论文发表：混凝土面板堆石坝施工技术研究__墨水学术,论文发表,发

所属栏目：自动化论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:236

副标题#e#摘要：近年来，随着混凝土面板堆石坝发展速度的日益迅猛，其施工的技术水平也在不断的进步。本文主要介绍了混凝土面板堆石坝在施工过程中的一些施工技术，对坝体的沉降变形、基础处理、面板混凝土浇筑以及大坝填筑等施工技术进行了探讨，并且提出了相应的一些技术措施。
关键词：面板堆石坝；施工

前言
近年来，混凝土面板堆石坝在世界各国的水利水电工程中的应用越来越广泛，在坝体的高度上和数量上已经逐渐成为的当今大坝的发展趋势。目前，墨西哥的阿瓜密尔巴大坝是世界上已建成的最高面板堆石坝，它的坝高有187米。
中国最早开始建设混凝土面板堆石坝是在1985年修建的西北口水库，它的坝高有95米，于1990年完工。截止到2005年为止，我国已建和在建的大坝里面，面板坝有169座。比较有代表性的面板坝工程有:水布垭（坝高233m）、三板溪（坝高186m）、江坪河（坝高221m）、滩坑（坝高162m）、洪家渡（坝高179.5m）、紫坪铺（坝高158m）等。其中，水布垭在200米级的面板堆石坝的应用方面做了大量的研究工作，并且取得了丰富的经验。

1 混凝土堆石坝的导流
在江河上建造大坝的时候，首先就会遇到流量大、持续时间长的问题。堆石坝在施工中的最大的挑战之一就是要解决好施工中的导流问题。要想解决好这个问题，主要可以从两个方面来进行：一是采取全年挡水不过水围堰的方法，采用这种方法的时候经济方面不合理，同时对项目的工期又会有一定的影响。另外一个就是采取分期对过水围堰进行填筑的方法，采用这种方法既经济又快，是当今堆石坝导流的主要发展方向。
我国目前正在设计或正准备开始建设的大部分工程都是在流量大，水量丰富的大江大河之上。比如潘口工程的全年三十年一遇的洪水流量为104 m3/s，而百年一遇的洪水流量为1.23×104 m3/s。如果该工程采用不过水围堰的话，那么在施工过程中，导流工程的规模将非常大，围堰的高度将达到50-100米，并且填筑量也非常巨大，这些工程在一个枯水期内要完成整个施工过程的话是非常困难的，并且伴有非常大的风险。因此，此时采用分期对过水围堰进行填筑是十分有效的。

2 坝体的压实密度与沉降变形的分析
    在面板堆石坝中，主要的筑坝材料就是堆石料。在施工过程中，除了材料的储量要满足坝体的设计外还应当要注意石料的质量。并且，石料的质量在筑坝的整个施工过程之中是随着填筑分区的部位的不同而相应的不同。对于不同的填筑部位应当相应的满足坝体对抗剪强度、坚固性、抗风化、抗冰冻性能的要求。
直接影响坝体沉陷变形的因素主要有坝体堆石的碾压密实程度以及孔隙率。而对堆石体来说，其石料的级配和岩性要满足要求以外，其对坝体的填筑层的厚度、碾压的遍数以及碾压过程中碾子的重量也是有关系的。坝体的填筑层的厚度一般为100-150厘米，此外，对于高度比较大的堆石坝通常会采用一个更为保守的厚度。
对于高面板堆石坝来说，坝体的沉陷变形时现在各国专家所研究的热点和重点问题。当坝体的高度越大的时候，大坝的变形也就越大，其中，大坝高度的二次方和大坝的变形成正比，而与压缩模量成反比。但是在水压力的作用下，大坝的变形又会有改变。同时大坝周边缝的面板会和大坝的底座产生非常明显的一个相对位移，并且随着大坝高度的增长而增长，而与大坝的坝体堆石压实密度成反比。

