高性能混凝土面板堆石壩的設計與施工

中圖分類號：TV641.4 文獻標識碼：A

文章編號：2096-6903（2025）08-0007-03

0 引言

在水利水電工程項目施工過程中，混凝土的施工技術應用較為常見。該技術主要采取加強填筑的方式使填筑密度增大，保證大壩不均勻沉降問題能有效規(guī)避，避免外部環(huán)境對工程的影響，增強水庫的運行穩(wěn)定性和安全性。因在工程項目施工期間，相關人員應該加強對此技術的研究和利用，結合工程實際情況，合理制定設計及施工方案，確保工程項目在順利推進的同時，工程質量和效果能達到預期，達到工程項目效益最大化目的。

1 工程概況

某一級水電站面板壩項目概況，具體情況如表1所示。

表1某一級水電站面板壩項目概況

2高性能混凝土面板堆石壩的設計

2.1 設計要求

在本項目施工過程中，為保證混凝土面板堆石壩施工質量達到預期，為后續(xù)施工作業(yè)的開展提供便利，應該嚴格按照要求設計。

第一，壩體分區(qū)和材料要求。在混凝土面板堆石壩設計過程中，應該對壩體合理分區(qū)，注重料源可用性、水流過渡性、變形協(xié)調性等因素的考量。在分區(qū)設計期間，應該將變形模量差控制好，盡量使上、下游堆石變形模量保持一致。在本項目中，主要分為主堆石區(qū)、次堆石區(qū)[1]

第二，防滲系統(tǒng)與滲流安全要求。墊層料的級配設計需要與施工要求相符，嚴格遵循國家既定要求和標準，保證材料有良好的滲透性、抗剪強度。

2.2 設計原則

2.2.1 安全性原則

在設計高混凝土面板堆石壩過程中，應該嚴格遵循安全性原則，以施工要求為基準，對壩址地形地質條件等因素重點考量，保證壩體在各種工況下能始終保持穩(wěn)定。在施工期間，對堆石體的壓實度、厚度等嚴格把控，保證不會因為變形過大而出現面板破壞等問題[2]。

2.2.2 變形協(xié)調性原則

在設計期間，設計人員需要確保面板和堆石體之間的變形協(xié)調一致，合理選擇筑壩材料，并對堆石體的變形嚴格把控。針對主堆石區(qū)，應該控制好堆石區(qū)的變形模量之比值，不能超過1.5，保證不會因為變形差異過大而出現面板應力集中的問題。在施工期間，嚴格依照流程和順序推進，使上游堆石體的預沉性時間保持充足。

2.2.3 經濟性原則

在確保安全性和功能要求均達標的基礎上，設計人員還要對經濟性著重考慮。在設計期間，盡量利用建筑物開挖料和近壩區(qū)可用的料源，保證施工成本能夠降低[3]。以施工現場情況為基準，對施工方案適當優(yōu)化，對施工進度靈活安排，促進施工效率的提升。

2.3 具體設計

2.3.1 壩體輪廓設計

在對壩體輪廓設計過程中，需要以所在區(qū)域的實際情況為依據，做好相應的對比分析，保證設計方案的可行性與合理性。在本項目設計中，針對壩體輪廓方面，相關人員在同等深度下，對黏土心墻堆石壩和混凝土面板堆石壩進行了對比分析。依照結果，最終選擇利用混凝土面板堆石壩。

將地震資料作為參考，對以往類似工程施工經驗綜合分析，并結合相關動力分析結果，圍繞本工程相關的施工要求，擬定上、下游壩體坡度分別為1：1.5、1：1.4。為保證工程施工以及運行期間不會出現交通擁堵等問題，促進工程整體質量的提升，將坡頂寬度以及項底下游寬度，均設計為 10m ，下游平均壩坡度為1.67。

在高混凝土面板堆石壩施工中，混凝土面板發(fā)揮重要作用，可以避免工程運行過程中出現質量的問題。對此，相關人員在設計期間，應該格外注意，以具體的技術指標為基準，圍繞工程項目實際情況，合理制定混凝土面板設計方案。在本項目中，具體的設計情況如表2所示。

表2混凝土面板設計

2.3.2 趾板設計

在壩體防滲面板周邊位置，對趾板合理布置，在和面板的相互作用下，形成了壩基以上的防滲體，以免后期工程運行期間出現滲漏問題。固結灌漿、帷幕灌漿方式的聯(lián)合運用，封閉了地面以下的滲漏通道，使防滲體系更為完整[4]。在趾板形式設計中，需要以工程實際為立足點，合理選取形式與參數。在本項目中，選擇的是水平趾板，主要分為兩種形式。其中，趾板設置高程為856～904m 時，趾板寬度為 8m ，厚度為 0.8m ；趾板設置高程為 904～957m ，趾板的寬度和厚度分別為 6m， 0.6m 。為降低溫度裂縫、干縮裂縫問題出現概率，在趾板設計過程中，還要做好加固工作。在本項目中，距離趾板頂面 15cm 位置，設置雙向鋼筋，具體的參數如表3所示。

表3趾板頂層雙向鋼筋設計參數

2.3.3 接縫止水設計

本工程項目在施工過程中，由于涵蓋的內容較多，所以會應用多種類型的接縫。因為形式不同，止水要求自然存在差異，為此需要合理設計，提升設計的合理性、可行性。混凝土面板垂直縫主要分為A、B兩種形式。其中，A形式通常與面板兩岸的張拉區(qū)接近，為了能獲得良好止水效果，可以在縫內設置兩道止水，底部和頂部分別采用銅片、填充料。針對B形式，主要在面板中部位置的擠壓區(qū)，在止水設計時，利用銅片。

