面板堆石坝

面板堆石坝（精选十篇）

面板堆石坝 篇1

高坝由于施工强度大、坝体增高快,坝顶初期徐变问题就变得十分突出,因此顶部面板容易出现的结构性裂缝。其裂缝的性质可以分为弯曲性结构裂缝及拉伸性结构裂缝两类,其成因不同,防止裂缝产生的措施及方案亦不同。高面板坝的顶部面板发生弯曲性裂缝主要的原因是面板浇筑后的堆石的徐变(工后徐变)。

其防止的可能方案有:(1)加强堆石的碾压(包括加水量)尤其顶部堆石的碾压以减小堆石顶部的徐变量,虽目前还缺乏观测资料论证,但肯定有较大作用。(2)选择合适的面板浇筑日期,避开堆石的高峰沉降徐变期,在我国南方可以要求在汛前完成分期堆石填筑,在汛后的11~12月浇筑分期面板。

高面板坝的顶部面板拉伸性裂缝产生原因主要是主、次堆石在面板浇筑后的徐变沉降差。主、次堆石的沉降差产生了堆石顶部的上游堆石面受拉伸、下游堆石面受压缩,于是发生堆石体顶部的弯曲效应。其防止的可能方案有:(1)根据主副堆石压缩模量比,进行主副堆石的分区,确定主堆石区的相对宽度;(2)选择合适的最终蓄水日期。

针对天生桥的工程实际,如果将面板的完成浇筑的时间由5月1日推迟8个月,到当年的12月31日,就可以有效地避开徐变的高峰期,其产生的结果将是:分期面板顶部都不会出现脱空,面板不会出现弯曲性结构裂缝。最终蓄水日期推迟到第二年汛期,这样也就自然的解决了“选择合适的最终蓄水日期”的问题。因此,如果能实现1995年11月全年导流,对于天生桥工程是最优方案。在我国南方面板安排在11~12月浇筑是常规的施工方法,11~12月的气温较低,在5月1日到12月31日这段时间可以用于下游坝体的填筑,还可以容许下游坝体的填筑高程大于上游坝体。

我国浙江的白溪工程、珊溪工程就是这种施工方法,面板分两期施工,一期面板及二期面板顶部没有脱空,也没有产生弯曲性结构裂缝与拉伸性结构裂缝,当然它们的坝高都不到140m,情况不完全相同。但是天生桥在1996年11月开始才实现全年导流,则采用这种方法,保证1998年底初期发电是不可能的。因此,该工程采用的施工方案还是最优的选择,因为发电效应巨大;面板只出现弯曲性结构裂缝漏水量不大;顶部结构性裂缝处于死水位以上可以得到较彻底的修理而不影响后期耐久性,二期面板顶部裂缝在运行期处于受压状态,裂缝会自行闭合等。

1 改进垫层料设计

垫层料要起限漏的第二条防线作用,要对粉细砂及河道悬移质等起反滤作用,其级配必需是连续的、内部渗透稳定,这是很关键的。垫层料的最大含砂量及最大粒径的规定要符合防止施工时的分离要求,细粒的含量要符合防止垫层料开裂的要求。对垫层料的级配,作以下规定可能比较合适:最大粒径不超过8cm,含沙量小于5mm,颗粒含量为35%~55%,小于0.075mm的细粒含量不超过8%。

2 改进过渡料设计

过渡料要起竖向排水作用,不要让渗漏水进入其下游的堆石,并对其起软化作用。过渡料最好不含有小于5mm的颗粒,最大粒径可以为层厚,在施工程序上,要先填过渡料,再填垫层料,在过渡料的上游界面清除超径石后才允许在其上游填筑垫层料。超经石粒径可规定为10~20cm,视过渡料的实际级配而定。

3 堆石分区

目前堆石分期对于低于140m高的坝还是合适的,但仍要控制主堆石区的宽度及主、次堆石的压缩模量的比值。根据目前的经验,主堆石的宽度大于坝宽的1/2为好,次堆石的压缩模量应大于主堆石的1/2。对于190m级的面板坝,除按水压力作用下对面板的挠度影响最小的原则分区外,还要控制主、次堆石的沉降差。为了此目的,主堆石相对于坝宽的宽度,取决于坝高及主副堆石的压缩模量比,不能将萨尔瓦欣纳坝主堆石区采用2/3坝宽的经验固定起来。

此外,为了满足度汛要求的堆石的分期填筑,常要求上游按临时挡水断面填筑,如天生桥的坝体填筑分期。我们认为在这种情况下,应将占坝高不小于1/3坝高的顶部堆石采用全断面填筑,因为根据对天生桥原型观测资料的分析,其下的堆石在浇筑三期面板时,其徐变已基本完成。

4 选择合适的面板浇筑及蓄水时间

高坝顶部面板的结构裂缝的产生,是堆石的徐变产生的。因此,如工期许可,亦可以采用推迟浇筑面板及蓄水的方法达到防止顶部面板出现结构性裂缝的目的。此方法最大的好处是可以充分利用次质的工程开挖料。

5 加强观测

加强对堆石坝顶部的徐变及不均匀沉降产生的堆石体顶部向下游弯曲的观测。坝顶部沉降及水平位移仪观测线的垂直间距适当加密,防浪墙基础堆石体在接近防浪墙建基面处加一条沉降及水平位移观测线。

6 关于面板坝坝体渗漏

面板坝堆石体变形、面板结构性裂缝、坝体渗漏,是面板坝变形逐步发展的三个阶段,稍不注意不及早处理,将可能引起严重后果。

小山水电站位于吉林省抚松县第二松花江支流松江河上,以发电为主,兼顾防洪及综合利用。混凝土面板坝坝高86.3m,坝顶长302.0m。坝基为安山岩和玄武岩。坝体主堆石区填筑料为安山岩料,该岩料坚硬,强度高。本工程于1994年6月开工,1997年9月22日下闸蓄水。观测资料表明:蓄水前1/2坝高处,V8测点坝体沉降值为111.7cm。蓄水后,效果惊人。

上述事实告诉我们:要减少面板坝蓄水后坝体变形,减少面板结构性裂缝,控制坝体渗漏,关键在于有效地控制施工质量,有效地控制填筑料级配和压实程度,有效地控制填筑体的上升速度,有效地控制面板浇筑时间等。施工填筑质量有缺陷和坝高超过150m的高混凝土面板坝,蓄水后的坝体沉降往往难于避免,由此而引起的面板开裂和坝体漏水不可忽视。为此要求:精心设计,严格控制填筑料质量;要求在差异性变形较大区域做好特殊小区料的处理、改进止水材料性能,以适应坝体变形;严格控制填筑料的洒水碾压质量,确保碾压后坝体有较高的压缩模量;适当推迟面板浇筑时间,减少坝体后期变形影响;面板上游铺填粉土、或粉煤灰,以填充面板或止水可能产生的裂缝;继续开展面板防裂措施研究,深入进行面板坝填筑料蠕变特性研究等等。

摘要：一般认为,采用现代技术修建的混凝土面板坝,蓄水后坝体变形不大,且很快趋于稳定,坝中央区的面板工作条件较好,不会产生结构裂缝,趾板附近堆石不易很好压实,同时堆石厚度变化较大,因此防渗重点是周边缝及其附近面板的裂缝。

关键词：高坝,堆石,结构裂缝

参考文献

[1]许百立,刘世煌.试谈砂砾石面板坝层间水力过渡[J].水力发电,2002,2.

[2]刘世煌,许百立.从运行情况谈混凝土面板坝的设计与施工[J].水利规划与设计,2006,2.

[3]曹克明,汪易森.关于高混凝土面板堆石坝设计和施工的讨论[Z].2005.

[4]国家防汛抗旱总指挥部办公室,水利部科学技术司.沟后水库砂砾石面板坝一设计、施工、运行与失事[M].北京:中国水利水电出版社,2004.

[5]吴洁,吴其张等.成屏混凝土面板坝裂缝处理及分析探讨[Z].2007.

[6]水利部水利水电规划设计总院.西北口水库大坝运行安全现场调查报告[R].2008.

