混凝土面板堆石坝施工技术及质量控制

摘要：混凝土面板堆石坝在我国目前的水利工程中应用较为广泛，本文介绍了面板堆石坝的堆石体、垫层料、面板混凝土的施工技术以及堆石坝的质量控制，以及目前国内外在堆石坝施工技术的发展。 
关键词：混凝土面板堆石坝 挤压边墙 施工技术 质量控制 
　　1概述 
　　面板堆石坝与传统的混凝土坝相比较，具有安全性高、就地取材，经济成本低，适应能力强等优点，在我国水利工程中已推广应用，目前国内外已建或在建的面板堆石坝工程有紫坪铺、天生桥一级、铜街子水电站左岸、水布垭、洪家渡、马来西亚巴贡水电站等代表性工程，其中部分电站坝高已超过200mm。 
　　2坝体结构 
　　面板堆石坝坝体主要由面板、垫层料护坡、垫层料、过渡料、堆石体、下游护坡等构成。随着理论研究的深入、施工技术水平的发展，施工工艺的创新，对坝体的划分也进行了细分，如堆石体划分为主堆石体、次堆石体、下游堆石体；新工艺方面马来西亚巴贡坝没有采用传统的垫层料斜坡坡面碾压而采用了挤压边墙技术。 
　　3坝体施工技术 
　　3.1 施工前的准备工作 
　　在坝体施工前复核料场各种料源的储量及品质，提交可利用料源的复核资料。对料场复核后，对各种料源进行碾压试验并提交碾压试验报告。通过碾压试验，核对设计指标，选择适合各种料源的碾压机械，确定合理的施工参数，施工工艺及质量控制方法。碾压试验主要确定以下参数：a、压实机械的种类、行走速度、振动频率、激振力；b、各种料源的铺土厚度、含水量范围、碾压遍数；C、施工工艺的确定，如卸料方式、铺料方法；d、铺料厚度与干密度、沉降量之间的关系；f、各种填筑料的技术指标及控制参数。 
　　 堆石体填筑 
　　在处理好建基面上进行首次填筑，先从低洼处开始，低洼处找平后进行大面积填筑。填筑时垫层料、过渡料、部分主堆石体料应平起填筑，结合工程的实际情况在堆石体布置施工道路，严禁在垫层料、过渡料区域设立施工道路。堆石体一般填筑厚度为0.8~1.2m，垫层料、过渡料填筑厚度为0.4m，填筑料摊铺平整后加水碾压，加水应均匀，严禁干料碾压。对接触部位的垫层料铺筑料厚度，采用手扶振动碾碾压。 
　　 垫层料施工工艺 
　　垫层料上游坡面如采用传统的斜坡碾压工艺进行斜坡施工，填筑时应在上游面超填20~30cm的宽度，坝体填筑到一定的高度进行削坡处理，对处理平整的坡面进行碾压。对碾压合格的坡面应及时防护，防止因各种原因造成坡面损坏（如下雨形成的径流对坡面的冲刷等），已损坏的坡面进行修补后才能进行防护。常用的坡面防护方法有：a、碾压水泥砂浆；b、喷涂沥青；c、喷射混凝土。 
　　近年垫层料施工出现了挤压边墙施工新工艺，对传统的斜坡碾压工艺做了重大改变。挤压边墙施工方法首先在巴西的依塔坝应用，它是在垫层料未填筑前先沿坝体上游边缘浇筑倾斜的低强度混凝土挤压边墙，边墙混凝土墙高与每层的垫层料填筑高度一致，边墙上游倾斜度与混凝土面板坡度一致，内倾斜与垫层料坡度一致，后部回填垫层料，垫层料碾压时边墙作为横向支撑。 
　　挤压边墙与传统垫层料坡面施工技术相比较，具有施工程序减少，提高了施工效率高，不需要进行斜坡碾压及坡面防护，受气候环境影响小，具有较为显著的经济效益。 
　　 下游边坡护坡 