為保證周邊縫附近的面板、趾板以及止水結構不會遭到任何破壞，在止水設計期間，設置3道止水：底部為第一道，利用銅片安裝在塑膠布帶上，以起到止水效果。中部設置橡膠止水帶，頂部則設置GB填料。通過此種方式，不僅可以增強填充效果，還能起到對周邊縫合理保護的目的，避免出現變形現象。

在止水設計期間，應該在保證與面板接縫錯開的基礎上，在縫內設置銅片，和周邊止水縫形成封閉結構，接縫兩側位置鋼筋斷開，確保溫度和干縮應力能降低，使地基變形適應能力增大[5]。

3高混凝土面板堆石壩的施工

3.1 施工前期準備

在施工期間，應該做好準備工作，將基礎面處理、測量放線、面板材料選取等工作做到位，為施工作業(yè)的開展提供保障。在施工前，安排人員處理好基礎，保證基面沒有任何雜物。如果條件特殊，則要采取二次清理的方式，以便打孔、澆筑等施工環(huán)節(jié)不會有封堵現象發(fā)生。利用破碎錘等工具進行基面內反坡處理，營造良好的基面環(huán)境。在測量放線環(huán)節(jié)，技術人員要對施工區(qū)域合理劃定，標注好分界線。在放線時，應該確保厚度的精準性，為白石灰或油漆施工提供真實數據。

施工前要根據施工情況，選擇合適的混凝土材料，確定配合比，以免出現應力變形、裂縫等問題。在材料選取上，以壩體使用需求為基準，選擇與之相匹配的砂石、原材料。粒徑不能超過層厚的2/3，墊料層最大粒徑最好在 80～100mm ，過渡層最大粒徑不能超過300mm 。在混凝土配合比選取方面，結合施工設計要求，通過配合比試驗，選擇最合適的配合比。為保證混凝土的抗拉性能達到最佳，還要將適量外加劑添加到混凝土材料中[]。

3.2 壩體填筑施工

在本項目施工過程中，壩體填筑主要采取分期施工的方式，以便壩體擋水發(fā)電、安全度汛等多方面應用需求能得到滿足，將大壩的優(yōu)勢和作用充分發(fā)揮出來。在壩體填筑施工作業(yè)開展期間，不均勻沉降問題出現的概率較高，致使混凝土面板出現不同類型的裂縫，影響了工程質量和使用壽命。對此，應該以施工要求和現場情況為基準，對壩體填筑作業(yè)合理規(guī)劃。

以堆石體的壓實質量作為控制重點，將碾壓噸位、鋪層厚度、碾壓次等各項參數把控好，并在施工時以施工特點、要求為基準，做好水壓試驗工作，選擇合適的參數。堆石體的整體結構大，所以在施工期間會面臨較多問題，施工難度大。針對此問題，應該控制好填料的粒徑，結合不同位置的使用標準，選擇合適的粒徑，確保施工效果能達到最佳。在墊層料填處期間，可以運用多種方式方法，比如混合法、后退法等，具體要根據施工情況而定。由于堆石體的體積大，所以要利用自卸車后退法，借助推土機攤平填筑料。現階段，墊層料在填筑期間，后退法能讓卸料環(huán)節(jié)的分離程度減輕，效果良好。如果壓實層的厚度偏大，可以使用混合法。如若粒徑偏大，可以使用斜坡振動法，加快碾壓速度。

3.3混凝土面板堆石壩墊層施工

在混凝土面板堆石壩施工時，墊層施工是重要一環(huán)。在墊層填筑期間，需運用碎石料等填筑，并保證碎石料有良好的級配、潔凈度等。在墊層施工階段，和其他堆石體同步展開，并保證坡面密實度、平整度等均要達到設計要求，坡面不能出現偏離過大的情況，以免面板薄厚不均勻，避免出現裂縫問題。在墊層碾壓階段，由于碾壓機對墊層邊緣地帶無法碾壓，因此為提高此位置的壓實效果，滿足既定標準，應該利用單獨平整碾壓的方式，對上游坡面合理處理。為確保施工質量，墊層施工期間，不能出現超填的情況，也不能利用斜坡碾壓辦法。

4混凝土面板堆石壩施工注意事項

4.1 注重物資管理

因為混凝土面板堆石壩施工涉及內容較多，施工時會利用大量物資，如果不能采取合理的方式管理，很容易出現資源浪費、閑置等情況，最終導致施工成本增大。為此，在混凝土面板堆石壩施工期間，應該做好物資管理工作，制定合理的工作目標，安排專業(yè)的管理人員，積極運用先進技術手段進行管理，實現物資的精細化、動態(tài)管理。在管理期間，需要明確設備的類型并分類，對物質材料消耗、庫存量等內容詳細、完整記錄，并逐一核對，確保物資設備能得到充分應用。

4.2注重極端天氣下的技術管控

在工程施工期間，如若遇到極端天氣，應該及時采取應對辦法，將施工工作暫時停止，保證混凝土面板的施工效果不會受到影響，降低安全事故發(fā)生概率。若遇到突發(fā)暴風雨天氣，可用塑料防雨裝置將整個混凝土面板覆蓋好，保證不會出現面板腐蝕、大雨沖刷等問題。同時，及時遮擋施工材料、設備，避免出現設備故障、材料浪費等情況。

5結束語

混凝土面板堆石壩技術是水利水電工程中較為常見的一種技術，如果能合理應用在工程建設中，不僅可以促進施工質量和效果的提高，還能使工程項目實現效益最大化。因此，相關人員應該加強對該技術的研究，從工程項目實際著手，合理制定混凝土面板堆石壩設計方案，并做好相應施工工作，保證施工質量能達到預期。

參考文獻

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