淺析高原寒冷地區混凝土面板堆石壩工程施工措施

韓洪武

青海省水利水電工程局有限責任公司

淺析高原寒冷地區混凝土面板堆石壩工程施工措施

韓洪武

青海省水利水電工程局有限責任公司

主要結合本人參與施工的高海拔嚴寒氣候下的納子峽水庫堆石面板壩、門源石頭峽水庫堆石面板壩以及西納川水庫、夕昌水庫等施工進行分析，總結自己施工管理時的經驗和教訓，又補充、收集、對比分析了有關條件下的工程經驗，就有效施工時段、壩料填筑、混凝土施工、新技術措施、人機效率等方面對高原寒冷地區混凝土面板堆石壩工程施工措施進行了淺析。

高原寒冷地區;混凝土面板堆石壩;施工措施;分析

1、概述

混凝土面板堆石壩以其安全性、經濟性和適應性良好，能適應不良的氣候條件、地形和地質條件，可以充分利用當地材料及工程各建筑物的開挖料來填筑壩體，施工工期短，在強震區、深覆蓋層、深厚強風化巖和高陡岸坡等各類壩址，面板堆石壩往往成為最有競爭力的壩型。自從上世紀八十年代我國引入面板堆石壩筑壩技術以來，我國已建和在建的壩高100m以上的高面板堆石壩已經超過70座。

面板堆石壩所有分區堆石壩體位于水庫的下游，堆石體不存在揚壓力和孔隙水壓力，堆石體抗剪強度高，分區堆石體在抵抗內部水流時是穩定的，堆石體沉降量小且在幾年后沉降基本停止，因此面板堆石壩固有的安全性使得面板堆石壩以經驗設計主導為人們所接受。數十年來面板堆石壩工程的成功建設說明了經驗設計在一定范圍內是正確的。工程實踐經驗也表示，在壩坡穩定、滲流控制、變形協調、結構應力、抗震防震等多個方面，需要進行詳細的分析計算工作支撐，需要開展較為嚴格的試驗研究工作，以確保工程的安全性。試驗研究與計算分析技術進步，推動了面板堆石壩建設由經驗筑壩向理論指導筑壩過渡;設計技術及工程措施的逐漸成熟，推動了壩體變形控制、滲流穩定控制、接縫變形控制等趨向精細化;施工配套設備及施工技術水平的發展，使施工質量和設計目標更易實現;新材料、新工藝、新設備及信息化技術的廣泛運用，推動了適應大變形、高水頭、高壓力的止水結構以及監測設施的發展。在取得大量實踐經驗，特別是大量原型觀測數據的同時，對面板堆石壩的有關分析研究計算工作也逐漸從定性到定量的轉變，對于壩體高度高、地震烈度大、填筑材料復雜或建在覆蓋層上的工程等情況時，分析研究成果往往成為設計指標或需要采取措施的重要依據。

2、高原寒冷地區混凝土面板堆石壩工程施工措施

2.1 混凝土工程施工技術措施

2.1.1 負溫環境下混凝土工程施工

混凝土施工是對低氣溫最為敏感的項目，我國常用的主要有調整工期盡力避開寒冷期砼施工、調整配合比法、蓄熱法、外部加熱法、摻加抗凍外加劑等方法。新疆北水南調635水利樞紐導流洞施工充分反映了目前冬季混凝土施工的特點。96年冬開始導流洞施工。混凝土骨料、水泥搭設暖棚并與拌和站鄰接，混凝土罐車在保暖棚內運輸混凝土。

2.1.2 非負溫環境下混凝土施工高原寒冷地區在非負溫時段的混凝土施工條件一般是氣溫偏低，日變幅很大，而且起風歷時很長，混凝土早期裂縫為多。相應的有效措施有：(1)混凝土配合比設計采用必要的抗裂措施，如摻加增強纖維、優化外加劑摻量以及選用高性能混凝土等手段。(2)減少混凝土運輸過程中外界因素的不良影響。(3)采取針對性的養護措施。(4)避開寒流時段。

2.2 應積極推行的技術措施

2.2.1 擠壓式混凝土邊墻固坡施工技術

我們首先創新研制了混凝土邊墻擠壓機及合理配合比并規范了相關施工工藝，施工簡化了工序，縮短了工期，在高原寒冷的公伯峽面板壩、甘肅西流水面板壩等項目中采用這一技術措施都取得了成功。

2.2.2 面板壩鋼筋預制網片、現場組裝工藝

面板鋼筋傳統施工方法為坡面現場幫扎(焊接)作業。高原寒冷地區一般比較偏遠，進入勞動力不宜過多，出于均衡勞動力和加快進度的需要，我們進行了多次“先期預制鋼筋網片、后期現場安裝”的工程實踐。烏魯瓦提面板壩標準網片尺寸為11.90×10.00m，重量為2.75～4.39t。實踐顯示，預制網片工藝和傳統方法比較降低直接成本一半以上，工期縮短約40%，鋼筋架立普通工峰值減小70%。

2.2.3 壩體填筑質量控制采用小型荷載板K30法檢測技術

K30小型荷載板檢測新技術是一種快速直接檢測填筑土石料力學性能參數的直接檢測方法，K30法每檢測一個點不超過20分鐘，取得周期短，勞動強度低，節省費用。高原寒冷地區面板壩施工采用這一方法有著現實意義。

2.3 采用反滲排水措施

寒冷地區混凝土面板堆石壩壩體采用反滲排水措施時，當混凝土面板澆筑和相應的接縫止水施工結束后應抓緊進行反向排水管的封堵，并在當年封凍前把上游鋪蓋區和蓋重區填筑結束，防止因排水管冰凍排水受阻，導致壩內水位上升，高于基坑水位又造成面板下部冰凍膨脹擠壓破壞面板和面板與墊層料的脫空。

2.4 適當提高混凝土抗凍標號

混凝土澆筑后應及時覆蓋灑水養護，養護水水溫不應過低，覆蓋材料應作防風固定。面板越冬需采用覆蓋材料保溫。蓄水后為在面板和冰面間保持一段不凍區，在面板表面可涂憎水涂料。

此外，面板趾板采用鋼筋直螺紋連接技術，趾板混凝土滑動模板施工工藝，GPS定位檢查碾壓質量技術，GB擠出機進行止水施工等先進技術工藝可以減少作業人員，減輕勞動強度，提高施工質量，加快施工進度，應積極推廣。

總之，混凝土面板堆石壩是水庫建設中應用較多的一種壩體施工工藝，隨著我國防汛抗旱形式的日益嚴峻，做好水庫的建設，確保其建設質量是水庫建設的重點也是難點。混凝土面板堆石壩施工是一項復雜的系統性的工程，尤其是對于面板混凝土施工來說更是施工的難點，因此進一步加強對其的研究非常有必要。本文分析了高原寒冷地區混凝土面板堆石壩工程施工措施，以期提供一些借鑒。

[1]田偉.混凝土面板堆石壩面板應力變形特性研究[D].中國地質大學(北京)，2015.

[2]董文.面板堆石壩分離式面板的應力變形特性研究[D].新疆農業大學，2015.

[3]伍學殊，尹曉冰.混凝土面板堆石壩結構設計技術研究[J].科技資訊，2015，09：58-59.