混凝土面板堆石坝垫层料上游坡面施工技术简介.pdf

广西水利水电 G U A NG X I WA T E R R E S O U R C E S&H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 4 ( 6 ) 施工技术 混凝土面板堆石坝垫层料 游坡面施工技术简介 李 仙 ( 广西水电T程局， 广西南宁5 3 0 0 0 1 ) 摘要 介绍了面板堆石坝的特点及垫层料上游坡面的主要施T方法 ， 以及斜坡碾压固坡技术、 挤压边墙施丁技 术、 移动边墙施T技术和翻模固坡技术的施T丁艺流程， 及其在T程实施中的应用效果。 【 关键词】 施T技术； 上游坡面； 垫层料； 混凝土面板堆石坝 中图分类号 T V 6 4 1 3 4 【 文献标识码】 C 文章编号 1 0 0 3 - 1 5 1 0 ( 2 0 1 4 ) 0 6 0 0 4 9 0 3 l 概 述 混凝 土面板堆石坝是 以堆石料分层碾压成坝 体 ， 并以钢筋混凝土面板作为防渗体的堆石坝。这 种坝型 因断面小 、 安全性 好 、 施工方便 、 适 应性强 、 造价低等优点 ， 备受坝工界的青睐， 已成为一种颇 受欢迎的筑坝类型 。 面板堆石 坝垫 层料上游坡面作为砼面板 的持 力层， 设计上要求必须平整、 密实、 均匀。水库蓄水 后 ， 如果不平整， 防渗面板将受到较大的基础约束 力 ， 容易产生裂缝 ； 如果不密实 ， 防渗面板将在水压 力作用下产生较大变形以致破坏 ； 如果不均匀 ， 则 变形模量不均匀 ， 防渗面板将产生不均匀变形 和应 力集中。垫层料上游坡 面施工 的质量和进度 ， 直接 影响到整个面板堆石坝工程的施工质量和进度 ， 所 以， 作为面板堆石坝施工的一个关键环节 ， 一直备 受重视， 国内外坝工界也一直在研究 、 探索其更好 的施工方法和工艺。 目前 ， 我 国在面板堆石坝垫层料上游坡面及其 防护层通 常采用的施 工技术有 4 种 ： 斜坡碾压 固坡 技术 、 挤压边墙施工技术 、 移动边墙施工技术和翻 模 固坡 技 术 。本 文 分别 对 这 4种施 工 技术 进 行 介绍 2 斜坡碾 压 固坡技 术 我国2 0 世纪8 0 9 0 年代修筑的混凝土面板堆 石坝 ， 其 垫层料上游坡面的施工多采用斜坡碾压 固 坡技术。该技术的施工要点是： 垫层料填筑 ： 垫 层料填筑时向上游面超填 2 0 C n l 左右 ， 然后振动碾 进行水平碾压； 坡面修整和碾压： 砼面板施工前， 反铲辅以人工进行坡面修整， 小型振动碾进行斜坡 碾压 ； 坡面保护 ： 坡 面修整 和碾压后及 时采用摊 铺水泥砂浆或喷洒阳离子乳化沥青进行坡面保护 。 斜坡面修整 的具体施工方法是 ： 根据上游设计 坡 比， 采用激光导向仪 、 全站仪等控制上游坡面； 反 铲进行粗修坡 ， 再用人工进行细部修整 ， 对欠 、 超挖 部分进行挖除或 回填 。人工修整后上游坡 面一般 高出设计坡面约5 c m左右。 斜坡碾压及保护的具体施工方法是： 在坝顶 布置电动葫芦 ， 安装振动碾 。电动葫芦距斜坡面应 有 1 5 m左右 的距离 ； 振动碾 的安装应确保 钢丝绳 与坡面保持平行； 采用静碾和振动碾压相结合进 行斜坡 面碾压 ， 先静碾 2 3 遍 ， 然后振 动碾压 45 遍 ； 采用将吊索在坝顶水平移动一定距离， 把振 动碾从下 向上斜拉至顶部再放下去 ， 往 返数次 ， 完 成斜坡碾压错位 ； 坡面碾压合格后进行摊铺水泥 砂浆或喷洒 阳离子乳化沥青 固坡保护 。 工程实例 ： 天生桥一级水电站面板堆石坝采用 了斜坡碾压固坡技术。 3 挤压边墙施 工技 术 借鉴道路工程道沿机的挤压滑模原理 ， 经试验 研究 ， 1 9 9 9 年 巴西埃塔坝( I T A) 工程推 出了一种面 板堆石坝垫层料上游坡 面施工新工艺一挤压式混 凝土边墙施工技术。该技术 的施工要点是 ： 在每填 筑一层垫层料之前 ， 用特制的挤压式边墙机制作一 收稿 日期】 2 0 1 4 0 9 - 0 l 【 作者简介】 李仙( 1 9 7 4 - ) ， 女， 广西玉林人， 广西水电T程局工程师， 主要从事水利水电 【 = 程施T及管理1 二 作。 4 9 李 仙： 混凝土面板堆石坝垫层料上游坡面施_ 技术简介 道低强度 、 低弹模 、 具半透水性 的混凝土墙 ， 其下游 侧基本直立 ， 上游侧坡度与砼面板坡度一致 ， 高度 一 般为4 0 c m。