壩體過流技術在堆石壩填筑中的應用分析

張力

摘 要：堆石壩壩體過流技術的安排以及施工對整個水利大壩施工質量影響重大，同時也會對同期以及后期的施工作業造成影響。過流技術的合理應用是壩體施工作業的基礎要求。實際的施工中無論是客觀條件還是主觀條件都有可能影響到技術應用效果，因此技術人員應當嚴格操作，規范各項施工環節，以保證作業進度的順利推進。基于這一點文章以某工程為例，簡要分析了壩體過流技術，并以全面控制的角度提出相應的質量控制手段，從而保證堆石壩施工質量及作業安全，切實提高堆石壩填筑水平及工程效益。

關鍵詞：水利工程；堆石壩；壩體過流；技術

堆石壩是我國水利大壩施工中應用最為廣泛的，但是混凝土面板壩體往往容易受到外界各類因素的影響，因此各類施工問題層出不窮，其中不乏質量病害以及施工安全事故等問題。由于堆石壩是防水治水的主要結構，這些問題嚴重影響到了堆石壩的質量、使用壽命，因而對水利工程的整體質量造成了不利影響，嚴重時會使得一個工程項目廢黜。因此，堆石壩的施工中必須采用復合實際施工需要的填筑手段，全面把控工程各個環節的銜接，因此壩體過流技術應時而生，通過該技術能夠有效提高壩體填筑適量，降低水流對壩體的侵蝕作用，提高堆石壩防水治水性能。基于這一點，本文結合某一混凝土面板堆石壩作為實際案例對壩體過流技術進行分析。

1 工程概況

某水利工程施工環境為河谷區域，河谷高差100-150m，寬度范圍為10-25m，該工程壩體采用混凝土面板梯形堆石大壩。施工前通過勘察，河谷兩岸山坡山勢較陡，河谷左岸坡角為42°，右岸坡角為65°，河床及山坡基巖均裸露在外。為了保證施工安全以及施工質量，確保完工后堆石壩能夠發揮應有水利功能，填筑施工設計確定采用壩體過流技術。

通過測量計算，堆石壩填筑的總量為45萬m3，并且填筑分區設計內容相對較多，從上游到下游包括墊層區、特殊墊層區、過度料區、堆石區、干砌石護坡區。主要通過開采石灰巖獲得填筑料，灰巖軟化系數為0.79，飽和抗壓強度可以達到64MPa，干容重平均為27.5kN/m3，彈性模量為67GPa，下面便針對壩體過流技術的實際應用進行簡要敘述。

2 壩體過流技術分析

壩體過流技術應用過程中必須嚴格設計規范，通過這種限制確保施工作業操作的規范性。該大壩的填筑的土方量不多，但是由于工程施工區域復雜，因而施工過程中存在一定困難，施工過程中容易受到外界因素影響，致使施工效率低下。為了避免施工質量和施工效率受到施工環境影響，并在此基礎上保證施工人員的安全，可以應用壩體過流技術。通過結合工程的實際需要，設計出科學合理的壩體過流施工方案：1050m高程下課結合沿河路當成填筑道路；填筑到1050m后，毀壞沿河路修建中線填筑道路，選擇馬道填筑到1080m高程；1080m高程以上選擇上壩路實施填筑。受到道路結構形式的影響，在施工時要估計好不同的參數指標，這樣才能達到導流洞和壩體同時過流的要求。

2.1 邊墻

為了切實發揮堆石壩防水治水的作用，該工程在暴雨中心部位施工，該區域在暴雨天氣下水體很容易出現暴漲暴跌的現象，因而壩體容易受損。因此施工過程中必須首先考慮上游壩體的保護問題，降低水流沖擊對上游壩體的損害。為此施工人員可以加大上游壩體施工質量投入，保證過流技術的順利實施。