　　堆石体下游护坡采用大块石或预制六角体混凝土预制块人工干砌，机械辅助，护坡应与坝体填筑平起施工，块石平整的大面朝外。 
　　4混凝土面板施工 
　　4.1 滑模的要求 
　　混凝土面板一般采用滑模施工，侧模兼做滑模支撑轨道。与传统混凝土立模浇筑相比，滑模具有施工速度快，浇筑连续，施工缝布置少（低坝可不设施工缝）等优点。 
　　滑模应具有足够的强度、刚度及防变形能力，滑模面板表面应平整，如有焊缝需进行打磨。滑模具有足够的自重和承载能力，能够承受小型施工机具、配重块、施工人员的重量，滑模尾部应有施工压面平台。侧模应方便安装和拆卸，侧模高度与面板厚度一致，方便止水设施固定就位。 
　　4.2 混凝土浇筑 
　　在面板混凝土施工前进行混凝土配合比试验，混凝土应具有良好的和易性，黏聚性，抗分离性能，能够满足现场施工要求。面板混凝土浇筑采用溜槽或溜筒入仓，其连接处不得漏浆。混凝土入仓后应分布均匀，粗骨料不得分离有集中现象，对粗骨料密集部位采取人工均匀分散；入仓后的混凝土及时振捣，不得漏振，对止水片周边的混凝土仔细振捣，同时不得损坏止水片。 
　　混凝土振捣后及时提升滑模，滑模每次提升约20cm，对露出滑模底部的混凝土及时平整和抹面，并检测混凝土表面平整度。滑模提升后混凝土不得出现流淌、鼓包、空腔等质量缺陷，如出现质量缺陷应及时分析原因并进行处理。 
　　抹面后的混凝土及时遮盖塑料薄膜，混凝土终凝后覆盖草袋、麻袋等材料，并及时洒水养护，养护龄期应达到设计要求。 
　　对于坝高较低的混凝土面板可采用一次连续浇筑到坝顶，对于坝高较高的面板可根据设计要求或现场施工实际情况设施工缝，分期浇筑到坝顶。在进行二次浇筑前对施工缝面进行处理。 
　　5质量控制及缺陷处理 
　　5.1 填筑料的质量控制 
　　对各部位的填筑料在料场先进行抽检，合格后方可使用。堆石体作为坝体的主应力区，应严格控制颗粒级配和压实度，减少坝体变形。过渡区料及垫层料应严格控制颗粒级配，相对密度和渗透系数，垫层料应遵循谢腊德级配曲线，同时小于0..075mm的颗粒含量不宜过高。级配不良和渗透系数不能满足设计指标的垫层料不能上坝填筑。 
　　坝体碾压应沿坝轴线垂直于水流方向，压实机械碾压采用“之”字形碾压方式来回碾压，严禁采用碾压完一个条带后再碾压另一个条带，在斜坡碾压时应特别注意。 
　　面板混凝土浇筑时应在拌合楼控制混凝土的质量，保证称量准确，混凝土具有良好的和易性。对混凝土的坍落度、凝结时间等指标的控制应根据不同的季节进行调整并能够满足施工要求。 
　　5.2 缺陷处理 
　　对堆石体在填筑过程中的超径石及时挖除，对大石集中架空严重的部位应及时挖除重新铺填碾压。对垫层料上游坡面因未及时防护产生的冲刷，采取薄层回填，液压平板夯夯实。 
　　对面板混凝土上的裂缝应根据实际情况处理，对抹面完成而没有及时遮盖塑料薄膜的龟裂仅进行表面处理即可，对贯穿性裂缝可采取灌浆和表面封堵的措施进行处理。 
　　6 结语 
　　混凝土面板堆石坝在我国起步较晚，但发展速度较快。目前我国已建和在建的面板堆石坝已有100余座，最大坝高已达233米（水布垭水电站）。在施工中已采用了大量的新技术、新工艺，水布垭电站采用了挤压边墙施工，对施工质量的控制也上了一个新台阶，通过各种质量控制手段，保证了大坝运行的安全，特别是水布垭工程具有借鉴意义。