待混凝土墙达到一定 的龄期 ， 并具 有一定强度后 ， 在其下游侧按设计铺填垫层料及其 它堆石料 ， 用振动碾进行碾压 ， 相邻两岸坝肩 的部 位用小型振动碾碾压 ， 碾压合格后重复上述工序 ， 形成一个表面为混凝土的上游坡面。 挤压式混凝土边墙施工技术具有提高垫层 料 的碾压质量， 简化施工工艺， 简便、 及时地防护上游 坡面等特点 。 3 1 施工工艺乜 ( 1 ) 基面平整。人工将 已碾压合格的垫层料碾 压面平整 ， 不应有起伏波浪形状和散落的骨料。整 平后进行测量放线 ， 标示出挤压机的行走路线 。 ( 2 ) 挤压机 吊装就位 。边墙挤压前 ， 将挤压机 吊装到施工起点。一是控制好挤压机高度 ， 砼边墙 高度由挤压机后轮轮高决定 ， 挤压施工前需对其进 行调节校核； 二是要保证机身处于水平状态 ， 利用 水准 尺对机身进行调节 。就位时将挤压机置于前 进的直线方 向， 使其外墙板与已成型边墙外坡面重 合。就位后安放挤压边墙 角形端头挡板并固定。 ( 3 ) 边墙挤压成型 。采用混凝土罐车将按设计 配 比拌制好 的砼运输到现场 ， 采用后退法往挤压机 进料 口卸料 ， 速凝剂由专设于挤压机的外加剂罐 随 挤压机边行走边 向进料 口添加。挤压 时由专人控 制挤压机行走方 向和行走速度 ， 速度一般控制在 5 0 m h 左右。趾板接头处的起始端和终止端采用人工 立模浇筑边墙 。边墙挤压成型后 ， 如出现上下层接 坡 问明显错台或边墙坍塌 ， 及时采用同种砼进行人 工修补处理 。 ( 4 ) 垫层料填筑碾压。在挤压边墙成型达一定 强度后 ( 一般 2 h 后 ) ， 进行垫层料 的填筑碾压 。靠 近挤压边墙 区域采用小型振动碾碾压 ， 以外区域采 用大型振动碾碾压， 垫层料的碾压遍数按设计要求 进行 。 3 2 施工效果 ( 1 ) 挤压边墙施工技术减少了上游坡面削坡 、 斜坡碾压等作业 ， 减少了坝体填筑施工对下部趾板 作业的干扰 ， 有利于趾板 区灌浆施工的安全。 ( 2 ) 垫层区用水平碾压取代传统工艺中的斜坡 面碾压 ， 提高了垫层料的压实质量， 保证了密实度 。 ( 3 )同步成型坡面保护， 大坝随时具备挡水度 汛 条件 ， 可快速提供一个抗 冲刷的防护面 ， 有利于 5 0 安全度汛 。同时 ， 可降低导流标准， 节省投资。 工程实例 ： 世界第一高面板堆石坝一 水布垭堆 石坝采用了挤压边墙施工技术。 4移动边墙施 工技 术 随着我国面板堆石坝筑坝技术的不断发展 ， 实 现了趾板建在深厚覆盖层上的面板坝。即将坝 基 采用混凝土防渗墙 防渗 ， 将趾板建基面从一般要求 开挖至基岩面而抬高到河床面即防渗墙顶部， 趾板 与防渗墙之间用止水结构缝平接 ， 形成建在覆盖层 上的趾板。 鉴于趾板建在深厚覆盖层的实际情况 ， 这种类 型的面板堆石坝垫层料上游坡 面的施工不宜采用 挤压边墙施工技术 ， 我 国以新疆察汗乌苏面板坝为 代表 ， 经试验研究 ， 推 出了移动边墙 施工技术 。移 动边墙与挤压边墙 的原理相似 ， 是通过坐落在垫层 料上 的边墙作为垫层料的约束体 ， 使垫层料实现水 平碾压。其原理是 ： 在每填筑一层垫层料之前 ， 将 移动边墙安装在靠近上游坡面 ， 其稳定利用 自重保 持。移动边墙采用长方体钢筋混凝土预制块， 尺寸 一 般为， J ( 长 8 m) x W( 宽 0 6 m) 日( 高 0 4 m) ， 移动 边墙高度根据垫层料每层填筑高度确定 ， 单个移动 边墙重约 5 t 。移动边墙顶部设 吊环 ， 采用汽车吊吊 装就位 。 移动边墙施工工序 ： 预制钢筋混凝土移动边墙 一安装移动边墙一垫层料铺填一垫层料碾乐一移 除移动边墙一 j角 区域垫层料修整一 坡面平整一 坡面保护。 移动边 墙施工要 点 ： 坝体基 础开挖 验收合格 后 ， 在开始堆石料铺料前 ， 进行测量放线 ， 按照设计 要求将堆石料分区 ， 用石灰划线标示 ， 然后安装第 一 层移动边墙 ， 边墙内侧距该层垫层料设计边线约 2 c m左右。第一层边墙安装完成后 ， 铺填垫层料并 进行碾压 。垫层料取样检 测合格后进行第二层移 动边墙安装 ， 第二层边墙外边与第一层边墙内边距 离约2 c n 3 左右， 第i层边墙施工方法大体与第二层 相 同。如此循环进行 ， 当施工至第 四层 时 ， 利用第 一 层 的移动边墙 ， 以此类推 ， 实现移动边墙循环使 用。