电站混凝土面板堆石坝填筑施工中坝体过流技术的探讨.pdf

1 6 内 蒙 古 水 利 2 0 1 1 年第5期( 总第 1 3 5 期) 【 工 程设 计 与施 工 】 电站混凝土面板堆石坝填筑施工中坝体过流技术的探讨 李建青， 马建青 ( 青海省三江水电开发股份有限公司， 青海 西宁 8 1 0 0 0 0 ) 摘要 文章以具体的工程案例为指导， 对坝后坡、 坝面及挤压边墙过流处理等加以分析， 能在降 低工程作业成本的同时， 提 高工程作业效率， 保证水电站作用的发挥。 关键词 水电站； 混凝土面板； 填筑； 过流技术 中图分类号： T V 7 3 2 文章标识码： B 文章编号： 1 0 0 9 0 0 8 8 ( 2 0 1 1 ) 0 5 0 0 1 60 2 从水电站建设的整体角度看 ， 混凝土面板坝施工 导流和度汛 的安排情况对于整个工程质量都有着很大 的影响。在具体施工阶段 ， 对于坝体施工的安排则决 定了整体的作业状况 。施工导流度汛设计编排关系着 具体的施工状态 ， 也是多个方面施工作业的基础 ， 如 ： 施工场地分配、 上坝道路布置等。这些都需要施工人 员在技术上把握好操作， 以保证各项施工能顺利完成。 1 实例概况 1 1工 程状况 某大坝坝址地形为对称“ V” 型狭谷 ， 河谷宽 1 O 2 5 m， 两岸山坡陡峻 ， 左岸坡角 4 2 。 ， 右岸坡角 6 5 。 ， 相 对高差 1 0 01 5 0 1 T I ， 河床及山坡基岩基本裸露。 大坝坝址出露的地层为志留系龙马溪组( S ，： ) 二 段薄 一中厚层粉砂岩 ； 第四系覆盖层有河流冲积物、 洪 积物、 残坡积物、 崩积物。在左岸发育一节理式 断层 ( F 4 ) ， 走 向 N W2 0 。 3 0 。 ， 倾 N E 7 0 。 左 右， 该断层 在地 表显现 出来 的长度较大， 在高程 1 0 3 5 m以下宽 3 5 m， 穿过河流到右岸逐渐尖灭， 在左岸坡会由于高程的 上升而出现宽度增大的现象， 到达 1 0 7 0 m高程时断 层破碎带则超过 了 3 0 r l l 。碎块石是断层破碎带 内的 主要充填物， 块径 3 0 5 0 e m。工程范围内岸坡岩体 卸荷强度过大 ， 对整体荷载承担能力较弱， 这会影响到 后期施工方案的制定。从工程具体状况看， 平均卸荷 水平深度为 3 0 m， 多数岩体的稳定性难以达到最佳组 合 ， 最差 的卸荷松动带水平深度在 8 02 0 0 m， 松动 带内卸荷裂隙张开0 1 2 0 c m， 个别达 8 c m。 1 2 坝体尺寸及填筑分区 大坝是混凝土面板堆石坝， 坝顶高程达 1 1 0 0 2 0 17 1 ， 防浪墙墙顶高程达l 1 0 1 5 0 m。坝顶轴线长度 1 1 1 0 m， 坝顶宽6 8 m 。河床趾板建基面高程 1 0 2 3 0 0 m， 最 大坝高 7 7 2 0 m。大坝上游坝坡比为 1 ：1 3 。下游坝 坡设一级马道， 马道高程为 l 0 6 0 0 0 m， 马道宽度为 2 5 m， 综合坝坡比为 1 ：1 3 。 溢洪道处在大坝左岸， 溢洪道堰顶高程 1 0 8 9 5 0 m， 共设 1孔， 单孔净宽 8 0 m， 由一扇平板 钢闸门控 制。大坝的平面布置 ， 见图 1 。 经过测量得出， 大坝坝体填筑总量达 4 2万 m ， 从 上游往下游 ， 填筑分 区涉及到 了多个方面的内容 ， 包括 了垫层区、 特殊垫层区、 过度料区、 堆石 区、 干砌石护坡 区。填筑料主要运用开采灰岩， 平均干容重在 2 7 5 k N m ， 饱和抗压强度 6 4 MP a ， 软化系数 0 7 9 ， 弹性模 量 6 7 G P a 。其分 区， 见图 2 。 镬 图 1 水电站凝土面板 堆石 坝坝区平面布置 图2 面板堆石坝填筑横断面 电站混凝土面板堆石坝填筑施工中坝体过流技术的探讨李建青等 1 7 2 坝体过流技术的实施 尽管该大坝的整体填筑方量较小， 但受到坝址等 因素的影响， 给施工作业带来了较大的困难， 影响了施 工作业的效率。在填筑之前坝后呈现出来的两大通 路， 至坝顶的上坝公路和至基坑的沿河路， 两条道路都 处在左岸 。右岸因坡度过陡， 难以顺利进行施工作业。 左岸坡度较陡， 在修建处理阶段则会遇到不同的问题 而影响操作。专家分析指出， 1 0 5 0 m高程下课结合沿 河路当成填筑道路； 填筑到 1 0 5 0 m后， 毁坏沿河路修 建中线填筑道路， 选择马道填筑到1 0 8 0 m高程； 1 0 8 0 n l 高程以上选择上坝路实施填筑。受到道路结构形式 的影响， 在水电站施工时要估计好不同的参数指标， 这 样才能达到导流洞和坝体同时过流的要求。 