水利工程中面板堆石坝坝体填筑施工技术研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 28 日 作者简介：纪伟（1980），男，汉族，研究生学历，湖南长沙人，研究方向为水利工程。-17-水利工程中面板堆石坝坝体填筑施工技术研究 纪 伟 河北泽润信息科技有限公司，河北 保定 071000 摘要：摘要：水利工程作为当下工程建设的重要组成部分，工程质量要不断提升，以保障水利工程的使用安全性。面板堆石坝作为较为新颖的大坝类型，主要是采用钢筋混凝土面板为主体，将石块作为填料进行的填充，此类施工结构具有较强的抗震性能，同时也有利于工程使用年限的增加。面板堆石坝坝体填筑施工作为影响整个水利工程施工质量与使用安全性的关键，文章就此展开研究，以为行业施工作业提供参考，确保水利工程施工质量的提升。关键词：关键词：水利工程；面板堆石坝；坝体填筑施工；施工技术 中图分类号：中图分类号：TV541 在社会发展过程中，建筑工程行业在飞速发展，就水利工程来讲，水利工程施工也在不断优化进步。面板堆石坝以混凝土面板施工为基础，这一工程施工理念在当下水利工程坝体施工中的应用十分广泛，且有利于坝体质量与使用安全性。同时混凝土面板能够方便机械化施工，具备可靠性、经济性等特点，对此文章就面板堆石坝坝体填充施工技术进行叙述，明确施工要点，确保施工质量的提高。1 面板堆石坝 1.1 概念 面板堆石坝施工需要以混凝土面板为基础，在进行施工的过程中包含坝基开挖、趾板施工、坝料开采及运输、填筑、碾压、浇注等。不同的施工环节所面临的施工难点与施工要点不同，为提升面板堆石坝施工质量，需要就各方面工作进行调整配合，以减少技术难度、施工调度难度等影响，确保施工效率。1.2 结构 作为大坝类型，面板堆石坝结构特点与施工工艺与传统施工理念存在差异。面板堆石坝以混凝土面板作为主体结构，采用石块进行填筑。对于钢筋混凝土面板来讲，其抗拉性较强，能够对大坝产生的水压力进行承受，且能够应对地震造成的牵拉，这也体现出了面板堆石坝的抗震性能与耐久性。石块作为填筑材料，在进行填充的过程中，石块与面板之间存在孔隙，这也能够有效进行排水，能够防范坝体内部水渗透现象的出现，有利于大坝的稳定性与安全性。对于面板堆石坝来讲，一般在进行施工的过程中，坝顶宽度窄，与常规混凝土大坝相比，占地面积相对较小，因此能够实现土地资源的节约。1.3 施工特点 面板堆石坝施工工艺相对简单，且施工速度较快，能够利用机械化施工完成工程作业，在施工过程中可使用挖掘机、装载机等设备参与到施工作业中，整个施工效率将提升。其次，面板堆石坝整个施工工期较短，在多设备辅助施工的情况下，施工进度快，且对于石块填筑材料来讲，可就地选择石材资源，有效的降低了工程成本。最后，施工存在压实环节，能够对填筑作业中的石块密度与均匀度进行保障，这也能在一定程度上确保坝体施工的质量，是保障施工质量的关键。2 面板堆石坝坝体填筑施工 2.1 坝体填筑 一般来讲，坝体填筑需要在坝基等趾板混凝土浇筑完成后进行施工，但部分施工作业中，作业工期相对紧张，因此在进行基坑截流后，趾板区域和坝后施工区存在施工干扰，其他区域可进行施工。施工过程中必须要根据设计理念进行施工，对施工面进行清理，确保其达到施工标准，才能进行施工。坝体填筑施工以流水作业施工为主，将坝面进行划分，在但愿呃逆不断进行填筑施工的测量控制、坝料运输、洒水、平铺、碾压等工序，为区分各单元划分的精准性，需要采用石灰线进行标注，以避免施工的重复与遗漏。2.2 测量控制 在基面处理验收结束后，需要按照设计需要测量中国科技期刊数据库 工业 A-18-确定填筑区的交界线，同样使用石灰线作为标识。在进行测量工作的过程中，测量人员要根据不同的需求进行测量标记，在进行测量的过程中，需要根据不同的边界线进行测量放样，以保障测量数据的精准性。在进行测量的过程中也要考虑沉陷影响，从而更好的对坝体填筑高度进行明确。在进行填筑作业的过程中，填筑过程中，每上升一层必须进行一次测量，同时也要对断面图进行绘制，各类数据与测量图纸要进行记录，并装订成册，进行归档，为后续工作奠定基础。