最后用反铲挖除边墙多余 角区域的垫层料， 再辅以人工修整成设计坡比的坡面， 修整后摊铺水 泥砂浆或喷洒喷洒阳离子乳化沥青固坡3 1 。 为了解决用反铲削除多余三角区域的垫层料 后而引起的垫层料下部松动 ， 影响法 向密实度的问 广西水利水 电 G U A N G XI WA T E R R E S O U R C E S &H Y D R O P O WE R E NG I N E E R I N G 2 0 1 4 ( 6 ) 题 ， 在施工过程 中， 采取对垫层料坡面洒水湿润 ， 然 后用振动平板振动使之密实。 移动边墙施工效果 ： 移动边墙约束体的作 用 ， 令垫层区垫层料实现 了水平碾压取代斜坡 面碾 压， 提高了压实质量 ， 保证密实度 ； 移动边墙在坡 缘的限制作用， 使得垫层料不需要超填 ， 缩短了工 期， 降低了工程造价； 施工设备简化， 边墙坡面整 洁美观； 固坡砂浆与垫层料施工基本一步到位， 随时在汛期起到挡水作用 ， 缓解了工程度汛压力 。 工程实例 ： 目前 ， 趾 板建 在覆盖层上的面板坝 已有 l 0 多座， 其 中坝高 1 0 0 m以上的有 3 座， 坝高 1 1 0 m的察汗乌苏面板坝为其 中之一 ， 覆盖层厚度 为 4 6 I T I 。 5 翻模 固坡技 术 翻模 固坡技术是我 国以双沟面板坝为代表 ， 在 借鉴冷却塔 翻模施工技术 、 碾压混凝土加浆振捣技 术 、 变态混凝土技术和地锚技术 的基础上 ， 经试 验 研究 而推出的面板堆石 坝上 游坡 面固坡技术 。其 施 工要点 为 ： 在堆 石坝上游 面支立带 楔板 的模 板 ； 在模板内侧铺填垫层料； 振动碾对垫层料 进行初碾后拔 出楔板 ， 然后 向模板与垫层料之问形 成的空隙中灌注水泥砂浆 ， 再进行垫层料终碾； 由于模板的约束作用 ， 垫层料及其上游坡面防护层 砂浆达到密实并且表面平整 ， 模板 随垫层料的填筑 而翻升。 5 1 施工程序 翻模 固坡技术施工程序 ： 上游坡面模板支立一 垫层料铺填一 垫层料初碾一拔 出楔板一灌 注水泥 砂浆一垫层料终碾一下层模板翻升至顶层 。 具体的施工步骤是 ： 根据施工图测量放样 ， 在堆石坝上游坡面支立特制 的钢模板 。每层模板 的高度与垫层料填筑层厚度一致 ， 通常为4 0 c m， 模 板层数根据水泥砂浆强度增长情况确定 ， 一般为 3 4 层 。各模板问用 u型模板扣连接 ， 上 、 下层模板之 间须设置有可靠的连接， 使下层模板对上层模板提 供足够强度的约束。在模板内侧安装楔板 ； 摊铺 垫层料 ， 靠近模板附近的垫 层料用人工进行摊铺 ； 垫层料铺填好后洒水 ， 振动碾对垫层料进行初 碾 ， 先静碾 2 遍 ， 再振动碾压 3 遍 ； 拔出楔板 ， 向垫 层料与模板之间形成的空隙中灌注水泥砂浆 ， 振动 碾再振动碾压3 遍； 把最底层模板拆下 ， 支立到顶 层。如此循环 ， 直至施工到坝顶 。 上游坡面翻模施工 中， 在底层模板处必须设置 安全 网 ， 其随作业 面升高而 向上移设 ， 以确保施工 安全。 5 2 施工效果 ( 1 ) 实现了垫层料进行水平碾压和坝体全断面 平起均衡上升 ， 有利于保证坝体填筑质量。 ( 2 ) 大坝上游坡面随时具备挡水度汛条件 ， 工 程度汛安全性大大提高。坝体填筑施工对下部趾 板作业面施工干扰小， 有利于趾板区灌浆施工的安全。 ( 3 )面板施工时 ， 可利用砂浆固坡外露的模板 拉筋头作钢筋架立筋和固定模板 的钢筋 ， 节省 另做 锚筋 的时间和费用 。 ( 4 ) 翻模技术在上游面充填的固坡砂浆 比挤压 边墙技术的混凝土薄 ， 其对面板的约束小， 适应坝 体变形能力强 ， 有利于面板防裂， 利于面板的结构 安全 。 工程实例 ： 蒲石河抽水蓄能电站面板堆石坝和 双 沟面板堆石坝工程采用 了翻模 固坡技术 。 6结 语 ( 1 ) 我 国引进 混凝 土面板堆石坝筑坝技术后 ， 因地制宜， 对传统工艺进行了改进 ， 垫层料上游坡 面的施工技术也创造性地进行了改进 ， 这是面板坝 筑坝技术的创新。 ( 2 ) 本文 的4 种面板坝垫层料上游坡面的施工 技术各有特点， 不同的工程应根据自身特点选择采 用 ， 以达到技术经济最优的效果。 ( 3 ) 挤压边墙存在错 台、 与垫层料区及 混凝土 面板脱空等现象 ， 恶化了混凝土面板的受 力条件 ， 混凝土面板所受约束程度有所提高， 对工程的影响 程度与可能的后果， 有待深入研究。 