面板堆石坝填筑施工组织设计 篇2

1.1 工程概况

四川自贡市小井沟水利工程是以城市供水为主、兼顾农业灌溉和环境供水等综合利用的大型水利工程，包括小井沟水库工程和输水工程这两部分。小井沟水库工程主要建筑物有钢筋砼面板堆石坝、右岸开敞式溢洪道、右岸泄洪放空隧洞、左岸放水隧洞，库内有7座副坝，库外有排洪渠等工程。

钢筋砼面板堆石坝坝轴线全长263.0m，坝顶高程431.6m，防浪墙高出坝顶1.2m，河床建基高程344.0m，最大坝高87.6m，坝顶宽度8.0m。上游坝坡1:1.4，在385.00m以下为堆石压重体，压重区顶宽4m，压重体边坡1:1.9；下游坝坡1:1.5(原设计1:1.4，无坝后压脚区)，在高程343.80m至358.80m范围内为压脚区，压脚区顶宽20m，压脚区边坡1:2，坝后共设二级马道，马道高差30.0m，马道高程分别是401.60m和371.60m，马道宽度均为4.0m。大坝面板厚度为0.3～0.6m，底部设有趾板砼，兼作坝基帷幕灌浆盖板。

根据前期堆石料碾压试验成果，原用于大坝堆石料填筑的蚱蜢寺堆石料料源-灰黄色砂岩饱和抗压强度较低、渗透系数较小，不能满足设计堆石料排水和稳定要求，同时，原用于大坝过渡料、垫层料及特殊垫层料加工料源的青灰色砂岩经鉴定为青灰色泥质砂岩，饱和抗压强度较低，不能满足坝料强度要求。随后，设计进行了相应调整，在坝体内增设了水平和竖直排水带，将后坝坡调整为1:1.5，并在坝后358.8m以下增设堆石压重，取消原设计的下游堆石区，调整后的坝体横断面见图1.1-1。

根据调整后的坝料技术要求，我部配合设计对岷江砂砾石和荣县地区灰岩料进行了大量选料试验和对比分析，最终选定荣县地区灰岩料作为大坝新增排水带料、过渡料、垫层料、特殊垫层料及反滤料加工料源。

同时，根据蚱蜢寺料场实际开采地质情况，与原投标和料场复勘地质情况差异较大，料场储量降低，不能满足规范的储备系数要求，经设计重新寻找料源，在大坝上游新增大河坝石料场料场作为堆石料补充料源。

中国水利水电第五工程局有限公司

面板堆石坝 篇3

关键词：面板堆石坝;应力分布;挤压;措施

面板堆石坝大多可就地取材，利用工程开挖石料作为堆石料，降低了工程的投资，是一种比较经济和安全的坝型。但是随着其应用的增加，也出现了不少的问题，比如堆石坝面板发生开裂，对大坝表面的防护体系造成了严重的影响，出现堆石体不均匀下降、抗剪能力下降等问题^[1]。本文结合某已建面板堆石坝，分析了面板结构抗裂仿真分析。

一、工程概况

我县某中型水库工程坝顶高程为1284.6m，坝顶宽度8m，最大坝高为82.6m，上游、下游坝坡均为1：1.4。坝体填筑分5个区域，分别为主堆石区、次堆石区、下游堆石区和垫层区，堆石料源为石料场开采及建筑物开挖料。趾板为0.5m的等厚趾板，宽度分为4 m、5m、6m，面板厚度0.3～0.56m，趾板与面板砼标号C25，抗渗标号W8，抗冻标号F100。根据既定方案，工程期限为2年，为最大限度节省工期，大坝堆石体的填筑为一次完成。为了按时完整进度，需要遵循安全渡汛及确保填筑质量为原则，坝体填筑完成并间隙一个月后方开始浇筑混凝土面板。

该流域年平均气温7℃～16℃，1月份气温2℃～5℃，7月份气温23℃～29℃，极端最高、最低气温分别为 37.4℃、-9.8℃。流域内的湿度平均为78%～82%，其中10～12月份的湿度最高，在80%～84%之间。

二、应力分布计算方法及条件

采用接触力学分析方法，对面板与堆石体自检的接触特性进行模拟，其中，面板为独立可变性接触体，可承受一定的弯矩作用，在描述弯曲时，可能出现较大的误差，因此采用架设应变方法消除，且无剪应变，计算式如下^[2]：

式中，Ke为一点积分刚度，Ke^stab为秩2的稳定刚度。

在本文中，笔者主要是分析各种因素对面板盈利的影响及工程措施的作用，因此描述堆石体采用邓肯E-B模型。参数见表1。

表1 E-B材料参数值表

名称

Pd（g/m?）

K

n

Rf

Kb

m

主堆石

2.15

1100

0.34

0.82

600

0.20

次堆石

2.15

860

0.34

0.80

500

0.10

下游堆石

2.15

1200

0.34

0.81

600

0.20

垫层料

2.18

1200

0.44

0.80

650

0.20

混凝土浇筑，自面板前趾板开始，采用滑模法，速度为3m/h，不间断浇筑。混凝土浇筑与入仓温度相同，详见图2。

图2  混凝土面板绝热温升图

经计算，对面板挠度与应力影响最大的因素为堆石上游的变形差，比前期堆石网格变形程度放大了25倍。由于面板上部的面板会产生比较大的挠度变化，提示该处面板上表面可产生一定的拉应力。而计算结果显示，该处的拉应力，最大值为2MPa^[3]。因此，堆石填筑时，在堆石层数不断增加的情况下，面板表面张力会逐渐增加，二层填筑时的拉应力为1MPa。

在完成堆石填筑后，间隔30d进行面板浇筑，结果显示，变形差仅为-0.1m。，未产生较大的应力与弯曲变形，拉应力为0.4MPa。

由于本工程年内大气湿度较大，旱季长期不降雨时，可造成面板产生较大干缩应力：3d不下雨，拉应力为0.2MPa;7d内不降雨，拉应力可达0.5MPa;连续30d无降雨，表面拉应力为1.4MPa。由此可知，混凝土干缩影响程度虽然很小，但是表面拉力比较大。经分析，该工程弯曲应力场、温度应力场近似“/”型分布，增加了面板开裂的可能性。

三、抗挤压破坏的措施

面板如果发生开裂，则处理需要投入大量的人力物力，且处理的效果也可能不理想，所以需要根据面板开裂产生的机理，制定有效的对策，改善面板应力分布，减少面板发生裂缝的几率。

• 优化施工方案

应力数值计算结果、面板挠度变形结果说明，在受拉区域内，面板集中在上部，所以可适当降低面板上升的高度，改善面板应力状况^[4]。面板最大拉应力下降，将原计划的应力值3.8MPa降至2.8MPa。

• 推迟方案

利用增大面板与堆石体高程差的方法，解决面板拉应力的效果仍旧不理想，而且又要考虑工期，所以可将面板的浇筑时间尽量往后推迟，以降低面板的应力^[5]。由计算结果可知，如果工程的工期等施工条件许可，可通过推迟浇筑面板的方式消除面板的拉应力。

• 保温板的保温保湿措施

经验表明，面板表面具有3cm的聚氨酯保温板，则在遭遇寒潮期时，面板混凝土内外温差的不超过2℃，而在寒潮期间，面板表面沿坡坝方向的拉应力值仅仅为0.2MPa。同时，为了保证面板的保温保湿效果，当面板表面存在1mm厚的聚氨酯时，则可控制超过90%以上混凝土的湿度，也就大幅降低了面板表面的干缩应力。

结语：

笔者在本文中，结合某工程实际，对面板应力分布情况及产生应力的原因进行了系统的分析。在分析中，利用了接触力学分析方法，以及假设应力单元，从而使得面板挠度与弯曲应力计算结果的可信度增加。根据湿度、变形及温度的结果，得出遭遇寒潮后的温度、湿度应力场分布趋势相似，两者叠加后，面板易出现裂缝。为了降低面板裂缝的发生率，提高其耐久性，主要的工程措施为优化施工方案、推迟工期和采取有效的保温保湿措施等。实际应用表明，这些工程措施的效果理想，值得在类似工程中推广应用。

参考文献：

[1]程嵩，张嘎，侯文峻等.有挤压墙面板堆石坝的面板温度应力分析及改善措施研究[J].工程力学，2011，04：76-81.

