，靠岸边不规则地带将滑膜斜向放置，两端上升速度不同，需要等滑模达到水平状态之后，再进行同步上滑。无轨滑动模板由坝顶5t专用卷扬机来牵引模板，以初始滑模能够持续稳定上升，控制滑模上升的速度在2m/h以下，混凝土在拌合站拌和完成之后，通过运输罐车运输到施工位置后通过溜槽接料入仓，人工摊铺、平仓处理后，用插入式振捣棒进行充分振捣。
3.7 防浪墙
防浪墙的主要作用是抵消水浪对混凝土面板堆石坝造成的冲击影响，对提升混凝土面板堆石坝使用寿命，保证运行安全等方面有非常重要的意义。本工程坝顶防浪墙为混凝土结构，混凝土浇筑时采取了跳仓浇筑方法，钢模板立模，混凝土泵送入仓后，人工平仓，并用插入式振捣棒进行振捣，以提升混凝土的密实度，充分发挥出放浪效果。
综上所述，结合工程实例，分析了水库工程项目混凝土面板堆石坝施工技术，结果表明，混凝土面板堆石坝虽然优势比较多，但施工工序比较多，任何一个施工环节控制不当，都会对总体施工质量造成严重影响。这就要求在混凝土面板堆石坝施工中，能够结合现场实际的施工条件，制定科学有效的施工方案，并从土石方开挖、趾板混凝土浇筑、灌浆、坝体填筑、护坡、混凝土面板施工及防浪墙等要点同时入手，才能最大限度上发挥出混凝土面板堆石坝的优势，确保质量安全。
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