混凝土面板堆石坝施工技术综述.pdf

2 0 1 4年第 1 2期 ( 第 4 2卷) 黑龙江水利科技 He i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 1 2 2 01 4 ( T o t a l N o 4 2 ) 文章编号 ： 1 0 0 7 7 5 9 6 ( 2 0 1 4 ) 1 2 0 0 9 2 0 3 混凝土面板 堆石 坝施工技术综述 贾飞宇 ( 贵州省沿河土家族 自治县水务局， 贵州 铜仁 5 6 3 3 0 0 7 ) 摘 要： 当今水利工程技术快速发展 ， 我国目前对混凝土堆石坝的建设技术越来越成熟， 其高 度也在不断突破新的记录， 混凝土面板堆石坝的施工技术要求也越来越高。经过多年的发展， 我国在该领域有了较大的进步， 技术的自主能力也不断增强 ， 文章旨在对混凝土面板堆石坝的 施工技术进行阐述， 将混凝土面板堆石坝的施工技术进行系统的介绍。 关键词： 混凝土面板 ； 堆石坝； 施工技术； 施工方法 中图分类号 ： T V 6 4 1 4 3 文献标识码 ： B l 混凝土面板堆石坝的发展历程 文章将混凝土面板堆石坝的发展历程分为 3个 阶段 ， 这 3个发展时期有着不同的特点 ， 分别对这 3 个阶段进行介绍 。 3一 。 7 7 7 2 1 一 面板， 2一 河床砂砾层， 3 一 坝轴线， 4一 保护网及钢筋 5一垫层 ， 6一过渡层 ， 7一主队石 区， 8一下游堆 石区 图 1 面板堆石坝 第一阶段 ， 早期 的混凝 土面板 堆石坝的特点 是 以抛填堆石为主， 这个时期的坝体相对较低， 一般高 度1 0 0 m， 而且这些坝体的质量水平较低， 面板不 但容易出现渗漏和裂缝现象 ， 还极易发生变形现象 。 第二阶段 ， 实际上是从抛填堆石到碾压堆石 的 一 个过渡阶段 ， 这个时期混凝土面板堆石坝基本没 有得到发展 ， 处于一个停滞状态。 第三阶段， 一直到了2 0世纪6 0年代中期， 碾压 堆石最终取代了抛填堆石才正式进入这个阶段， 而 且随着出现了先进的薄层碾压施工技术等不断的发 展和进步 ， 更 多数量 的混凝土 面板堆石坝 和更 高的 坝体不断出现 ， 这个阶段 的堆石 坝仍然是 当今 水利 水电工程建设的主流坝型 。 美国是世界上最早使用混凝土面板堆石坝技术 的国家 ， 开始堆石坝使用木质面板来防深漏 ， 经过 了 一 百多年的发展 ， 目前的堆石坝其 面板基 本都是利 用混凝土来构筑 ， 而且混凝 土面板具有几 个优势特 点， 施工工期短， 造价低， 性能好。所以， 这也是混凝 土面板堆石坝得到推广 的重要原 因。 目前世界上最 高的堆石坝 已达2 0 0 m， 而且 目前掌握 了1 5 0 m级面 板堆石坝的成熟技术 ， 2 0 0级面板堆石坝的构筑技术 尚待进一步的提高和改善 J 。 2 混凝土面板堆石坝坝体施工 混凝土面板堆 石坝坝 体施工分 为坝体 填筑施 工 、 测量 、 控制 、 坝料摊铺 、 洒水 、 压实 5个部分。 2 1 坝体填筑施工 堆石坝的坝体在施工过程 中是遵守一定原则 的， 必须在两岸岸坡及坝基的处理验收和相关位置 的趾板混凝土浇筑完工后进行。 由于水利气象 条件的变化 ， 往往会考虑实 际的 情况， 例如考虑来年度汛的实际需要， 或者填筑工期 较短等因素， 在将基坑进行截流后， 除了因趾板区和 坝后存在量水堰施工 区域 的施工干扰 以外 ， 在别 的 收稿 日期 2 0 1 4 0 6一l 2 【 作者简介 贾飞宇( 1 9 6 6一) ， 男， 贵州沿河人 ， 工程师。 一 9 2 贾飞宇 ： 混凝土面板堆石坝施工技术综述 第 1 2期 区域覆盖层可以先行按照设计要求进行清理后可 以 先行组织施工。 利用流水作业法可 以将坝面进行划分 ， 在多个 施工单元里 同时进行填筑施工 ， 在各个 单元里 的填 筑要依照标准顺 序 ， 先进行 测量控制 、 坝 料运输 、 卸 料 ， 而后洒水 、 摊铺平整、 振动碾压等一系列工序 ， 将 各个单元的施工有序进行。在各个单元要利用石灰 线等来做 好 标记 ， 防止 在填 筑 过程 中出现 漏 压 和 超 压 。 