混凝土面板堆石坝施工技术.docx

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混凝土面板堆石坝施工技术

混凝土面板堆石坝施工技术

混凝土面板堆石坝是一种以堆石体为支承结构，并在其上游表面设置混凝土面板为防渗结构的堆石坝，坝的防渗系统由基础防渗工程、趾板、面板组成。

其具有工程量小、工期短、投资省、施工简便、运行安全等优点。

面板坝通常采用钢筋混凝土或沥青混凝土，坝身主要是堆石结构。

堆石材料的质量和施工质量是坝体安全运行的基础，面板是主要的防渗结构，在满足抗渗性和耐久性的条件下，还要有一定的柔性，以适应堆石体的变形。

一、混凝土面板堆石坝概述

混凝土面板堆石坝是一种以堆石体为支承结构，并在其上游表面设置混凝土面板为防渗结构的堆石坝，坝的防渗系统由基础防渗工程、趾板、面板组成。

堆石坝坝体应根据石料来源及对坝料的强度、渗透性、压缩性、施工方便和经济合理性等要求进行分区。

在岩基上用硬岩堆石料填筑的坝体一般分区为：

从上游向下游依次为垫层区、过渡区、主堆石区、及次堆石区，上下游坝面一般采用1:

1.3~1:

1.4。

二、筑坝材料

（1）垫层区

垫层料形成混凝土面板的基础，要求其变形量小和渗透稳定的性能，压实后具有低压缩性、高抗剪强度，能达到半透水性，在渗水作用下，细颗粒移动，最终达到稳定，属自反滤稳定料。

因此要求垫层料应具有良好的级配，最大粒径为80mm~100mm，小于5mm的颗粒含量宜为30%~50%，小于0.075mm的颗粒含量不宜超过8%，石质新鲜的碎石料填筑。

（2）过渡区

过渡料位于垫层区和主堆石区之间，保护垫层并共同起辅助渗流控制作用。

过渡料级配应连续，最大粒径不宜超过300mm。

过渡料压实后应具有低压缩性和高抗剪强度，并能够自由排水。

过渡料可以采用洞室开挖石料，或专门开采的细堆石料，或经筛分加工的天然砂砾石料。

（3）主堆石区

主堆石区位于堆石坝体的上游部分，是承受水荷载的主要支撑体。

主堆石料最大粒径不应超过压实层厚度，一般为600~800mm。

主堆石料压实后宜有良好的颗粒级配，小于5mm的颗粒含量不宜超过20%，小于0.075mm的颗粒含量不宜超过5%，并具有低压缩性、高抗剪强度。

要求主堆石料具有自由排水的性质，能够顺畅地排出渗水。

（4）次堆石区

次堆石区与主堆石区共同保持坝体稳定，其变形对面板影响轻微。

水位以下的下游堆石区应用坚硬、抗风化能力强的堆石料，并应控制小于0.075mm的颗粒含量不超过5%，压实后应能自由排水。

水位以上的下游堆石区，其透水性要求相对不严格。

（5）上游铺盖

用低液限粉土或类似的其他土覆盖在面板和周边缝上，并用渣料覆盖，起辅助渗流控制作用。

铺盖的高度一般为坝体高度的30%～40%。

三、坝基与岸坡处理

3.1趾板基础开挖和处理

施工工艺流程：

按设计线剥离覆盖层及表面全、强风化岩层→根据岩体出露情况，由设计确定趾板的最终建基面→根据二次定线进行岩石边坡开挖。

开挖方法：

趾板基础岩石开挖常用的爆破方法有：

浅孔松动爆破、深孔预裂爆破、光面爆破、保护层一次爆破。

趾板基础开挖以不破坏基岩完整性为原则，对于岸坡段趾板建基面，宜采用预裂爆破或光面爆破一次成型，避免二次削坡。

趾板建基面处理：

趾板基础开挖完成后，用高压水或压缩空气进行严格的冲洗，以便使趾板混凝土与岩基牢固结合。

趾板下设灌浆孔，边排为固结灌浆，中间为帷幕灌浆，灌浆采取先固结、后帷幕的顺序进行。

3.2堆石体地基开挖和处理

堆石体地基自上游至下游的开挖和处理的技术要求逐渐放宽。

趾板下游约1/6坝底宽度范围内堆石体地基开挖处理为清除表土及松散的风化岩石，达到较完整的基岩面，上游坝基约1/6宽至坝轴线范围堆石体地基开挖处理为将土状表层沉积物清除，露出基岩即可，坝轴线下游部分的坝基开挖处理为将表土及松散堆积物清除即可。