为了避免在施工过程中出现 问题看 ， 对于此次施 工积极引进了先进 的技术处理 ， 这样 ， 可以保证施工质 量达到理想状态。主要选择的过流技术方案重点在于 过流技术方案 ， ( 1 ) 边墙。由于此分析 的电站库区位置在暴雨 中 心 ， 具备了山区河流陡涨陡落等状况 ， 施工时应加强对 上游面的保护， 以此防止受到洪水的影响。施工人员 要严格掌握具体的施工水平， 对整个工程作业采取科 学的处理技术 ， 为过流技术的引进创造条件。 ( 2 ) 填筑区。填筑区通常都要设置于过水前加 以 保护， 对电站洪水的控制需结合具体的流量， 这样才能 达到洪水的抵制需要 。由于填筑料系新鲜石灰岩， 因 而在填筑区坝面无需实施具体 的保护 ， 只要进行适当 的碾压处理则可完成操作。因坝面在汛期依旧要不断 填筑加高， 针对过流中损坏则可进行适当的修复处理， 然后再持续浇注施工。考虑到维持各个区域之间的有 效性 ， 我们应该修实施分区处理 。 ( 3 ) 坝后坡。鱼泉大坝坝后施工 阶段选择 了大石 干砌削坡技术， 同时， 选择反铲配合人工削坡处理。干 砌石在使用过程能发挥 出较强的抗 冲压作用， 这对 于 新阶段的施工作业提出了严格的要求。施工中在大坝 尾部抛填 l 1 m厚的大石 ， 这样可以抵制外来的冲刷 。 根据现实施工阶段的具体情况， 对操作施工项 目 加以样的调整处理， 这样可以保证各个环节的有序进 行。在施工中设置需要钢筋笼， 这样能为后期的作业 处理带来方便 ， 对位于坝后 1 0 3 5 m和 1 0 4 5 m高程加 以调整。详细操作流程为： 在坝后设置长宽高 2 m 1 5 m 1 m的钢筋笼， 使用人工块石加以填充， 但后 再结合钢筋把钢筋笼焊接融合到一起 ， 这样才能把钢 筋笼与锚杆连接起来， 满足了不同的施工需要。 3 3 次过流考验实际效果 2 0 0 9年初， 电站大坝开始填筑， 至 2 0 0 9年 1 2月 填筑完成。2 0 0 9年 5月 2 4日遇特大洪水 ， 过流后观 察， 坝轴线以上坝体无任何损伤， 坝轴线下游坝体沿借 用的填筑道路被洪水冲刷了一道深槽 ， 宽约 1 2 m( 道 路宽9 m ) ， 深约6 m 。从过流情况分析， 电站堆石坝虽 然采取的过流保护措施简单， 但比较实用。在超标准 洪水下， 坝体基本安全。冲刷的深槽是因为道路位置 较坝体其他区域低且有坡度， 形成水流主通道， 使水流 流速加大， 进而产生强大的冲刷力， 损坏了部分坝体。 2 0 0 9年7 月 l 6日， 2次过流时， 已经使用中线填 筑道路 ， 坝面整体上升。坝面水深 23 m， 流速 约 3 m s ， 过流时间6 h 。过流后 观察 ， 坝面、 坝后及坡脚无 任何损伤 ， 仅在坝后坡遗 留部分漂浮物需要 清理 。此 次过流 ， 说明 电站堆石 坝的过流保护措施 是有效 的。 同时 ， 也检验了损坏部分修复结果 ， 说明对第一次过流 损害修复措施是正确的。 2 0 0 7 年 7月 2 2日， 3次过流时， 坝面水深 1 m， 流 速流速约 1 m s ， 过流时间 3 h 。过流后观察 ， 坝面、 坝 后及坡脚无任何损伤， 仅在坝面遗留部分漂浮物需要 清理 。 从 3 次过流情况看， 挤压边墙对坝前的保护作用 毋庸置疑。错台填筑对垫层区、 过度区的保护作用明 显 。坝后坡的大石及钢筋笼是过流保护 的重要措施。 过流时 ， 尽可能保持大坝填筑堆石区整体上升， 才能确 保过流效果 。 4 结语 综上所言 ， 堆石坝施工 中坝面过流是一种可行 的 作业方式 ， 这对于维护 电站正常运行状况有很大 的帮 助 。工程人员要制定有效的施工计划 ， 以创造更 大的 经济效益。 参考文献 1 P 马奎斯， 王扬 混凝土面板堆石坝的特性 J 水利水 电快报， 2 0 0 5， ( 1 7 ) 2 郦能惠， 孙大伟， 陈铁林 折线型面板堆石坝 改善面 板应力状态 J 岩土工程学报， 2 0 0 6 ， ( 0 1 ) 3 郝巨涛， 鲁一晖， 贾金生， 窦铁生， 杜振坤 ， 邓正刚 混凝土 面板堆石坝接缝止水技术的新进展 J 水力发电， 2 0 0 5 ， ( 1 2 ) 4 李轶玉， 张靖平 混凝土面板堆石坝级配料硐室爆破开采 的设计与施工 J 葛洲坝集团科技， 2 0 0 5 ， ( 0 2 ) ( 编校 ： 杨亚军) 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 6 2 2 作者简介： 李建青( 1 9 7 5 一) ， 工程师， 青海省三江水电开发 股份有限公司。