3 基础强夯处理
清除不宜作为地基的风化料、松散料以及软弱层是大坝地基处理的主要目的。这样做能够清理出一个外形坚固可靠以及平整的地基面，以此来保证坝料和基础以及岸坡之间的良好的结合。对于趾板以及其下游3-4分之一的大坝底宽的堆石体，通常对地基条件要求比较高，而其他部位所要求的地基条件则可以稍微放宽些。如果河床上的堆积物的厚度较大的#p#副标题#e#时候，可以不用把这些堆积物全部清除，通常情况下，下游的堆石区的堆积物被保留下来也是可以的。这要做既可以提高大坝基础的处理速度，又可以较大的降低整个工程的投资。通常对于该堆积层的清理可以清除其表面上的软弱层，并且使用振动碾对剩下的堆积层进行碾压，或者进行排水预压的方法来增加堆积层的密实度。
在水布垭工程当中就是用了基础强夯技的术，是用强夯技术既能够提高施工速度和施工效率，也比较经济合理，同时也比较安全。这种技术大多应用于工民建、港口建设以及道路桥梁等建设行业中，而在水利水电工程中的应用目前还比较少。

4 面板浇筑前大坝填筑超高值的预留
在规范中规定，面板如果分期进行浇筑的话，其施工缝应当要比填筑体顶部的高程要低，并且两者之间的高程差最好要＞5米。在水布垭面板堆石坝工程中，其一期的面板的施工缝比填筑体顶部的高度要低10米，在该工程的混凝土浇注6个月之后，有比较多的裂缝在其一期的面板的中部产生。经过理论计算之后发现，如果面板的施工缝比填筑体顶部低20米的话，该面板的应力条件将会得到很明显的改善，同时面板的结构性裂缝也会等到相应的减少。因此，当水布垭面板堆石坝工程的二期面板混凝土浇筑的时候，施工缝合填筑体顶部之间的高差值修正为24米，经过浇筑后的检查发现，二期的面板的所产生的结构性裂缝比一期面板产生的大幅度的减少了。

5 大坝反抬下游填筑高程施工措施
上游侧高下游侧低在面板堆石坝中是一种比较常见并且传统的填筑方式。主要是因为当大坝在进行的分期填筑的过程当中的前期施工度汛所要求的。但是到了后期施工的时候，由于上游坝面要进行混凝土面板的浇筑，这样的话将会影响到工期的正常进行。因此，上游侧高下游侧低的填筑方式虽然能够较好的进行前期的大坝度汛以及各期的面板进行浇筑混凝土，但是在大坝坝体的变形以及面板在受力情况下变形等方面则会产生一些不好的影响。此外，后期进行填筑的下游侧坝体与之前填筑的上游侧坝体的沉降的不一致，将会导致分台阶结合的部位在后期所进行的填筑的部分会有朝下游发生变形的趋势。
由于以上的种种原因，在水布垭面板堆石坝工程当中，工程人员根据大坝建设工程的实际情况，一方面通过采用比较软的龙潭组灰岩料来控制工程的投资，另外一方面使龙潭组灰岩料在施工当中能够充分的进行沉降。在严格保证填筑质量以及填筑强度的前提之下，水布垭面板堆石坝工程在其三期填筑的时候尽可能的将下游侧进行抬高，而其上游侧依旧按照其一期的面板混凝土的浇筑要求来对高度进行控制的方法来填筑坝体。这样做能够让蓄水后的坝体所受到的最大主应力垂直于薄弱的结合部位，这对于坝体以及面板的受力变形时非常有利的。

6 结语
近年来，混凝土面板堆石坝在世界各地都得到了长足的发展，我国通过在混凝土面板堆石坝的施工技术方面的大量的实践和研究使得我国在该种大坝的设计和施工建造方面有了快速的发展和进步。展望世界上的混凝土面板堆石坝的发展历程，在众多的成功的例子后面，也不乏有溃坝等惨痛的教训，因此，中国在未来的水电开发领域内如果要建设更高的混凝土面板堆石坝的话，我们可以从大坝的新材料的使用、大坝修复技术、大坝结构的分析仿真、风险管理等进行全方面的研究，同时也应该从创新设计以及节省投资、保障安全等方面来进一步加强我国对混凝土面板堆石坝的设计和施工建造能力。

参考文献
[1] 孙役，李昌彩，王云清等.高混凝土面板堆石坝设计与施工理念[J].水力发电，2007，33(8)，5-9
[2] 贾金生.中国大坝统计、建设进展及未来任务简论[C].现代坝工技术国际研讨会，2007，21-29
[3] 吴桂耀，黄宗营，蒋建林.高混凝土面板堆石坝施工技术[J].水利水电技术，2006，37(7)，1#p#副标题#e#1-16
[3] 吴桂耀，黄宗营，蒋建林.水布垭高混凝土面板堆石坝施工新技术[J].湖北水力发电，2009，1，24-27