砼面板堆石坝施工

混凝土面板堆石坝施工

前言

自80年代中期以来，混凝土面板堆石坝坝型成为我国坝工设计中的主要坝型之一。据有关资料不完全统计，至1999年末，短短15年中，我国已建和在建的混凝土面板堆石坝有70多座(西北口、吉林小山等)。拟建坝高超过100米的24座土石坝中，混凝土面板堆石坝有20座，占83.3%。

混凝土面板堆石坝之所以发展如此迅猛，一方面是因为筑坝材料可以就地取材，投资省；更重要的是，土石坝大型施工机械的发展和新技术的采用，以及其高强度的填筑、施工工期较短、分期填筑的灵活性、施工设备可以充分利用、施工不受气候条件限制等优点。

一、天生桥一级水电站混凝土面板堆石坝概述

天生桥一级水电站混凝土面板堆石坝最大坝高178m，坝顶长1168m，面板面积18万m2。是当今已建和在建同类坝型中高度位居世界第二，其余规模都

居第一的工程。

坝体分为6个填筑区（见图1）：垫层料区（ⅡA）、过渡料区（ⅢA）、主堆石区（ⅢB）、次堆石区（ⅢC、ⅢD）；上游周边缝区的粉煤灰和细粉砂嵌缝带和粘土铺盖及任意料回填区；下游量水堰过渡料、粘土防渗铺盖和任意料的填筑区。

大坝填筑的主要技术指标及施工参数如下：

分区号最大粒径（mm）铺料厚度（m）碾压遍数加水量（%）ⅡA 80 0.4 6 10 ⅢA 300 0.4 6 10

ⅢB 800 0.8 6 20

ⅢC 800 0.8 6

ⅢD 1600 1.6 6 20

二、坝体填筑分期施工

对于堆石坝的整体性和尽量减少坝的不均匀沉降来说，尽可能地保持坝体全断面平起上升最为理想。但是，施工中往往受到填筑强度、渡汛要求、混凝土面板的浇筑、观测设备的埋设、观测房的修建等因素的制约，全断面填筑平起上升很能难做到。结合渡汛、

拦洪、面板混凝土施工、分期蓄水发电及施工能力，施工程序上将大坝分为6期连续填筑。见图2各经济断面。

三、坝料的开采与备制

1．垫层料（ⅡA料）

垫层料位于混凝土面板下面，将面板浇筑在一个较平整的平面上，从而使面板受力均匀，避免应力集中。垫层料应具有半透水性能，在面板浇筑前可用来挡水渡汛，当面板或接缝处产生渗漏时，垫层可作为第二道防线。

垫层料的生产是把溢洪道开采出来的毛料经过人工砂石料场轧制而成，具有连续的级配，并且不得含有粘土和有机物等杂质。

2．过渡料（ⅢA料）

过渡料的作用是将面板上的水压力经过垫层传到堆石体，且对垫层料起反滤作用（保证垫层料不会被冲刷到主堆石的大孔隙中去），具有低压缩性。它的开采是通过爆破试验，采用一次控制爆破，直接上坝。

3．主堆石料（ⅢB料）

是主要受力体，要求具有低压缩性和高抗剪强度，下游水位以下的部分还应具有强透水性和耐久性。ⅢB 料由溢洪道一次控制爆破，直接上坝。

4．泥砂岩料（ⅢC料）

由于ⅢC料承受水荷载较小，其压缩性对面板沉降影响甚微，因而用料无级配要求。本工程采用溢洪道、导流洞、放空洞、引水洞、厂房等开挖出的泥砂岩料。

5．副堆石料（ⅢD料）

ⅢD料位于坝体下游，受水压力较小，变形模量可以低一些，要求具有强透水和高抗剪强度，无采石级配要求。由溢洪道一次爆破，直接上坝。

四、坝面作业

1．垫层料及过渡料的填筑

同一层垫层料及过渡料填筑顺序见图3。

垫层料及过渡料铺料采用后退法。先测量画线，上过渡料、推平，人工将临近垫层料区的大块石捡除。

再上垫层料，推平至与过渡料区具有相同高程，并采用自行式振动碾同时碾压。铺料时，防止粗料上到细料区。碾压前需洒水。为防止碾压机压坏止水铜片并保证振动碾本身的安全，临近趾板边缘及上游30cm 条带区等边角部位用平板振动碾及手扶式小型振动碾碾压。

2．主堆石及次堆石的填筑

采用进占法填筑。施工工序为测量放线、铺料平仓、洒水、碾压。

测量放线主要划分主堆石与次堆石及过渡料的分界线；铺料一般将石料卸在已摊铺层的前沿，距端点2~3m，然后推土机平仓，其作用是将较大的块石推到该层的底部，较细的石料留在该层的上部，便于仓面平整；碾压前洒水。

碾压采用进退错距法，行进方向平行于坝轴线，且在进退方向上依次延伸至整个单元。严禁无振碾压、欠碾和漏碾。工作面之间交接处进行搭接碾压，搭接宽度为1m。

3．上游坡面的修整与保护

ⅡA的填筑一般超出设计线30cm，每填高4.8m（即上升12层），就开始修整、碾压边坡。已碾压好的斜坡经监理工程师验收后，即可喷浮化沥青保护，并且在其边缘按每1m打入直径φ25的钢筋，外露1.5m，然后紧靠钢筋支撑架立木板，避免上面的ⅡA料下滑到已碾压好的斜坡上，同时避免施工干扰。

边坡修整及碾压按照以下顺序进行：（1）激光导向反铲修坡；（2）人工修整；（3）布置吊索；（4）碾压；（5）边坡保护。

边坡修整先用激光导向反铲修整，这期间，应严格控制，避免超挖及欠挖，边坡修整时宜留5cm的保护层，使碾压后的边坡基本上达到设计边坡。一般地激光导向反铲不能完全达到预留5cm的保护层，需要人工配合。

上游坡面ⅡA料的碾压前应洒水湿润，不宜使用集中水流，而应该将喷头朝上，形成雾状雨水，以免将还没碾压的斜面上ⅡA料冲走，上游坡面采用沿上游方向用光面滚筒式振动碾碾压。

斜坡碾压具体的方法和步骤是：（1）布置索吊，

布置在填筑坝体的顶面上；（2）安装振动碾，应保证振动碾在斜面上碾压的过程中钢丝绳始终与斜坡面平行，而不破坏垫层面；（3）斜坡碾压，采用静碾和振动碾相结合的方法，静压2遍，然后采用半振动碾压4遍，即振动碾自上而下时不振动，自下而上时振动，循环4遍即可。

斜坡保护采取两种形式：“两油一砂”和“两油两砂”。一期混凝土面板下的ⅡA料坡面为枯水期施工，受雨水冲刷少，暴露时间短，坡面碾压合格后即进行混凝土面板浇筑，故只喷“两油一砂”保护（即喷一层乳化沥青，洒一层砂，再喷一层乳化沥青）。砂层须用扫帚扫去松动砂，喷层间隔时间不少于24h。二、三期混凝土面板在洪水来临之前不能及时浇筑，ⅡA 料坡面可能要挡水，汛期将被雨水冲涮，故喷涂“两油两砂”（即先喷一层乳化沥青，洒一层人工砂，再喷涂一层乳化沥青，洒一层人工砂），最后无振碾压一遍。

4．上游铺盖填筑

趾板与面板相连的周边缝在蓄水后，由于坝体的沉降和位移，面板将会产生变形，止水有可能遭受破