[2]孔宪京，周扬，邹德高，徐斌.高面板堆石坝面板应力分析及抗挤压破坏措施[J].水力发电学报，2011，06：153-158+257.

[3]孔宪京，周扬，邹德高等.高面板堆石坝面板应力分析及抗挤压破坏措施[J].中国水力发：，2011，12：145-146.

[4]万里，罗永祥，范建朋等.马来西亚巴贡混凝土面板堆石坝面板抗挤压破坏措施探讨[J].西北水电，2007，04：37-39+48.

面板堆石坝 篇4

寺坪水电站工程位于汉江中游右岸支流南河上段粉清河上, 坝址在湖北省保康县寺坪镇肖家湾。工程以发电为主, 兼有防洪、灌溉、水产养殖、库区航运等综合利用效益, 总库容为2.69亿m3, 电站装机60MW。

面板顶部高程317.2m, 坡比1:1.6, 最大高差88.2m, 最大块斜长166.4m。面板顶部厚度30cm, 底部最大厚度60cm。面板共36块, 其中横0+084～横0+244为16m宽共10块, 其余为8m宽共26块。面板总面积4.37万m2, 混凝土18590m3 (R28250#F100W10, 二级配) 。

2 施工难点

大坝顶部作业平台进行坝顶加宽处理后为9.2m, 施工时设备间干扰较大。面板施工须在3月底全部完成, 直线工期仅2个半月, 且全部在冬季施工, 受气候影响较大, 技术难度高。混凝土浇筑月最大强度达8832.5m3, 设备物资投入大, 人员短期投入较大, 工作面狭窄, 协调难度大。施工中采用钢筋直螺纹套筒连接、无轨滑模、超长连续挤压成型止水片等较多的新技术, 对现场施工管理、施工组织提出了严竣考验。

3 施工准备

3.1 滑模、侧模加工与制作

拉模采用无轨滑模, 扣模采用组合钢模板。无轨滑模由底部钢面板、上部型钢桁架及抹面平台三部分组成。滑模前部设振捣平台, 后部设二级抹面平台, 顶部搭设雨阳棚。

侧模主要为[16槽钢配木模板组成, 两侧扁铁加固, 顶部角铁包边, 侧模刚度满足无轨滑模直接在其顶部滑动时不受破坏。

3.2 卷扬机安装

拉模牵引采用2台10t地锚固定卷扬机, 钢丝绳直径26mm, 单股牵引, 卷扬机与固定锚块间及地锚间的连接钢丝绳直径28mm, 固定锚块用钢丝绳锚固在坝后地锚桩上。

4 施工方法

4.1 侧模安装

侧模外侧采用角钢与圆钢焊接成的三角支架支撑固定, 内侧用短钢筋将侧模与结构钢筋网焊接固定, 人工从下至上安装。侧模间接缝必须平整严密无错台。对侧模的加固支撑要加强检查与维护, 防止模板变形或移位, 混凝土浇筑过程中设置专人负责经常检查、调整模板的形状和位置。

侧模安装时, 确保止水片安装牢固稳定, 并注意保护已埋设的止水片。

4.2 滑模安装

滑模分段运输至坝顶施工平台整体拼装并经检查无误后, 放下抹面平台尾部两侧支承滑轮, 将滑模吊装到侧模上, 由自身行走机构支撑后用手拉葫芦保险绳固定滑模, 卷扬机牵引滑模系统, 试滑二至三次。在确保牵引装置稳固可靠后, 卸下手拉葫芦。混凝土浇筑前, 将滑模滑移至浇筑条块底部。

4.3 混凝土浇筑与滑模滑升

混凝土浇筑时, 操作人员站在滑模前沿的操作平台上进行。仓面中部采用φ70～100mm插入式振捣器充分振捣, 靠近侧模和止水片部位采用φ30～50mm软管振捣器振捣。振捣插点应均匀, 插点间距不大于40cm, 深度达到新浇混凝土层底部以下5cm, 以混凝土不再显著下沉、不出现气泡并开始泛浆为准。

滑模滑升时, 两端提升应平衡、匀速、同步。每浇完一层混凝土滑升高度约25～30cm, 滑升速度取决于脱模时混凝土坍落度、凝固状态和气温等因素, 一般平均滑行速度为1～2m/h, 最大不超过3m/h, 拉升间隔时间一般为10～15分钟, 最大不超过30分钟, 具体参数由现场试验确定。

混凝土浇筑时, 及时割断架立筋, 以减少垫层区对面板的约束。从混凝土拌和站至坝面卸料入仓振捣完毕, 最大时限不超过60分钟。

4.4 人工收面及表面处理

脱模后的混凝土, 人工用木模和钢模及时进行第一次收面, 面板平整度用2m靠尺检查应不大于5mm。用人工磨面法进行表面吸水处理, 以提高混凝土表面强度。人工及时对混凝土表面进行第二次压面抹光, 确保混凝土表面密实、平整, 避免面板表面形成微通道或早期裂缝。

4.5 混凝土养护与防护

二次压面后的混凝土, 及时喷表面养护剂进行养护, 防止表面水分过快蒸发而产生干缩裂缝。在拉模后部拖挂长15m左右的比面板略宽的塑料布防晒棚, 以保护二次收面后的混凝土, 防止水分散失并保护已浇混凝土不被雨水冲刷和烈日曝晒。面板混凝土露出塑料布防晒棚后, 及时用草包保温被贴于混凝土表面, 持续喷水, 达到保温润湿养护, 养护时间直至水库蓄水。

下雨时应及时排除仓内积水。如在混凝土初凝时间内浇筑, 应首先清除仓内被雨水冲刷的混凝土, 并加铺同标号砂浆后继续浇筑, 否则按施工缝处理。

降雨量较小时, 根据实际情况确定是否继续施工, 同时对骨料加强含水量测定, 及时调整配合比中的加水量。

4.6 表面检查及裂缝处理

相邻块面板混凝土均达到设计龄期后, 及时组织设计、业主、监理和施工四方, 从下至上逐块进行表面裂缝和缺陷检查。若发现表面缺陷和裂缝, 掌握其基本情况, 分析总结产生机理, 并严格按设计要求进行认真处理。

5 质量保证措施

混凝土面板防裂是确保水库正常蓄水、正常运行的先决条件。在施工过程中, 必须严格控制好混凝土浇筑质量, 采取切实有效的防护措施, 避免面板产生裂缝。施工中将从提高混凝土自身抗裂能力和减少外界环境因素诱发两个方面防止面板产生裂缝。

5.1 提高混凝土抗裂能力 (1) 保证原材料质量。 (2) 优化混凝土配合比设计。 (3) 确保混凝土浇筑质量。

5.2 选择有利浇筑时间;

5.3 降低周围环境对面板混凝土约束应力 (1) 随着滑模的上升, 在确保钢筋网面不变形的前提下, 逐次将位于滑模前的架立钢筋割断, 消除嵌固阻力。 (2) 挤压边墙表面均匀喷洒乳化沥青, 减少面板底面摩擦力。 (3) 后浇块施工前将先浇块缝面整理平顺, 并涂刷沥青乳液, 减少周边约束力。 (4) 采用两套无轨滑模, 有效缩短不同块浇筑间隔时间。

5.4 消除滑模对混凝土的机械损伤;

5.5 加强现场施工组织管理;

5.6 加强面板保湿、保温、防风措施。

6 进度保证措施

根据工程实际情况, 面板浇筑实际工期仅为2个半月, 为保证工程质量和工期要求, 采取以下进度保证措施。

6.1 加强施工期骨料备存工作;

6.2 加强设备及人员投入, 增加一套侧模周转, 采用两套滑模和三套侧模连续浇筑施工;

6.3 新增天然骨料配合比试验, 确保人工骨料供应不足时, 面板施工继续进行;

