面板堆石坝施工技巧详解

混凝土面板堆石坝是近二三十年内发展起来的一种新坝型,我国虽然起步晚,但是起点高、发展快,10多年来已建、在建和拟建面板石坝坝高在100m 以上的就有10多座,例如,在建的广西南盘江天生桥一级面板堆石坝坝高178m,正在施工中的清江水布垭面板堆石坝坝高233m。我国混凝土面板堆石坝技术在发展中还有创新,除面板堆石坝和面板砂砾石坝坝型外,还有土心墙与混凝土面板坝结合的堆石坝、喷混凝土堆石坝、溢流面板堆石坝和趾板建在深厚覆盖层上的面板堆石坝等新坝型,以及建在强地震区的混凝土面板坝,如黑泉面板坝(按8度设防)。

面板堆石坝主要进展是:①利用堆石体临时挡水或过水度汛,从而简化导流和度汛。②采用混凝土防渗墙处理砂砾石基础,将混凝土面板的趾板连接防渗墙,组成完整的防渗体系。③对传统的周边缝三道止水作了改进。底部铜止水片仍为基本的止水构件,中间塑料止水带因承受水压力不超过10MPa,对高坝不适应,倾向于省去,表面止水研究了塑性填料,取得了良好效果。④面板施工设计了一套重量轻,配套简单,效率高,浇筑灵活,转移和操作方便的无轨滑模系统。它比有轨滑模效率提高3倍,已在国内普遍推广。⑤施工期度汛期垫层上游面保护采用人工低标号碾压砂浆技术使用较普遍。施工简单,不需要专门设备,质量稳定,速度快,造价低。⑥采用重型振动碾薄层碾压,可以建成高密实和较小变形的堆石体,现已选用20～25t的自行式或牵引式振动碾的机械设备。

近几年混凝土面板坝建设在国内发展很快。“九五”期间,结合水布垭面板坝,国内开展了200m级高混凝土面板堆石坝的关键技术研究,研究专题包括水布垭筑坝材料工程特性研究、水布垭坝体应力变形分析研究、强震区面板坝动力分析研究、面板混凝土抗裂耐久性研究、适应大变形的接缝止水结构和止水材料研究、新型检测设备及资料反馈分析研究。(www.xing528.com)

对于水布垭,人们最关心的问题是坝体沉陷导致面板断裂,周边缝位移致使止水失效。因此,一方面提高堆石体压实质量,减小坝体变形;另一方面提高面板的抗裂性和耐久性,研究适应大变形的止水结构型式和止水材料。在筑坝材料研究方面,研究了硬、软岩石料的工程特性(重点是变形特性),合理应用开挖料,通过自愈性研究确定垫层料、小区料,通过现场爆破试验、现场碾压试验进行堆石体变形特性的研究和反演分析。在堆石体应力变形研究方面,对堆石体的流变特性进行了研究,在流变模型及其参数确定方面取得进展,进行了水布垭面板坝考虑堆石体流变因素后的应力变形状态研究,为大坝优化设计提供了依据。在面板开裂耐久性方面,对混凝土抗裂性能及其影响因素进行了研究,进行了面板抗裂分析,研究了面板的合理配筋率和配筋位置,据此提出了面板的抗裂措施;进行了混凝土溶蚀机理的研究,对混凝土溶蚀耐久性年限进行了估算。在周边缝止水结构方面,对常规止水结构进行了论证,提出了具有更高安全性的新型止水结构型式,对自愈性止水结构进行了研究;在止水材料方面,改进了的国产塑性嵌缝止水材料,在性能上已经超过了国外的相关材料;底部铜止水在设计方法方面有所突破;另外其他配套止水材料及其施工工艺方面也取得了较大进展。这些研究成果已基本可以满足200m 级高面板坝建设的需要。