2.3 坝料摊铺 在进行填筑的过程中，填筑材料以石块为主，但在进行最低点的填铺时，需要对铺料方向进行明确，以平行于坝轴线为主，使用砂砾、小区料、垫层料、过渡料等进行施工时采用后退法卸料，主堆石等进行施工的过程中使用进占法进行施工，在卸料结束后，借助推土机等设备将料体进行平整化施工的，摊铺过程中要结合挖土机，对填筑施工质量进行控制，同时要采用水准仪对铺料厚度的一致性进行检查，保障整个施工质量，为后续大坝的使用提供质量保障。2.4 洒水 坝面加水与坝外加水属于洒水的两种常见方式，需要根据不同的施工布置选择适当的方式。洒水能够充分将石料进行湿润，保障在振动碾压的过程中，对石料所接触的棱角进行击碎，以落入石料内部，减少石料孔隙的出现。使用石料棱角实现石料的孔隙填充能够确保碾压的密实度。洒水量以碾压实验结果进行确定，要结合石料类型对洒水量进行酌情加减，以保障整个石料的湿润状态。2.5 压实 进行碾压的过程中，垫层料与过渡料使用的自行式振动点进退错距法进行施工，堆石料以牵坝体分区填筑施工。在进行压实作业的过程中，要注重对压实作业的控制。在进行振动碾压的过程中，振动碾压一般以平行坝轴线的方向为主，进行碾压作业，对于靠近岸坡、施工道路边坡处要强化顺向碾压，采用液压振动夯加强碾压力度，在进行压实的过程中，要确保压实质量，同时也要对压实中产生的错距进行测量，以保障整个压实作业质量。压实作业要求由经验丰富的工作人员进行操作，从而确保工作效果。3 水利工程中面板堆石坝坝体填筑施工关键技术 3.1 上坝交通道路运输 在进行坝体填筑的过程中，需要在料场与施工坝体之间的交通进行保障，为提升坝体填筑质量，需要结合填筑数量需求与场地内部状况，对运输车辆数量等因素进行明确，以此根据实际填筑需求不断对道路运输安排进行明确。受限于施工地点交通便利性的影响，运输车辆面临着一定的运输无问题，对此，上坝交通道路运输要不断进行调整。以满足施工需求。施工内部，需要在大坝内部采用双车道（7 米）环形路线，在无法满足双车道的情况下设置单车道（4米），路面结构要尽量采用泥结石路面或者混凝土路面，以保障车辆运输安全。上坝交通道路至坝体填筑面，要根据施工现场实际情况进行分区，以对坝体排水等作业进行明确，从而设计出坝体内临时施工道路。道路使用前要保障路基的压实，以避免可能出现的沉降现象，在设计跨越趾板与垫层区时，不能直接在其上方通信，需要通过钢栈桥的方式对路基进行处理。为保障车辆运输有序性，需要对车辆运输密度进行控制，同时也要对不同级别的填筑材料进行区分，确保车辆材料运输的规范性，防范卸料失误现象的出现。值得注意的是，车辆运输中车轮要保持清洁，以防止夹带泥土进入坝体填筑区域。3.2 坝体填筑与防洪度汛 对于混凝土面板堆石坝坝体填筑工作来讲，为保障填筑质量，需要进行分段施工。施工填筑过程中，大坝填筑需要进行合理的区域划分，以确保坝体填筑的质量，实现对沉降变形的控制，更好的对施工进度等要素进行把控。由此不难看出，在对坝体填充作业进行设计的过程中，能够有效防止坝体的沉降所导致的面板脱空与开裂。因此，坝体填筑作业中要对不同的区域施工顺序进行明确，提升施工作业的有序性与顺序性，也保障坝体施工经济成本的有效控制。对于坝体填筑作业来讲，整个作业施工工序相对复杂，容易受到各类因素影响，需提前论证、策划，编制相应预案，确保大坝填筑均匀沉降、安全度汛。在大坝进行填筑作业的过程中，可能会经历防洪度汛的风险，如何安全度过此类风险需要技术人员进行提前策划。就现阶段来讲，其主要包含五个工作要中国科技期刊数据库 工业 A-19-点，第一，在大坝进行一期填筑度汛中，要事先对度汛方式进行选择，就挡水或者过流进行思考与商定，对两种方案优劣势进行对比，选择对优化的防洪度汛方式。第二，设计科学合理的防洪度汛工作计划。将防洪度汛可能涉及的技术等进行明确，并编制出技术方案，提升作业人员工作响应能力。第三，提前对人力安排、物力投放进行设计，确保工作有条不紊的开展。在此过程中，要对工作人员进行工作的激励，建立激励约束机制，更好的调动各方工作人员的工作积极性。第四做好应急预案的演练，以最大程度的解决可能出现的风险，合理落实各项工作措施。