参考文献 1 】 张羽 天生桥一级水电站堆石坝垫层料坡面施T【 J J 红 水河 1 9 9 7 ( 4 ) ： 3 7 3 8 【 2 】 李仙 ， 李华平 挤压边墙施丁技术在洞巴水电站面板堆 石坝的应用 J 】 广西水利水电 2 0 0 6 ( 3 ) ： 7 3 - 7 5 ( 责任编辑 ： 刘征湛 ) ( 英文摘要 下转第 6 ( )页) 51 苏家敏 ， 陈 吕凡： 六甲 1 、 2 机组水轮机顶盖排水系统改造 Tu r b i n e h e a d c o v e r d r a i n a g e s y s t e m mo d i fic a t i o n f o r No 1 a n d No 2 u n i t s o f L i u j i a Hy d r o p o we r S t a t i o n S U J i a mi n，CHEN C h a n g f a n ( J i n C h e n g J i a n g Hy d r o p o w e r P l a n t o f G u a n g x i C o n s t r u c t i o n G r o u p C o ， ， J i n C h e n g J i a n g 5 4 7 0 0 0 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e m a i n s h a ft s e a l i n g o f N o 1 a n d N o 2 u n i t s o f L i u j i a H y d r o p o w e r S t a t i o n w a s o r i g i n a l l y fl a t p l a t e t y p e r u b b e r s e a l i n g T o o mu c h l e a k a g e f r o m t u r b i n e h e a d c o v e r h a d f r e q u e n t l y l e a d t o t h e t u r b i n e g u i d e b e a ri n g wa s fl o o d e d d u e t o p u mp f a i l u r e I n v i e w o f t h i s p r o b l e m，ma i n s h a f t s e a l i n g a n d d r a i n a g e s y s t e m we r e mo d i f e d Op e r a t i o n o f t hr e e y e a r s s i n c e t he mo d i fic a t i o n ha s d e mo n s t r a t e g o o d e f f e c t s wi t h l e s s p umpi ng e ne r g y c o n s u mp t i o n a n d ma i n t e na n c e c o s t K e y wo r ds：Tu r b i n e h e a d c o v e r ； d r a i n a g e s y s t e m； p rin c i p l e ； mo d i fic a t i o n ( 上接 第 5 1页) Co n s t r uc t i o n t e c hn o l o g y f o r c us h i o n ma t e r i a l u ps t r e a m s l o pe f a c e o f c o nc r e t e f a c e -s l a b r o c k fil l d a m L I Xi a n ( G u a n g x i H y d r o e l e c t r i c C o n s t r u c t i o n B u r e a u ， N a n n i n g 5 3 0 0 0 1 ， C h i n a ) Abs t r a c t ：An i n t r o d u c t i o n wa s ma de o n t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f f a c e s l a b r o c k fil l d a m 。