1一周 边 缝 ， 2一水 平 伸 缩 缝 ， 3一水 平 施 工 缝 4 一 竖向伸缩缝( 受拉) ， 竖向伸缩缝( 受压) ， 6一 竖向施工缝 图 2 混凝土面板堆石坝分缝布置 2 2 测量控制 进行基 面处理后的验收 ， 在合格后 ， 根据设计 的 要求将各个填筑 区的交界线进行测量 ， 洒上石灰线 来标识好 ， 在垫层上游边线用竹桩 吊线来进行控制 ， 分别在两岸岩坡上标记好桩号和高程； 其中垫层 、 及 其上游边线要分别与过渡层 的交界线 和主堆石区交 界线每层上升都要进行测量 ， 而后 以利于放样 ， 下游 边线可以放宽至 2 3 层的测量放样一次， 主次交界 线也 同样 J 。 施工放样要根据预测 的沉降量的坝体端木作为 标准 ， 应充分考虑沉陷对于外形尺 寸和高程的影 响， 将设计要求的坝顶高程作为最终的沉降高程， 应该 在填筑坝体时提前预留 0 5 一1 的沉降超高。 在进行坝体填筑时 ， 每进行一层上升 ， 都要进行 一 次边线的测量， 而且分别进行断面图的绘制， 将施 工过程中的定线 、 放线 、 验 收等原始测量数据记录都 要整理好， 装订成册， 进行档案存储， 工程完工后根 据设计和规范要求来绘制工程 的平面图及断面图。 盛习 a 周边缝 b 受压竖向铎 e 受拉竖 向缝 1 一水 泥砂浆 垫， 2 一铜止水 片， 3 一涂乳化沥青 ， 4 一 塑性填充料 ， 5 一塑料板保护 ， 6 一尼龙管 ， 7 一趾板 ， 8 一 面板 ， 9 一 塑料止水 ， 1 O 一沥青砂， l 1 一沥青木板， l 2 一特速填料区， l 3 一塑料垫板， 1 4 一 W 型止水 片 图 3 混凝土面板的接缝构造 2 3 坝料摊铺 坝料 的摊铺要从 坝体 的填筑 区最低点开始 ， 沿 着平行于坝轴线的方向， 将沙砾料、 小区料、 垫层料、 过渡料和两岸接坡料要按照后退 的方式进 行卸料 ， 而在进行主推石 、 次推石 和低压缩 区料 则要按照进 占的方式进行填筑 ， 自卸车将料卸车后 ， 推土机进行 摊平作业， 在作业过程中还要由小型挖掘机进行超 径石和界面分离料 的处理 ， 人工方式对垫层料和过 渡料来整平作业 ， 利用水平仪来测量每层铺料 的厚 度控制 ， 确保按照施工要求进行施工_ 6 。 2 4 洒水 根据不同的施工现场条件， 选取坝面加水和坝 外加水的方式。为了使得 石料处于湿润 的状态下 ， 且在振动碾得强力震动下使得块状石头的缝隙率降 低 ， 增加碾压的密实度和减小细料的缝隙。 洒水量要根据碾压实 验的结果来确定 ， 风化 岩 石的参配料要适当的增加水量， 使得其提前湿润和 软化 。 2 5 压实 自行式振动碾进退错距法碾压 主要针对垫层料 和过渡料， 而针对主、 次推石料和沙砾石料主要利用 牵坝体分 区填筑和碾压施工的方式 。 振动碾一 般沿 着平行 于坝轴 线 的方 向进行 碾 压 ， 在岸坡和施工道路 的边坡等位 置要增 加顺 向的 碾压 ， 还要用液压振动夯来进行加强碾压 。一般振 动碾压宽度要控制在2 m， 进行多达 8次 的碾压 ， 错 距控制在2 5 e m。 一 般在无法使用大型碾压设备的区域要使用小 型手扶式振 动碾或 者液压振 动夯加 强碾进行 碾压 作业 。 3 混凝 土面板堆石坝的碾压施工技术和分 区填筑的施工方法 3 1 坝体分 区的填筑顺序 一 93 2 0 1 4年第 1 2期 ( 第 4 2卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 1 2 2 01 4 ( T o t a l N o 4 2 ) 在混凝土面板堆石坝 的填筑过程 中要遵守一定 的填筑作业顺序 ， 一般采取“ 先粗后细” 的方法 。即 按照主堆石 区 一渡层区 一垫层 区的顺序来进行 填筑 。 在填筑时要及 时将界 面上 的粗粒径料 进行清 理， 这个方法不但有利于工程质量的保障， 还可以不 多使用细料的用量。对于上下游 的主次堆石料要采 用进 占法的方式进行铺料作业 ， 在碾压过程 中使用 牵引式 方 式， 而在 接缝 处 的碾压 采用 骑缝 碾 压 的 方式 引。 3 2 坝体分区填筑的施工方法 坝体分区填筑的施工方法主要有主堆石区与次 堆石区的填筑 、 过渡层料填筑和垫层料的填筑。 