6.4 面板施工前业主组织建设四方进行工程技术交底和施工方案讨论会, 施工期间抽调有经验的技术骨干和熟练技术工人进行指导和实际操作, 同时召开两次面板施工技术专题会, 对面板施工中出现的经验和问题进行总结和改进。

7 结语

寺坪电站面板堆石坝原施工安排为2004年11月截流, 2005年1至7月大坝填筑, 2005年11月面板混凝土浇筑。但由于2005年6月开始, 工区遭受特大洪水袭击达三个月, 大坝回填2005年11月20日才全线达到设计高程。按照预沉期要求, 面板将在2006年2月份施工, 而按设计要求导流洞封堵必须在5月底结束。后经过专家会议讨论, 确定面板浇筑前大坝预沉期2个月的可行性。但留给面板施工的直线工期仍仅2个半月时间, 且全部在冬季施工, 雨雪天气影响较大。

面板堆石坝 篇5

答案：2.4-4.8m

规范SL314-20045.0.5条规定，二级配碾压混凝土的有效厚度宜为坝面水头的1/30～1/15，则本案二级配碾压混凝土的有效厚度宜为2.4～4.8m。

（2）在坝体混凝土分区设计时，对变态混凝土有以下认识与使用意见，其中不正确的是其中的哪一项？

（A）变态混凝土厚度应予以控制，不能太厚

（B）可用于廊道及空洞周边、布设钢筋区、大坝上游坝面模板处等

（C）灰浆掺量和配合比，可根据使用部位和气候等条件参照工程经验确定

（D）变态混凝土所需喷洒的灰浆可以采用水泥浆或水泥粉煤灰浆

答案：（c）

主要解答过程：

4.7．混凝土面板堆石坝坝体应根据料源及坝料强度、渗透性、压缩性、施工方便和经济合理等要求进行分区。从上游向下游宜分为：

（A）过渡区、下游堆石区、垫层区、主堆石区

（B）垫层区、过渡区、主堆石区、下游堆石区

（C）过渡区、垫层区、下游堆石区、主堆石区

（D）主堆石区、过渡区、下游堆石区、垫层区

答案：（B）

ＳＬ２２８－９８ 混凝土面板堆石坝设计规范 ３．２．１

5～6.某混凝土面板堆石坝建于弱风化的花岗岩上，最大坝高150m，主堆石区为花岗岩块石。

5.高坝垫层料采用连续级配，粒径符合规范要求，压实后具有内部渗透稳定性、低压缩性、高抗剪强度，并有良好的施工特性，与早期的均匀级配相比具有更多优点，以下选项中哪一选项不是采用连续级配垫层料的主要理由？

（A）容易得到较高的密度和变形模量，能对混凝土面板有良好的支撑作用

（B）连续级配垫层料能使施工配料更加简便，从而缩短工期和节省投资

（C）便于整平坡面，使面板厚度更加均匀

（D）施工期可直接利用垫层挡水度汛，可以限制进入坝体的渗流量，保证堆石体稳定 答案：（B）

主要解答过程：

SL228-98《混凝土面板堆石坝设计规范》

6.本工程下列观测项目中哪一项是可以不设的？

（A）坝面垂直位移和水平位移（B）坝体内部垂直位移

（C）坝体内部水平位移（D）接缝位移

答案：（C）

主要解答过程：

面板堆石坝裂缝分析及防治措施 篇6

关键词 面板堆石坝；原因；防治

中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)012-0160-01

1 面板裂缝原因分析

1.1 结构性裂缝原因分析

混凝土面板支撑体在坝体自重、水压力等外荷载作用下，产生了不均匀的沉降，导致面板和垫层之间脱空，改变了面板的力學模型，从而产生结构性裂缝。

混凝土面板结构性裂缝分为弯曲性结构裂缝和拉伸性结构裂缝。

弯曲性裂缝主要由面板法向变形产生，混凝土面板一侧受拉裂开张口，另一侧仍处于受压状态，是纯弯、大偏心受拉或大偏心受压引起的。拉伸结构性裂缝主要由面板切向（平行面板方向）变形产生，与垫层料开裂的原理相同，其方向为：河谷部位是水平的，两岸与岸坡大致平行，面板两侧均裂开，是纯拉、小偏心受拉引起的。

1.2 非结构性裂缝原因分析

非结构性裂缝是面板在非外力作用下产生的裂缝。产生非结构性裂缝的原因很多，但最主要的原因是由于面板混凝土在自身和各种外界因素作用下产生收缩变形所致。混凝土面板结构体型长而薄，往往由于面板混凝土原材料中的砂石骨料、水泥、施工工艺、防护措施、湿度和温度变化等原因而造成干燥收缩和降温冷缩，并受到底部垫层约束，当由此诱发的拉应力超过面板某截面的抗拉强度时，即在该截面裂开，产生面板收缩裂缝，亦即非结构性裂缝。

2 预防开裂的措施

2.1 材料

2.1.1 钢纤维混凝土

为了更好地适应面板堆石坝施工期和蓄水期面板受力变形的特点，建议采用钢纤维混凝土作为面板堆石坝面板材料。目前，尽管钢纤维混凝土的单价比钢筋混凝土要稍贵一些，但在初裂强度、弯拉强度、韧性、抗渗性能及抗冻性能等物理力学指标方面比起普通钢筋混凝土均有较大的改善，主要表现在以下几个方面。

1）可以很好地限制控制表面张拉裂缝的形成及开裂发展，还可以限制混凝土收缩所产生的随机裂缝的形成。

2）可以比普通钢筋混凝土具有更好的适应变形的能力，能充分发挥混凝土基体的作用。

3）可适当减小面板的厚度和水泥用量，温控要求相对一较低。

4）可减少甚至取消钢筋，从而可大大避免或减少在陡坡上进行钢筋绑扎作业的潜在危险，施工较为安全。

5）采用钢纤维混凝土比普通钢筋混凝土能更好地控制施工质量，另一方面施丁_技术已较为成熟，设备也已配套化，施工更为方便、可提高生产效率。

6）由于提高了面板的抗裂能力和耐久性，可大大减少后期的建设及维修费用因此，其综合技术经济指标是合理可行的。

2.1.2 垫层料的平整及保护

浇筑面板混凝土之前，必须认真控制好垫层料的平整度，并做好其保护玉作。为尽量减少垫层料对面板的约束影响，在垫层料上均匀喷涂一层乳化沥表清，使垫层料的磨擦系数降低。另外，在浇筑混凝上前应当切断架立钢筋，起到减小垫层料对面板的剪切力的作用。

2.1.3 面板保温保湿材料的应用

建议采用聚氨脂等新型优质保温保湿材料进行面板表面的快速防护，以减小混凝土面板的湿差应力和温差应力，同时可充分发挥其具有较好的自愈能力的特点。此类材料具有无腐蚀影响、制作简单、性能稳定及热导率低等许多优点。由于采用喷涂技术，施工起来方便而且

经济。

2.2 结构

2.2.1 面板合理分缝

面板在坝肩周边处呈三维复杂受力状态，且多为受拉区，而面板中部多为受压区根据上述受力特点，同时为利于面板适应边坡地形变化较大的特点，在大坝周边部位面板宜采用窄型板;而中间部位面板则宜采用宽型板。此外，浇筑施工时，在面板斜坡向应当合理控制一次浇筑的

长度。

2.2.2 合理配置钢筋

在采用钢纤维混凝土的前提下，可根据钢纤维的掺量合理调整面板钢筋的配筋率目前面板作为钢筋混凝土结构一般多采用单层双向配筋方式，从面板堆石坝实际经验来看，面板中的钢筋不是配得越多越好，配筋过多将导致面板的柔性减小，适应变形和抗弯拉能力下降，反而不利于面板的受力变形，而且也不经济建议由目前的面板顺坡向的0.4%下调为0.1%或更少，面板坝轴线向由0.3%下调为0.05%或更少，随之可相应调整钢纤维的掺量。另外，还可适当减小钢筋的直径与此同时，还应当合理布置钢筋，尽可能将钢筋布置于面板受拉区部位。

2.3 施工质量保证和混凝土养护

面板施工质量的好坏是面板堆石坝成败的关键所在，应当严格控制面板混凝土浇筑的连续性、均匀性，施工中做到振捣密实。同时，还必须做好面板混凝土的保温保湿等养护工作，做好浇筑时的温度检测工作，可采用如光栅、光纤测温等新型理人式检测仪器设备进行混凝土温度监控。

3 面板裂缝的修补处理措施

1）对于缝宽小于0.2 mm或0.3 mm的裂缝，在表面粘贴柔性材料（GR或SR）防渗盖片，或涂刷增韧环氧涂料。

2）对于缝宽大于0.2 mm或0.3 mm、小于0.5 mm的非贯穿性裂缝，首先对裂缝进行化学灌浆处理，然后进行表面处理。

3）对于缝宽大于0.5 mm的裂缝，首先对裂缝进行化学灌浆处理，然后沿缝面凿槽，嵌填柔性止水材料（GR或SR），并进行缝面封闭

处理。

参考文献

[1]刘超,张光科.混凝土面板堆石坝面板周边结构性裂缝探讨[J].东北水利水电,2004,11.