四、坝体填筑

4.1填筑规划

填筑规划的主要内容有：

①施工分期方案选择、施工方法确定；②确定各阶段的坝体填筑断面及其各坝区料的工程量；③根据各阶段坝体填筑起止时间，计算施工强度；④确定坝区施工道路布置；⑤料源挖填平衡；⑥施工机械设备和人员配备。

4.2碾压试验

影响爆破石料压实的因素主要有堆石料性质、铺料厚度、压实功能和压实工艺等。

因此，堆石坝体填筑施工前，必须对材料、压实机械和工艺等进行现场试验，根据试验确定的最优参数指导现场实际施工。

按不同料源、对不同填筑区分别进行碾压试验，根据设计提供的碾压参数及坝料级配要求进行试验初定。

常用的碾压参数见下表。

4.3坝体填筑工艺

坝体填筑原则上应在坝基和两岸岸坡处理验收完成、相应部位的趾板混凝土浇筑完成后，进行坝体填筑。

通常采用流水作业法组织坝体填筑施工，即将整个坝面划分成若干个单元，在各单元内依次完成填筑的各道工序，使各单元上所有工序能够连续作业。

坝体填筑工艺流程如下：

测量放样→卸料→摊铺→洒水→压实→质量检查。

4.4垫层区上游坡面防护

对垫层区上游坡面进行防护的目的：

为面板提供坚实可靠的支承面；保证面板厚薄均匀，减少混凝土超浇量；避免施工期垫层坡面受雨水冲蚀或施工人员踩踏破坏；保证大坝挡水度汛时垫层料不被水浪淘刷破坏。

目前垫层区上游坡面防护常用的施工技术有：

①斜坡碾压固坡法；②挤压边墙法；③翻模固坡法。

（1）斜坡碾压固坡法

坝体每升高10～20m左右进行一次垫层上游坡面修整、碾压及防护。

斜坡碾压固坡法施工流程如下：

测量放样→坡面粗修→斜坡静碾→测量放样→坡面细修→洒水碾压→测量放样检查→坡面局部修整→检查验收→砂浆摊铺→碾压→养护。

（2）挤压边墙法

挤压边墙法是在新填筑一层垫层料之前，用挤压边墙机在垫层料上游边缘制作出一个低标号的混凝土边墙，待强后在其挡护下填筑垫层料。

其施工流程如下：

作业面平整与检测→测量放样→端头混凝土浇筑→挤压机就位→搅拌车就位、卸料→边墙挤压→表面及层间修补→垫层料摊铺。

（3）翻模固坡法

翻模固坡法将模板应用于垫层料上游坡面施工，实现垫层料填筑与砂浆固坡同步完成。

其施工流程如下：

测量放样→模板支立→垫层料填筑→垫层料初碾→砂浆灌注→垫层料终碾→拆除下层模板，翻至上层。

五、趾板混凝土施工

趾板是面板堆石坝工程防渗体系中至关重要的组成部分，趾板一般建在新鲜完整的岩石基础上。

趾板混凝土采用常规立模、分块浇筑的施工方法，岸坡段趾板也可采用滑模、翻模等方法。

趾板混凝土施工程序如下：

清理工作面→测量放线→钻锚筋孔→埋设锚筋→立基础侧模→基础混凝土找平→立趾板侧模→架设钢筋→埋设预埋件→安装止水带→冲洗仓面→检查验收→浇筑混凝土→抹面和压面→养护。

六、面板混凝土施工

混凝土面板一般采用滑模施工，由下而上连续浇筑。

坝高不大于70m时，面板混凝土宜一次浇筑完成；坝高大于70m时，根据施工安排或提前蓄水需要，面板宜分二期或三期浇筑。

分期浇筑接缝应按施工缝处理。

面板混凝土施工流程如下：

面板混凝土配比设计→坝面测量检查→止水材料安装→钢筋制作与安装→侧模与滑模安装→面板混凝土浇筑与模板滑升→混凝土养护。