水利工程中混凝土面板堆石壩施工技術(shù)

范正忠

（中國水利水電第八工程局有限公司， 湖南 長沙 410004）

0 引言

混凝土面板堆石壩目前在水庫的施工中是一種主要的技術(shù)，水庫關(guān)系著農(nóng)業(yè)以及防汛抗旱工作，因此應(yīng)對水庫的建設(shè)進(jìn)行高度的重視。混凝土面板堆石壩施工技術(shù)經(jīng)過了很多年的發(fā)展直至現(xiàn)在在我國的水利工程建設(shè)中也被廣泛的利用，本文就圍繞這一技術(shù)的發(fā)展、這一技術(shù)的主要實(shí)施步驟以及優(yōu)缺點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行展開敘述。

1 混凝土面板堆石壩技術(shù)發(fā)展

混凝土面板堆石壩的施工技術(shù)已經(jīng)有了很長時(shí)間的發(fā)展，最早產(chǎn)生在美國，并且使用的是木質(zhì)的面板。經(jīng)過了很長時(shí)間的發(fā)展之后成為了現(xiàn)在的混凝土堆石壩。這一過程的演變大致經(jīng)過了三個(gè)階段：①最早通過使用堆石來進(jìn)行拋填，這樣形成的堆石壩壩體比較低，高度一般在 100米以下，并且由于技術(shù)的不成熟質(zhì)量也達(dá)不到預(yù)想的水平，往往會出現(xiàn)裂縫、滲漏、變形等情況。②后來逐漸從拋填式堆石向碾壓堆石過渡但是并沒有得到一個(gè)實(shí)質(zhì)性的發(fā)展，一直沒有改觀。③在1960年以后，碾壓堆石開始大力發(fā)展并取代了拋填堆石，而且開始有了一些新的技術(shù)能夠制造出一些高質(zhì)量的壩體，這時(shí)的技術(shù)已經(jīng)可以說是成熟階段引領(lǐng)著現(xiàn)代的主流建設(shè)。

混凝土面板具有很多優(yōu)勢：①生產(chǎn)成本低；②生產(chǎn)效率高，工期較短；③質(zhì)量好，性能強(qiáng)。因此，這一技術(shù)得到了大力的實(shí)施和推廣，現(xiàn)在堆石壩技術(shù)的成熟對工程的進(jìn)行有了更大的支持，世界上產(chǎn)生了高達(dá)二百米的堆石壩也是目前最高的堆石壩。接下來這一技術(shù)將得到更加全面地完善和發(fā)展。

2 混凝土面板堆石壩施工的重要組成部分

（一）混凝土面板堆石壩壩體施工

混凝土面板堆石壩壩體施工主要包含：壩體的填筑、對壩體的測量工作和施工中的控制工作、對壩料的鋪攤、對石料的灑水工作、對石料的雅詩工作等五個(gè)方面。接下來進(jìn)行詳細(xì)介紹：

1.壩體的填筑工作

壩體的施工要遵循一定的步驟，首先要確保壩基和兩岸岸坡的質(zhì)量合格且必要的事項(xiàng)完成后才能夠進(jìn)行，包括對趾板混凝土的澆筑工作。考慮到水利氣象等因素，以及汛期、填筑工期這些實(shí)際性因素，要對建筑場地進(jìn)行規(guī)范化的準(zhǔn)備清理之后才可以進(jìn)行工程的實(shí)施。

在進(jìn)行填筑時(shí)，首先對壩面進(jìn)行區(qū)域劃分，接著對分割區(qū)域進(jìn)行同時(shí)施工，按照測控、運(yùn)輸、灑水、攤鋪、碾壓的順序進(jìn)行工作，施工的同時(shí)在區(qū)域內(nèi)做好標(biāo)記以防出現(xiàn)工序上的疏漏或者重復(fù)。

2.對壩體的測量工作和施工中的控制工作

對上一步程序的工作進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后進(jìn)行必要的標(biāo)記工作，包括各區(qū)域利用石灰線進(jìn)行分區(qū)、墊層的上游進(jìn)行標(biāo)記以便于控制工作的進(jìn)行、巖坡上進(jìn)行高度的標(biāo)記，其中墊層、上游的邊線要和過渡層的交界線和主堆石區(qū)交界線的每層上升都要進(jìn)行測量，然后李玉芳楊，下游的邊線可以放寬2-3層的測量放樣一次，主次交界線也一樣[2]。

對壩體進(jìn)行填筑的過程中，每上升一層都要測量一次邊線，同時(shí)對當(dāng)時(shí)的情況進(jìn)行繪制斷面圖，并將施工過程中所牽扯到的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄，妥善保管。在工程整個(gè)結(jié)束后根據(jù)這些數(shù)據(jù)對整個(gè)工程進(jìn)行圖形的繪制。

3.對壩料的攤鋪

壩料的攤鋪工作要嚴(yán)格按照順序?qū)Σ煌氖线M(jìn)行攤鋪，從最低點(diǎn)開始，遵循平行于壩軸線的方向?qū)⑹闲断虏⑻钪猛仆翙C(jī)將填鋪好的石料攤平，用水平儀控制每一層鋪攤石料的厚度。

4.灑水

在對石料進(jìn)行灑水工作時(shí)，有兩種方式——壩面加水和壩外加水。灑水是為了使石料濕潤并促進(jìn)碾壓式石料之間的密度，減小縫隙。

5.壓實(shí)