[2]易英仲,吴成源,韦孟康.堆石坝混凝土面板裂缝成因及防治[J].广西水利水电,2006,03.

[3]高亚,刘勇峰.面板堆石坝面板的裂缝机理分析与防裂措施[J].电网与清洁能源,2009,08.

面板堆石坝 篇7

为保障水库的正常运行, 对于大坝防渗, 应采取有效措施, 对此, 本文将以某水库为例, 详细探究水库大坝渗漏治理工程的面板脱空灌浆处理。

1 工程实例

某水电站挡水建筑物为混凝土面板堆石坝, 断面结构图如图1所示。最大坝高78m, 水库总库容2.78亿m3, 大坝面板倾角为35.54°, 面板最大斜长110m, 垫层料厚度2.32m。水库蓄水运行以来出现漏水现象, 且有逐年增加的趋势。经水下电视渗漏检测, 发现混凝土面板破坏严重, 可能形成渗漏通道。通过放空水库、填筑上游土石围堰, 排干基坑积水, 对面板进行全面检查, 发现L1、L8、L9和L10面板出现横向断裂, 并发育多条贯穿裂缝, 局部地方出现塌陷, 面板下垫层料小颗粒被带走, 面板与垫层料之间出现脱空。当采取对破坏面板进行修复、更换破坏失效止水等综合处理措施, 保证大坝安全。

2 常见混凝土面板堆石坝面板脱空原因分析

(1) 堆石体变形过大使面板产生脱空。由于面板与堆石体的钢性差异较大, 在自重和水荷载作用下, 施工期及竣工期的大坝迎水面会产生下部外凸上部凹陷的变形, 产生脱空。

(2) 库水位变化导致面板脱空。大坝蓄水后, 面板会受到水压力的作用, 下部逐渐贴紧大坝坡面, 上部出现翘起现象, 并且逐渐脱离大坝坡面。在蓄水过程中, 堆石体及垫层料的变形量逐渐增加, 而面板量值较小。在退水过程中, 面板的变形会得到环节, 但坝体的变形则很难恢复, 这就会形成面板脱空现象。

(3) 分期施工与材料分区欠合理使面板产生脱空。在面板分期施工过程中, 一期面板施工完成后, 进行二期堆石坝体施工时, 一期坝体堆石料受力将会发生变形, 随着上部的二期坝体继续填筑, 坝体变形也不断增大, 垫层外表面将偏离原几何表面, 一般表现为中下部位有“外凸”趋势, 面板在中下部将受到堆石料外凸变形的外推效应, 致使一期面板上部离开垫层表面而产生脱空现象。

(4) 流变变形加大面板脱空。通过有限元计算分析得出, 坝体流变变形会导致三期面板脱空现象, 而且还会加大了一、二期面板的脱空。面板坝堆石体在高围压的作用下流变较大, 坝体沉降会逐渐增加, 而且坝体上部上、下游坡会产生向坝中的变形, 体积收缩量较大, 产生面板脱空问题。

3 面板脱空灌浆

3.1 垫层料检测

垫层料检测选在L2和L9面板, 试样干密度为1773~2034kg/m3, 小于原设计要求干密度2200kg/m3。骨料最大粒径为80mm, 为人工碎石, 垫层料不均匀系数大于5, 曲率系数大于3, 为不良级配。以上情况表明, 面板与垫层存在脱空现象, 垫层料级配不良, 小颗粒流失严重, 结构疏松。

3.2 灌浆设计

3.2.1 灌浆范围

面板下充填灌浆和垫层料加密灌浆处理范围包括:L1和L2面板全部范围、L9面板167~150m高程范围、L10-L11面板136m高程至周边缝范围、L12面板150m高程至底周边缝范围的面板下充填灌浆;L1和L2面板150m高程以下至周边缝范围, L9-L12面板136m高程以下至周边缝范围的垫层加密灌浆。

3.2.2 灌浆方案比较及选择

(1) 沿面板钻铅直孔灌浆方案:该施工方案要求放空水库进行, 可以对面板进行彻底的检查, 施工方法简单, 技术难度低, 操作性强。但由于需放空水库, 直接影响水库的发电效益。同时, 该方法需在面板上钻大量的孔, 从一定程度上来说, 破坏了面板的结构。

(2) 坝顶钻斜孔灌浆方案:该方案不需放空水库, 钻孔倾角保持与面板平行成∠35.54°, 与面板距离为0.5m, 距垫层料底部1.82m。要求钻孔上不能打到面板, 下不能穿过垫层料底部, 钻孔要求精度高。同时垫层料主要由碎石和砂组成。综上所述, 该方案技术要求难度大, 但是不影响水库的发电效益, 潜在经济效益巨大。

3.2.3 灌浆试验和方案选择

为了对工艺操作性、质量可靠性和经济优越性有一个更直接的比较, 要求在正式灌浆前对两种方案进行现场试验, 选取合适的方案。

(1) 面板上钻铅直孔灌浆试验布置在L1、L2面板▽143m~150m高程范围进行; (2) ▽坝顶钻斜孔灌浆试验布置在L9面板167m高程进行。

试验表明, 两种方案在技术上均可行。在坝顶钻斜孔灌浆试验施工过程中, 未出现钻孔穿越面板等现象, 说明该方案能保证足够的施工安全性和可靠性。鉴于其不影响水库发电效益, 决定采用不放空水库的坝顶钻斜孔灌浆方案。

3.3 坝顶钻斜孔灌浆方案施工

3.3.1 施工布置

(1) 施工用风。采用一台12m3/min的移动式空压机供风。

(2) 施工用水。采用一台水泵自库中取水, φ2钢管引至各钻孔灌浆施工部位。

(3) 施工用电。从右坝肩配电房引出主线, 沿坝体上游侧167m高程布设到左岸, 再用专线接至各钻孔灌浆施工地点。

(4) 制浆系统。在水库左坝头设一集中制浆站, 采用1台ZJ-400型高速制浆机制浆, 1台1m3搅拌桶储浆及BW250/50型泥浆泵输浆。

3.3.2 施工材料

(1) 施工原材料。水泥:采用符合国家质量标准的425#普通硅酸盐水泥。水:灌浆用水符合JGJ63-89标准的有关规定, 拌浆用水最高温度不超过40℃。粉煤灰:采用符合国家标准的Ⅱ级粉煤灰。膨润土:采用符合设计要求的膨润土。

(2) 灌浆配合比。 (1) 面板脱空充填灌浆采用水泥粉煤灰浆液, 配合比水泥∶粉煤灰为1∶2, 水灰比为0.5∶1, 并掺入5%膨润土。 (2) 垫层料加密灌浆采用水泥粉煤灰浆液, 配合比水泥∶粉煤灰为1∶2, 水灰比为1∶1、0.5∶1, 并掺入5%膨润土。