3 2 1 主堆石区与次堆石区的填筑 堆石区的填筑料要使用 自卸汽车卸料， 并采用 进 占式填筑， 在卸料过程 中要 控制大约6 0 c m的间隙 在堆与堆之间 ， 利用推土机将较大的石块推走， 较细 的则 留在面层上 ， 为碾压工作做准备 ， 一般较大的石 块尽量在施工现场进行 碎解 ， 而铺在层 面上。在碾 压过程中要采用错距法来沿着坝轴线的方向进行碾 压 ， 按照1 5 k m h 的速度行进 ， 碾压工作按照坝料的 分区段来 分 区分段进 行 ， 每个 碾压 工段 的搭接 1 m， 铺料厚度和碾压次数要严格按照试验数据来进 行施工。在碾压过程 中要层次分明 ， 防止漏碾或者 欠碾 。 在岸坡边缘 ， 防止大块石集 中， 在边坡选用较细 小的石料来进行过渡料的填筑， 而且在周边位置先 行铺筑。 碾压时要尽量靠近岸坡进行 ， 沿着 上下游 的方 向来行进碾压， 不能碾 压的地方要用小 型碾压设备 进行补充碾压 ， 防止漏碾 。 3 2 2 过渡层料填筑 进行过渡层的填筑要将大块的石头进行剔除， 所有主堆石料上游坡 面的 3 0 c m的分离出来 的石 块要进行清除。这个 区料的最大颗粒直径 3 0 c m， 超过的要进行粉碎处理 ， 进行填筑 时要用 自卸汽车 直接卸到人工作业面上， 使用后退法卸料， 从两边向 中间的倒料顺序来进行， 有利流水作业的效率。 过渡料的平整要用推土机进行 ， 可 以辅助于人 工整平 ， 厚度则按照施工参数标准来执行 ， 接缝处要 处理好 ， 不得有超径块石 。主堆石料不要 占据过渡 - - - 9 4 - 石料的区位 ， 出现必须进行人工清 除。平 整后 要进 行洒水 、 碾压 ， 通常采用 自行式碾压或者拖式振动碾 碾压 ， 碾压方 向依然采用平行 于坝轴线的方 向进行 行驶 。 3 3 垫层料的填筑 垫层料的填筑要求精度更高， 必须将过渡料上 游坡面的大块块石进行分离清 除， 超过8 c m就要进 行清除。 垫层料 的组成是 由黄砂和级配碎石料在料场拌 制而成的， 再利用 自卸车运输到垫层区进行 自卸 ， 也 是通过推土机进行整平 ， 人工进行辅助整平 ， 在填筑 过程中要将上游边线水平超宽2 0 c m以上 ， 基本与过 渡区料的填筑方式相 同， 碾压也是按照顺坝轴线进 行 ， 振动碾距要与上游边缘控制在4 0 c m的距离 内。 按照施工的技术标准进行洒水量 、 碾压遍数和碾压 行走速度的控制 。 4 小结 我国的水利资源丰富 ， 进行水利工程建设 的潜 力巨大 ， 混凝土面板堆石坝 的施工对 于水利工 程的 质量是十分关键 的， 其仍是 目前进行坝 型选择 的首 选 ， 修建的高度决 定了一个 国家水利工程 的技术 水 准 ， 也是一个国家利用水利资源水平高低的象征。 参考文献 ： 1 李志， 郑光明混凝土面板堆石坝的技术进步 J 施工 技术 ， 2 0 1 3 ( 1 O ) ： 1 1 61 1 7 2 王志强 水利工程中面板堆石坝坝体填筑施工技术 J 山东工业技术， 2 0 1 3 ( 1 2 ) ： 1 1 2 3 茹彩江， 常焕生 莲花水电站混凝土面板堆石坝施工技 术 J 水利水电技术， 2 0 0 8 ， 3 9 ( 1 2 ) ： 1 01 2 4 张翔浅谈某水电站混凝土面板堆石坝施工 J 知识经 济， 2 0 1 1 ( 0 9 ) ： 8 2 【 5 吴桂耀， 黄宗营， 蒋建林 高混凝土面板堆石坝施工技术 J 水利水电技术， 2 0 0 6 ， 3 7 ( 0 7 ) ： 1 1一l 6 6 马如骐 特殊条件下混凝土面板堆石坝施工技术 J 水 利水 电施工 ， 2 0 0 6 ( 0 4 ) ： 4 0 4 7 7 王丽新， 王永明， 赵秀娟 寒区混凝土面板堆石坝施工技 术的改进 J 黑龙江水转学报， 2 0 0 7 ， 3 4 ( 0 3 ) ： 5 9 6 1 8 张孝中 关于混凝土面板堆石坝施工工艺的改进 J 中 国水运 ， 2 0 1 0 ， 1 0 ( O 1 ) ： 1 8 81 8 9 9 王道群 如何做好混凝土面板堆石坝施工质量的控制 J 广东科技 ， 2 0 1 2 ( 1 1 ) ： 1 7 81 7 9