壓實(shí)工作使用的方式有——振動(dòng)碾碾壓、牽壩體填筑、碾壓施工。其中振動(dòng)碾主要用于墊層料的碾壓，砂礫石料運(yùn)用牽壩體填筑的方式。在小區(qū)域進(jìn)行碾壓工作時(shí)使用小型的碾壓工具。

（二）混凝土面板堆石壩碾壓施工和填筑施工

1.填筑順序

為了保證工程實(shí)施的質(zhì)量，在進(jìn)行填筑工作時(shí)要按照一定的順序來進(jìn)行，對于上下游的主次堆石料要采用進(jìn)占法的方式進(jìn)行鋪料作業(yè)，在碾壓過程中使用牽引式，在接縫處的碾壓使用騎縫碾壓的方式[3]。總的來說，“先粗后細(xì)”對主石堆-渡層-墊層進(jìn)行作業(yè)。

2.施工方法

對于壩體分區(qū)的填筑，要通過主堆石區(qū)和次堆石區(qū)、過渡層料填筑和墊層料填筑的方法進(jìn)行[1]。

首先是主堆石區(qū)和次堆石區(qū)的填筑，先將大的石塊推離層面并進(jìn)行分解碎化進(jìn)行攤鋪。碾壓時(shí)進(jìn)行分區(qū)，施工的同時(shí)在區(qū)域內(nèi)做好標(biāo)記以防出現(xiàn)漏碾或重復(fù)碾壓。過渡層料填筑是指對直徑在30厘米以下的石料進(jìn)行粉碎或碾壓的過程后進(jìn)行攤鋪。完成后利用推土機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，接縫處使用騎縫碾壓的方式進(jìn)行壓實(shí)。

對墊層料進(jìn)行填筑時(shí)是對直徑小于 8厘米的石料進(jìn)行填筑，填筑方式和過渡層方法相似。

3 混凝土面板堆石壩施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

（一）浙江仙居抽水蓄能電站上水庫混凝土面板堆石壩施工

浙江仙居抽水蓄能電站上水庫大壩，是國家“十一五”規(guī)劃重點(diǎn)建設(shè)工程。

該工程在使用混凝土面板堆石壩施工技術(shù)外添加了 GPS碾壓技術(shù)和運(yùn)輸技術(shù)，這一技術(shù)在原有工程的基礎(chǔ)上大大提高了碾壓的精細(xì)程度。通過對其他比較成熟的水利工程進(jìn)行學(xué)習(xí)和借鑒，在細(xì)節(jié)上不斷推敲，在質(zhì)量上絕對嚴(yán)格，在施工時(shí)一絲不茍。石壩基利用石堆積體進(jìn)行填筑，并且為了避免因地理位置帶來的劣勢進(jìn)行了細(xì)節(jié)上的創(chuàng)新，GPS技術(shù)的融合應(yīng)用為這個(gè)工程添加了一定的個(gè)性。

目前，浙江仙居抽水蓄能電站還在進(jìn)行精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)監(jiān)測工作，主要是為了檢測其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及風(fēng)險(xiǎn)性。同時(shí)，該工程使用的創(chuàng)新路徑對其他具有類似特殊情況的水利工程具有很大的指導(dǎo)作用。在整個(gè)施工的過程中，需要控制的幾個(gè)變量則是水灰比、用水量和塌落度。通過這些情況的配合能夠達(dá)到良好的效果。

（二）公伯峽水電站混凝土面板堆石壩施工

公伯峽水電站的地理位置處于不對稱的河谷中，當(dāng)?shù)貧鉁氐汀夭钶^大、氣候干燥，且周圍的石料和巖石的性質(zhì)具有多樣性，開挖難度較大。研究者通過對該地的壩坡、壩體、面板、趾板、接縫止水等進(jìn)行觀察設(shè)計(jì)，一般性聯(lián)系特殊性，利用混凝土面板堆石壩施工技術(shù)的同時(shí)進(jìn)行特別的改變，使該技術(shù)和該工程進(jìn)行高度切合，針對壩體的穩(wěn)定性、壩體在極寒天氣中性質(zhì)的應(yīng)變能力、壩體的合理分區(qū)、壩料開挖的平衡性等進(jìn)行了嚴(yán)格的數(shù)據(jù)分析和實(shí)驗(yàn)比對，從而促進(jìn)整個(gè)工程的質(zhì)量。

4 總結(jié)

混凝土面板堆石壩施工技術(shù)經(jīng)過了很多年的發(fā)展直至現(xiàn)在在我國的水利工程建設(shè)中被廣泛的利用。混凝土面板堆石壩可以大大降低生產(chǎn)成本，提高建設(shè)進(jìn)度和生產(chǎn)效率，而且工程的安全性和可靠性都有很大的保障。

我國具有豐富的水力資源，水利工程的實(shí)施是一個(gè)關(guān)鍵性的工作。混凝土面板堆石壩目前在水庫的施工中起著重要的支撐地位，為我國水庫的防汛抗旱工作有巨大的幫助。因此，在對水利工程的建設(shè)中，要對這一技術(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的應(yīng)用，同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中不斷提高水利工程建設(shè)的質(zhì)量和對這個(gè)技術(shù)的完善成熟。