3.3.3 抬动观测及施工监测

灌浆前安装抬动观测装置, 在灌浆块左右相邻块适当部位分别安装一个千分表座, 灌浆过程中, 千分表测量头与被测块保持接触且上下活动余量适当, 实时监测。面板允许抬动值不超过0.5mm, 当面板抬动值达到和超过允许值时, 立即停止灌浆。面板水下部分无法安装抬动观测装置, 在灌浆过程中, 密切观察有无漏浆、库内水变混浊等异常情况, 并及时处理。

3.3.4 灌浆施工

(1) 施工程序。在充填施工后进行加密灌浆施工, 充填灌浆可以从手风钻自坝顶沿面板和垫层料之间的缝隙扫孔, 然后采用灌浆铁管从坝顶沿着缝隙尽量向下插入灌浆。在实际操作中, 由于面板与垫层料缝隙宽窄不一、缝面不匀, 因此充填灌浆管只能进入3~5m, 灌浆效果较差。通过研究, 充填灌浆结合加密灌浆一并进行。

(2) 孔位布置。充填灌浆和垫层料加密灌浆的范围为L1、L2、L9~L12等6块面板, 孔距为3.0m, 钻孔距分缝距离在50cm以上。

(3) 钻孔。 (1) 钻孔方向与面板保持平行, 与面板底面的垂直距离为50cm, 与垫层料底部的距离为182cm, 钻孔倾斜角度为35.54°, 单孔最大孔深为117m, 对于钻孔偏斜, 应该尽量避免打到面板。 (2) 采用DIAMEC-262型以及XY-2型钻机配以合金钻头进行回转钻进, 钻孔孔径为φ76mm。在钻进施工中, 不需要添加冲洗液, 为了避免钻杆及钻头温度过高, 可以加入少量冷却水进行冷却。 (3) 在钻孔施工开始前, 需要拆除坝顶回填石碴至防浪墙底部, 并且采用φ76mm的钢管搭设钻灌钢架施工平台。

(4) 灌浆。 (1) 灌浆分两序孔加密。待孔深达到设计孔深后, 不起钻, 将灌浆管接至钻杆即可进行灌浆。灌浆按自下而上分段、自流限量的灌浆方法进行, 灌浆段长度为3~6m。钻孔无法一次到底时, 将该孔分数段, 先对第一段进行加密灌浆, 待凝后扫孔继续钻进第二段, 再进行加密灌浆, 如此直至设计孔深。 (2) 灌浆结束标准。灌浆孔孔口返浆, 即可结束灌浆。 (3) 封孔。采用压力灌浆封孔法封孔, 封孔浆液水灰比0.5∶1, 并采用预缩砂浆封孔。 (4) 在灌浆过程中, 如水上面板出现漏浆, 立即对漏浆部位进行封堵, 同时加浓浆液配合比或掺入速凝剂, 并控制进浆流量;如水下部分面板出现漏浆, 立即停止灌浆, 并在漏浆部位用粉煤灰、黏土等封堵, 必要时在漏浆部位采用导管灌注水下絮凝柔性混凝土, 继续灌浆时采用间歇灌浆和限流灌浆方法, 必要时改变浆液配合比或掺入适量的速凝剂。

3.4 灌浆效果分析

本次充填和加密灌浆单耗干料为1288.5kg/m, 说明面板与垫层料有一定程度的脱空, 垫层料的可灌性良好, 表明灌浆设计较符合实际情况。

Ⅰ序孔单耗量1466kg/m, Ⅱ序孔单耗量1100.6kg/m, Ⅱ序孔单耗为Ⅰ序孔单耗的75%;Ⅰ序孔单耗大于1500kg/m的孔段为55段, 占Ⅰ序孔孔段数的34%, Ⅱ序孔单耗大于500kg/m的孔段只占19%。以上说明随着孔序的加密, 灌浆单耗明显减小, 并且耗浆量大的孔段明显减少, 符合灌浆的一般规律, 表明灌浆参数较为合理。

4 结束语

(1) 严格按照施工程序进行施工, 在灌浆材料的选择上, 应该尽量选择流动性好、强度高、无离析、无泌水、无收缩性的材料, 并且设计合适的充填灌浆浆液配合比。

(2) 在测量布孔及钻孔上, 应该根据施工图纸设计要求以及施工实际需要进行测量, 并将布孔位置标记出来, 便于施工。

(3) 在充填灌浆过程中, 为了保证施工效果, 首先应该进行施工试验, 然后再进行灌浆, 并保持一定的灌注压力。

(4) 完成灌浆后, 还应该进行严格的质量检查工作, 对于不合格部位进行补灌浆, 以保证施工质量。

摘要：本文的主要目的是研究混凝土面板堆石坝的面板脱空原因及脱空灌浆, 本文将根据实例探究面板脱空灌浆方法, 根据研究分析得出:堆石体、水位变化、施工因素、流体变形等因素是导致面板脱空的主要原因, 为了有效避免面板脱空问题, 必须加强施工规范, 严格检查施工工序, 加强施工管理, 保证施工质量。

关键词：大坝防渗,混凝土面板堆石坝,面板脱空原因,脱空灌浆

参考文献

[1]许晓亮, 王乐华, 邓华锋, 朱敏.基于ADINA的面板堆石坝三维子模型法研究[J].长江科学院院报, 2012 (11) :56~57.

[2]宋翠景.影响高面板堆石坝变形的若干因素[J].科技信息, 2012 (10) :185~186.

面板堆石坝应力应变分析 篇8

1 坝体材料本构关系

面板堆石坝应力应变的合理性取决于堆石材料本构关系, 目前计算面板堆石坝大多采用邓肯1980年提出的, 修改的非线性双曲线E-B模型。该模型使用简便, 参数确定简单, 并且在参数确定方面积累了许多成熟的经验。

E-B模型在曲线上任意一点的切线模量:

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式中 Rf——土体的破坏比;

SL——土体单元的应力水平;

σ3——围压;

Pa——大气压强;

K, n——杨氏模量系数和模量指数。

上述公式只适用于荷载逐级增加的情况, 当考虑卸荷与重复加载时, 土体的应力应变关系用线弹性模型近似模拟, 卸荷再加荷弹性模量。

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式中, Kur为卸荷模量指数。

体积变形模量B为:

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式中, Kb和m分别为体积模量系数和模量指数。

为了在围压和应力水平很低的情况下, 得到的水平应力比较合理, 模型中限制最小体积变形模量。

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相当于限制最小泊松比:

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式中, K0=1-sinΦ, K0为侧压力系数, Φ为内摩擦角。

2 计算模型和荷载分级

2.1 有限元计算模型

计算模型如图2所示, 其中坐标系规定如下:顺水流方向为x轴, 指向下游为正方向, 取坝轴线为x轴零点;垂直水流方向为y轴, 指向上方为正方向, 取坝基面为零点;沿坝轴线方向为z轴, 指向纸面方向为正。坝体及面板采用三维8节点六面体等参元, 接触面采用Goodman单元, 接缝面采用无厚度和宽度的8节点六面体单元。模型共划分单元5 188个, 坝体分10层填筑, 每层厚度约13 m。水荷载分6级施加, 水位逐步升高到正常蓄水位。浸水单元的重度改为浮重度。

2.2 计算参数

坝体堆石料采用邓肯-张 (E-B) 模型, 计算参数如表1所示。

2.3 荷载分级

计算采用分级加载, 并且在计算中将模型单元的材料性质随时间步长改变, 模拟坝体施工期填筑过程坝体材料应力应变性质的改变。考虑坝体施工过程中挡水, 即坝体填筑到720 m高程时, 坝体开始挡水, 挡水高程为650 m, 然后直到填筑完成。面板作不透水体考虑, 水压力直接作用于面板上, 水位分层逐步抬高。

3 计算成果

本次仅对竣工和正常蓄水2种工况进行了整理。整理了计算剖面的位移、正应力。结果如图3、4所示。

3.1 竣工工况

坝体最大垂直位移发生在1/2坝高处, 值为40.4 cm;水平位移最大值发生在上下游坡的1/5坝高处, 向上游位移8.4 cm、向下游位移7.0 cm ;坝体内的垂直应力与填筑高度有关, 反映了此工况自重应力起主要作用, 底部的压应力最大, 为1.56 MPa。

3.2 蓄水工况

混凝土面板承受水压力, 面板下的堆石体和砂砾料受压, 整个坝体向下游位移, 最大水平位移出现在上游坝坡700 m高程处, 值为11.6 cm, 为向下游位移;最大垂直位移45.2 cm出现在坝体中心;坝体内的垂直应力最大点向上游偏移, 压应力增大, 最大压应力值为1.67 MPa, 出现在坝底中心偏上游。

4 结 语

(1) 坝体的最大垂直位移发生在约1/2高度处, 竣工和正常蓄水沉降分别为40.4 cm和45.2 cm。竣工时水平位移的最大值分别发生在上、下游边坡内, 向坡外位移。蓄水后, 混凝土面板挡水, 水平位移均向下游, 最大值发生在上游坡面700 m高程处。坝体和面板在结构上满足要求, 设计合理。

(2) 竣工时坝体的应力分布较均匀, 各点应力与填筑高度相关。砂砾料内和堆石体与砂砾料接触面处出现塑性变形。蓄水后, 垂直应力有所增加, 不影响坝体稳定。

参考文献

[1]王勖成, 邵敏.有限单元法基本原理和数值方法[M].北京:清华大学出版社, 1997.