2.2 壩體

進行堆石壩壩體填筑前需要預先處理填筑區域，并做好相應的保護工作。預處理期間需要依照實際流域流量對大壩洪水進行控制，以免由于水量過大導致壩體被損毀。另外需要注意填筑所需的石灰巖應當現開現用，而石灰巖本身具有的特性使得填筑區在施工過程中無需多家保護，只需要將填筑材料按照規定攤鋪、碾壓。但是汛期施工不同于平常的施工，需要適當的對大壩進行提升，提高壩面高度后再進行填筑作業，若這一過程受到汛期影響而令壩體損壞，則應當立即修復。完成壩體的修復后才能繼續壩體澆筑，澆筑時壩體填筑的最后工序，澆筑完成后壩體填筑基本完成。這里還需要注意，為了保證大壩各區域間的有效性，提高壩體施工質量，應當盡可能分區施工。

2.3 壩后坡

石干切削法是壩后坡常用的施工方式，實際施工中結合了反鏟法以及人工削坡法兩種填筑方式，從而有效提高了壩體的施工效率以及工程質量水平。壩后坡的該種施工方式可以有效提高壩體的抗沖壓性。但是需要注意壩后坡施工同其他施工環節一樣同樣需要嚴格控制施工質量，確保施工安全。此外，基于大壩抗沖擊性能的要求，壩后坡的填筑區域要求填筑深度到壩尾處，填筑厚度不低于11m。

在施工過程中安放鋼筋籠，可以給后期階段的作業處理提供便利，此外還需要對壩后1035以及1045高程進行合理的調整。具體操作步驟如下：將鋼筋籠安放在壩后，通過人工塊石進行填充，接著再對鋼筋以及鋼筋籠進行焊接使其融合，以連接鋼筋籠以及錨桿，進而促使施工順利進行。

3 結合案例分析過流技術應用效果

某大壩總填筑工期接近1年，期間，大壩所在地區曾發生過一場特大洪災，洪災平息后，相關技術研究人員對大壩性能作了觀察和檢測，發現在此次洪水沖刷下，大壩壩體主體結構并沒有受到嚴重損傷，只有大壩下游部位，臨近大壩填筑區域處有一條洪水沖刷形成的深槽。這說明壩體過流技術能對大壩壩體進行洪水保護，能提高大壩壩體的抗沖擊能力，減少洪水對壩體的損害。

再次過流時大壩已采取中線對道路進行填筑，整個壩面都上升。這次過流持續了6小時，流速以及壩面水深分別為3m/s以及2-3米。過流后對其進行了察，發現坡腳，壩面以及壩后均沒有受損，只在壩后坡發現一些漂浮物需要進行處理。這次的過流，意味著對電站堆石壩采取的過流保護方法是正確的。與此同時，還對損壞處的修復結果進行了檢驗，表明對首次過流損害采取的修復手段是積極有效的。

第三次過流持續了3個小時，流速以及壩面水深分別為1m/s以及1米。過流后對其進行了觀察，發現坡腳，壩面以及壩后都沒有受損，只在壩面發現一些漂浮物需要進行處理。

通過對該大壩的實際過流情況進行分析可以看出，壩體在擠壓邊墻的保護下可以有效抵擋水流的侵蝕破壞，因而擠壓邊墻具有一定的保護功能。另外墊層區以及過渡區在錯臺填筑的保護下過流損害有效降低。其中過流保護最為關鍵的是壩后坡設置的大石以及鋼筋籠，過流時該結構是保護的重要結構。通過實際過流保護效果可以看出，過流時應當盡可能提高整個填筑堆石區，從而才能有效提高過流效果。

4 結束語

上述技術分析以及實例分析可以看出，堆石壩過流技術是目前水利大壩施工中相對較為常見的技術，通過過流技術不但能夠提高堆石壩的整體質量，降低水患災害的破壞，有效發揮大壩的治水、防水功能，同時壩體的抗沖擊性能也可以得到有效提升，減少水災對壩體的損害，確保堆石壩的穩定以及使用壽命。本文僅大致對堆石壩的過流技術進行了簡要敘述，并針對施工流程進行了分析，希望可以和廣大同仁進行討論，共同為我國水利事業的發展貢獻一份力量。

參考文獻

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