3.3 堆石区填筑技术要点 在主堆石区的施工过程中，所应用的填筑资料需要进行运输，其为提升填筑治疗，要保障大粒径的石料在小颗粒的底层，且小颗粒需要保持在面层，以此保障后续碾压工作的落实。为避免大粒径石料的集中，规避施工面架空现象，技术人员在工作中，需要使用过渡料完成工作面的填充。值得注意的是，整个坝体石料的铺设厚度在 80 公分左右，使用机械尽心碾压，碾压过程要保障速度的匀称性，碾压工作要进行至少十遍，严禁出现欠碾、漏碾的问题，同时要保障碾压层次的分明。对于机械设备无法涉足的碾压区域来讲，要使用手扶式振动碾完成碾压施工。4 工程案例 4.1 项目介绍 XX 水利工程具备灌溉、防洪和发电的功能，在进行施工的过程中，项目选择混凝土面堆石坝坝体施工工艺，在施工过程中采用砂砾石作为基础，整个厚度保持在 90 厘米，整个工程项目施工难度较大。4.2 填料开采与运输 工程建设之初，为保障施工质量，需要对河流进行截留。进行截流之后，上游在汛期容易出现淤砂，因此在进行施工过程中，要对上游料场进行动工。施工过程中，以液压反铲施工为主，同时配置给料机、振动筛等设备，对原料进行筛分，后续更加高质量的对石料等级进行确定，在分类堆放、分类运输后进行使用。在对爆破料场的石料采集工作中，要对岩石边坡角度进行设计，从而根据现场实际情况选择针对性的石料开发方式。在边坡处理环节使用大孔距欲裂爆破的方法，先开展级配爆破实验后，根据实验结果，确定准备自卸车与液压反铲数量。于项目上下游左岸设置上坝道路，同时对起点与上坝道路进行施工，避免出现运输过程中的沉降现象。4.3 坝体填筑 根据项目施工要求，在进行坝体填筑的过程中，分区段进行施工，在此次填筑作业过程中，坡面在受到挤压时，会逐渐被碾压至固定坡后，进行垫层的垂直碾压。在进行项目施工的过程中，在进行垂直碾压施工的过程中，可选择对半透水边墙进行处理，以保障混凝土强度的提升，在满足混凝土设计需求后，填筑内层垫料。为保障施工质量，需要搅拌车将其运输至作业面，在进行施工后，对垫层填料进行均匀铺垫后，进行碾压作业。碾压施工涉及特殊部位的碾压，例如坝体与岸坡的交接位置。为保障碾压施工作业质量，需要对碾压作业区域进行划分，交接位置周边缝以下属于特殊垫层，面板受力情况一般，不宜采用大型设备，因此在施工作业中，要结合实际情况，对大型机械施工、小型机械施工、人工摊铺作业区域进行明确。例如：当自卸车将原材料运送至填筑面后，再反铲摊铺，此时由施工人员做边角处理；振动碾压环节，采用平板夯方法夯实靠近边墙范围的集料，碾压设备为 3.5t 振动碾。4.4 施工质量 从项目施工质量，在数字化监控系统的反馈中，施工中尚未出现碾压工作问题，根据现场实际施工情况，选择了不同的石料进行分区填筑，划分好了过渡层、垫层，在对此类施工质量检测的过程中，检测数据表明，坝体沉降量有效控制在 250mm 左右，符合当下建筑标准，施工方案可行。从后续大坝使用情况来讲，大坝使用安全性与稳定性强，能够发挥其自身价值。5 结束语 综上所述，水利工程自身具有较高的施工复杂性与精密性，在进行面板堆石坝坝体填筑施工作业的过程中，要不断结合工程实际情况对施工技术要点进行梳理，确保施工质量，从而为坝体填筑施工质量奠定基础，体现水利工程施工价值。中国科技期刊数据库 工业 A-20-参考文献 1 贾 玉.混 凝 土 挤 压 边墙 施 工 技 术 在 金 昌 市 韩家 峡 水 库 工 程 面 板 堆 石坝 中 的 应 用 J.大 众 标 准化,2023(07):37-39.2李多惠,赵然,曾昭高等.基于三维实景模型的面板堆石坝施工期变形分析J.吉林水利,2023(03):1-7.3何斌,徐剑飞,何宁等.分布式光纤传感技术在高面板堆石坝内部变形监测中的应用J.岩土工程学报,2023,45(03):627-633.4郑治之,肖雨莲,罗悠等.高面板堆石坝分期分区填筑高差对坝体变形影响研究J.中国农村水利水电,2023(02):255-259.5方伟,周成,张宏超.黄家湾水利枢纽工程混凝土面板堆石坝填筑质量控制J.红水河,2021,40(04):75-79.