[2]陈慧远.土石坝有限元分析[M].南京:河海大学出版社, 1987.

[3] SL274—2, 碾压式土石坝设计规范[S].

混凝土面板堆石坝施工技术研究 篇9

1 工程概述

某水电站工程位于某县, 该河河口上游1.5km处, 距该县城30km, 河谷呈不对称“V”型峡谷, 属冷水河干流水电开发规划的第三个梯级。该水电站以发电为主, 兼防洪、养殖、供水、旅游等综合利用, 总库容7562万m3, 电站装机2台, 总装机容量25MW。枢纽主要建筑物包括混凝土面板堆石坝、溢洪道、引水发电系统、电站厂房、升压站等, 属于Ⅲ类中型工程。该水电站面板共划分12块, 编号为B1~B12, 分块宽度为12m和10m两种 (其中B1为10m, 其余均为12m) 。面板混凝土分两期施工, 混凝土总工程量5700m3, 面板基础坡比1:1.35, 表层坡比1:1.355174, 面板厚度为渐变形式, 厚度按0.3+0.003H (H为对应高程) 变化, 即由底部57.7cm变至坝顶30cm。面板混凝土浇筑采用Ⅰ、Ⅱ序跳仓补空的施工方案进行。Ⅰ期浇筑B3~B11 (荦544~荦612, 其中B11浇筑到荦606) , 砼工程量3500m3;Ⅱ期浇筑B1~B12 (荦612~荦636) , 砼工程量2200m3。板间缝共11条, 其中张性 (A型) 缝7条, 压性 (B型) 缝4条。

2 大坝的整体设计

在我国混凝土面板堆石坝这一技术在我国兴起较晚但是随着近年来大坝技术的不断提高, 新兴技术型人才的不断扩大这几年新的设计方法设计思路, 以及各种新型的建筑填充材料和设备都在工程中得到了更加广泛的实践与应用。

2.1 对于大坝的材料的选择问题。

混凝土面板堆石坝的技术上面, 由于技术特性, 材料可以在当地进行采购以及开发。但是材料的质量是十分重要的, 在保证质量的情况下要保证材料的经济性。在材料的弹性模量以及其抗压程度上都是需要注意的问题。在选择过渡料的时候在本地的采沙场和在石料开采场进行选择即可。

2.2 大坝混凝土面板的设计。

在设计大坝的时候, 虽然采用的是混凝土堆石坝技术。但是技术主体还是堆石坝。但想要保证大坝的质量问题, 就首先要保证面板的质量, 在建设大坝的过程中一定要注意面板的设计, 在建设大坝中一般采用的是由上及下逐步加厚的这一形式。在其建设面板的过程中, 混凝土必须保持其坚硬度以及抗渗漏性。如在高寒地区就必须采用抗冻性能好的策略。为了在面板中增加其柔韧性来抵抗冲击力, 以适应其形状不会变形开裂。在面板表面还需要进行增加钢筋网以来确保其强度。并在接缝处增加抗压物品。

2.3 对于大坝的基本处理。

在大坝的基础考察中仔细的审查以及与设计是十分重要的, 因为对于基础处理而言是关乎到大坝以后使用的稳定性以及持久性。所以在考虑中首先是考虑的是岩层问题。比如某地的岩壁属于砂页岩, 没有办法进行计划中的爆破工作, 对于这样的岩壁就要进行对于岩壁的强化处理, 这样才能安全爆破。在混凝土堆石坝这一工程中堆实体才是重要的一环, 对于不同的地理环境, 不同的岩层其处理问题的方式也不尽相同。针对不同的岩层采取针对性的开凿以及处理。比如这一河床是砂页岩的顶端, 在河床挖沙造成一些深坑。这样就要采取填充的方式。而在河床其他要建设的地方探测到有很多的沙砾以及泥土, 这个时候就要把这些沙砾以及泥土清理干净知道露出岩石为止。对于挖掘的地方进行回填, 以求达到相应的标准。

2.4 混凝土面板的处理。

对于大坝的高度不同, 根据的施工安排以及工程的需要也不尽相同, 对于不同的大坝高度所浇筑的次数也是不同的。要是需要分段浇筑在分段浇筑的接缝处应当用钢筋穿过缝隙。每块混凝土板上要尽可能的按照垫层的表面轮廓的模样来放样。在坝料填筑完成后用3m×3m的网格来进行测量。设置标志的测点。并且测量和设计坝体堆石的相对高程。之后根据这些数据来确定混凝土面板的厚度以及纵剖面, 以致使用混凝土的土量减少到最小, 并且要达到设计的厚度。

3 堆石坝填筑施工工艺

3.1 测量控制。

基面处理验收合格后, 按设计要求测量确定各填筑区的交界线, 洒石灰线进行标识, 垫层上游边线可用竹桩吊线控制, 两岸岩坡上标写高程和桩号;其中垫层上游边线、垫层与过渡层交界线、过渡层与主堆石区交界线每层上升均应进行测量放样, 主次交界线、下游边线可放宽到二至三层测量放样一次, 施工放样以预加沉降量的坝体断面为准, 考虑沉陷影响后的外形尺寸和高程, 根据设计要求的坝顶高程为最终沉降高程, 坝体填筑时需预留坝高的0.5%~1.0%为沉降超高。

3.2 坝料摊铺。

坝体填筑从填筑区的最低点开始铺料, 铺料方向平行于坝轴线, 砂砾料、小区料、垫层料、过渡料及两岸接坡料采用后退法卸料, 主堆石、次堆石和低压缩区料全部采用进占法填筑, 自卸汽车卸料后, 采用推土机摊料平整, 摊铺过程中对超径石和界面分离料采用小型反铲挖土机配合处理, 垫层料、过渡料由人工配合整平, 每层铺料后采用水准仪检查铺料厚度, 确保厚度满足要求。

3.3 洒水。

坝料在铺料完成、碾压之前, 必须洒水湿润, 坝上洒水作业由人工移动橡胶管进行。垫层料由于细粒含量多 (30%-50%) , 必须严格控制加水量并防止高压水流冲刷, 以免形成弹簧土。垫层料的洒湿厚度控制在5-15 cm为宜。

3.4 碾压。

碾压作业开始时先将周边2 m宽的岸坡接触带顺岸坡方向来回碾压到规定遍数后, 再用振动碾平行坝轴线方向对周边以内的区域进行错距碾, 错距碾的方式是先从起始位置来回碾压到规定遍数后, 再固定向一侧进行来回错距。

4 对于混凝土面板堆石坝坝体排水问题

在对于坝体排水的设施建造上, 除了干砌石和堆石层外都必须要设置坝面排水设备。除了石坝与基岩相交处, 坝坡和岸坡的连接处都要设置其排水口。为了防止雨水会冲刷下游坝坡我们要设置横纵相连的排水设施。而且要与岸坡相连接, 这样也可以阻挡从基岩上滑落到雨水。坝面上的纵向排水设施要沿着内侧布置, 用混凝土和水泥设计成矩形或者梯形。这就是坝体基本的排水设备。