ma i n c o n s t r u c t i o n t e c h n 0 l o g i e s f o r c u s hi o n ma t e r i a l u ps t r e a m s l o pe f a c e，t h e t e c h n i c a l p r o g r a ms a n d a p pl i c a t i o n e f f e c t s o f s l o pe r o l l e r c o mp a c t i o n r e i n for c e me n t t e c h n o l o g y，e x t r us i o n s i d e wa l l c o ns t r u c t i o n t e c hn o l o g y，s h i f t s i de wa l l c o n s t r uc t i o n t e c h n o l o g y a nd t ur n o v e r for m s l o p e r e i n f o r c e me n t t e c h n o l o g y K e y wo r d s：Co ns t ru c t i o n t e c h no l o gy ； u p s t r e a m s l o pe f a c e； c u s h i o n ma t e r i a l ； c o n c r e t e f a c e s l a b r o c k fil l da m ( 上接 第 5 4 页) De s i g n o f r e v e r s e b a l a nc e fla ng e f o un da t i o n o f wi nd g e n e r a t o r HU Yu g u i ( G u a n g x i E l e c t r i c P o w e r I n d u s t r y I n v e s t i g a t i o n D e s i g n a n d R e s e a r c h I n s t i t u t e ， N a n n i n g 5 3 0 0 2 3 ， C h i n a ) Abs t r a c t ：Re v e r s e ba l a n c e f l a n g e s h a v e b e e n a d o pt e d for c o n n e c t i o n be t we e n wi n d g e ne r a t o r t o we r a n d f o un d a t i o n a t ma n y wi n d p o w e r s t a t i o n s o f Ch i n a B a s e d o n a n a l y s i s o f s t r u c t u r a l a n d f o r c e s c h a r a c t e r i s t i c s o f r e v e r s e b a l a n c e fla n g e f o un d a t i o n，t h e a u t h o r p u t f o r wa r d s o me de s i g n i d e a s a bo ut c o mbi n a t i o n p a r t s o f p r e -s t r e s s e d a n c h o r s ，con c r e t e s t r uc t u r e a n d t e mp e r a t ur e c o n t r o 1 Ke y wo r ds ：Re v e r s e ba l a n c e fla n g e ； wi n d po we r g e n e r a t o r u ni t ； f o u n d a t i o n； pr e s t r e s s e d a n c h o r ； t e mp e r a t u r e c o n t r o l