结束语

在水利工程中混凝土堆石坝这一技术已经变为较为常见的工程了, 在设计中重点要注意的是当地建设大坝的地理位置, 是以什么岩质为主, 如何解决复杂问题。要靠路道当地的地理位置以及基础处理部分。设计的要点在于坝体的高度、面板的薄厚以及过渡层的质量把关问题。并且在保证质量的情况下, 要考虑到其经济性。这样才能保证工程建筑顺利实施。

摘要：在经济快速发展的当今, 居民用水用电的需求也越发大了起来。各个阶级政府都在着力发展建设水电站工作项目, 想要快省的建设水电站之中不可缺少的就是混凝土面板堆石坝面板这一技术。现如今混凝土面板堆石坝是已经被世界承认的一种耐用但却花销不多的经济型坝型。安全、经济、适应性强和可就地取材现如今已成为了他的代表词。

堆石坝面板混凝土的创新施工方法 篇10

关键词：蒲石河,堆石坝,面板混凝土,施工

引言

混凝土面板堆石坝工程中的面板混凝土浇筑是一项复杂繁重却又十分重要的任务, 面板作为大坝的主要防渗结构, 对保证大坝的不透水性及维持坝体内渗流稳定和结构安全具有重大的作用。然而面板混凝土浇筑过程中工序繁多且各工序之间互相交叉干扰, 某些工序施工难度较大, 致使很多施工单位在面板混凝土浇筑的过程中投入了大量的人力物力却没有收到预期的效果。本文通过介绍辽宁蒲石河抽水蓄能电站上水库大坝面板的施工经验, 系统说明面板砼施工的思路和方法, 并重点介绍四项经过验证的成功技术, 为其他同类工程提供些许参考。

1 概述

辽宁蒲石河抽水蓄能电站上水库面板堆石坝工程, 最大坝高78.50m, 坝顶宽10m, 坝顶全长714m。上游钢筋混凝土面板共分50块, 自右岸向左岸依次编号为B1~B50, 面板宽度均为14m, 斜长最大的块号为B20, 最大斜长为129.895m (127.261m) , 斜长最短的块号为B50, 斜长为12.637m (6.916m) 。面板自底部向顶部厚度线性变薄, 最大厚度为56.4cm, 高程荦392.5m, 顶部最小厚度为30cm, 高程392.5m, 面板坡度为1:1.406。

2 面板混凝土施工思路

2.1 施工方案

面板钢筋采用现场人工绑扎, 砼底部三角区采用翻模施工, 上部采用滑模施工工艺。

2.2 施工准备

2.2.1 制作侧模、滑模、溜槽和钢筋。

2.2.2 制作施工台车、钢筋台车、斜坡止水成型机支座和安全爬梯。

2.2.3 卷扬机配重、周边缝预制沥青砂浆垫块。

2.3 施工程序

面板混凝土施工主要包括:测量放样、施工缝成形、底止水安装、绑扎钢筋、混凝土浇筑养护、表止水安装。面板混凝土详细施工流程见图1。

3 面板主要工序施工方法介绍

3.1 测量放线和坡面平整

在翻模砂浆防护层上放出每块面板垂直缝中心线和边线、周边缝沥青砂垫块的边线, 并用白石灰或打铁钎标识。同时在翻模固坡砂浆面上布置3×3m的网格进行平整度测量, 按设计线逐格检查, 其偏差按坡面设计线+5cm~-8cm控制。对超高区域及亏欠区域用红漆圈出并标明超高或亏欠高度。然后用风镐对高出的部位进行凿除, 并超深1cm, 采用高压水冲洗干净, 最后用M5砂浆抹平至设计边线。

3.2 分缝施工

垂直缝:用切割机沿砂浆条带的边线切缝, 切入深度10cm, 边切边对切割机的刀片进行流水降温。切缝完成后对缝内高出的部位用风镐进行凿除, 并超深1cm, 采用高压水冲洗干净。然后用M5砂浆抹平至设计边线。砂浆抹平后, 用2m直尺检查, 其平整度必须在5mm以内。最后将PVCA垫片中线与垂直缝中线对齐, 使其居中, 每隔20m左右用钢钉将其固定与砂浆表面, 防止移位、翘起。

周边缝:在施工场地附近事先预制沥青砂浆垫块, 成型后运至周边缝施工部位。人工拆除周边缝F型止水片保护的木盒, 拆除时注意不得损坏F型止水片。然后对周边缝区域趾板上出露的拉筋头采用砂轮机磨平。沿事先放好的周边缝边线, 与砂浆防护面成45度夹角人工用钢钎凿深20cm, 再将槽内杂物清除。然后夯实底面并用砂浆找平。最后将沥青砂垫块轻轻放入槽内, 与趾板贴紧密实;安装完后用细垫层料将垫块斜面下空间分层填充夯实。清除垫块表面的砂子等杂物, 将PVC垫片紧贴垫块放置, 最后对铜止水与PVC垫片进行保护, 防止杂物落入其间隙。

3.3 钢筋和沉头螺栓安装

钢筋施工过程中, 首先将翻模砂浆钢筋头割除, 除翻模砂浆预留的钢筋头作为插筋、侧模固定筋外, 剩余的钢筋头全部割除。然后布设架立筋, 大坝坡面按2m*2m网格垂直坡面呈梅花形布设架力筋 (Φ22mm螺纹钢, 长度为55cm) , 架力筋焊接在预留坡面钢筋头上, 然后通过测量放样, 在插筋上标出结构钢筋的设计位置。最后进行钢筋绑扎, 面板钢筋由钢筋台车运输钢筋至作业面, 现场人工从下至上逐根安装, 先将顺坡向钢筋网的纵筋焊接在插筋上, 再绑扎 (或焊接) 水平钢筋, 采用搭接焊接连接。施工过程中还需注意到:随着滑模的爬升及时从插筋底部割除架力筋, 保证面板与大坝的自由变形。

3.4 底止水安装

将铜止水成型机放置在设计好的斜坡支架上形成斜坡铜止水一次加工成型机械, 在铜片成型过程中同时安排两人在成型好的铜止水鼻子填充橡胶棒和聚乙烯泡沫并用胶纸固定, 然后将铜止水一次性成型并放置在大坝垫层坡面上并进行固定。铜止水接头连接处采用双面搭接焊, 搭接长度不少于20mm。斜坡铜止水一次加工成型机械形式见图2。

3.5 侧模和预留槽安装

侧模事先在木工棚内加工成型, 由于面板厚度从下至上逐渐变薄, 而侧模与面板同高, 在木工棚内对侧模按面部部位从上至下编号为1、2、3…, 将侧模运至现场后人工从下至上安装, 即从大号到小号一次安装。再次安装其他板块时, 在此高程位置安装相同编号的侧模即可, 减小了对此位置侧模测量人员进行测量校正及木工对其进行修理的工作量。此方法大大方便了模板安装, 加快了侧模的安装进度, 并对侧模做到重复利用, 节约了材料。因为如果侧模底部脱空, 滑模在滑升至其部位时侧模会产生错动, 从而造成面板表面成波浪状, 影响外观质量, 所以在施工过程中要严格控制侧模安装质量。要求侧模之间的接缝必须平整严密, 无错台现象, 侧模底部必须与垫层面接触紧密, 防止底部脱空。

3.6 面板混凝土浇筑

面板混凝土浇筑采用滑模连续浇筑成型技术, 滑动模板上部设振捣工作平台, 下部设抹面工作平台。浇筑过程中, 混凝土入仓布料需均匀, 每层厚度控制在25~30cm, 止水片附近混凝土人工布料, 严禁分离。振捣人员站在滑模振捣平台对布料后的砼及时振捣密实, 严格控制振捣器在滑模前沿进行振捣, 振捣器插入砼的深度在50mm左右, 严禁插入滑模底部。修整及压面人员站在在滑模的抹面平台, 对脱模后的砼表面及时进行人工修整和压面, 并用2m直尺进行检查, 对不平整度超过5mm的部位再次进行修整压面。

4 结语