混凝土面板堆石坝坝体预压反抬填筑施工工法

混凝土面板堆石坝坝体

预压反抬填筑施工工法

目录

1．前言 (1)

2．工法特点 (2)

3．适用范围 (2)

4．工艺原理 (2)

5．工艺流程及操作要点 (3)

6．材料与设备 (14)

7．质量控制 (15)

8．安全措施 (16)

9．环保措施 (18)

10．效益分析 (20)

11．应用实例 (20)

1．前言

堆石坝坝体填筑是面板坝的主要分项工程，由于堆石坝体是构成面板坝的主体，控制坝体沉降变形量是业界十分关注的重要问题。因此必须充分研究坝体填筑分期规划、施工工艺，以及设备配置和施工组织，以实现坝体填筑施工的高质量与高效率。

混凝土面板堆石坝坝体填筑施工工艺、质量控制、安全管理等一系列工程实践均为国内面板坝施工界首次进行面板坝施工，引入和改进挤压边墙在高坝中的应用，首次利用GPS系统进行坝体填筑全过程实时质量控制，高质高效安全地进行堆石坝体填筑施工是工程实践中重大的技术课题（突破）。

围绕面板堆石坝工程进行了一系列的施工创新，首次在工程建设之前进行工程施工可行性方案论证，编制《混凝土面板堆石坝施工工法》，规范施工中的各项施工行为、组织管理与机具配套，取得了良好的效果。同时，在工程填筑施工中总结经验形成的混凝土面板堆石坝填筑施工工法，具有广泛的代表性，工程实用性和较强的可操作性，且施工技术领先，取得了显著的社会效益和经济效益。

2．工法特点

2. 1 研发并应用多维动态高强度土石方调配系统，实现了大坝填筑高强度连续均衡上升。

2.2首次提出并应用了“坝体变形时空预沉降控制法”和“坝体预压反抬填筑法”，减小了坝体后期变形，从施工工艺上减小面板出现结构裂缝的可能。

2.3引入和改进挤压边墙施工技术，首创挤压边墙的凿断处理技术，改善了面板受力，减少了面板的开裂。

2.4利用深孔梯段微差挤压爆破获取过渡料，技术领先、操作性强。

2.5利用大吨位智能型振动碾，大型挖掘、运输机械，及配套填筑施工设备，保障了工程施工的质量，满足了高强度施工的要求。

2.6首次自主研发了大坝碾压GPS高精度实时监控系统，对大坝碾

压施工质量进行全过程实时控制，有效弥补了目前坝体填筑质量采用传统试坑法检测存在的“间断控制”的不足，大幅稳定提高工程施工质量。

3．适用范围

适用于200m 以上的高面板堆石坝堆石体填筑施工。

4．工艺原理

为满足施工期渡汛要求，高面板堆石坝填筑通常是采取上游侧坝体较高、而下游侧较低的临时剖面，其间的高差可达数十米，有可能使坝体变形性状趋于恶化。本工法在保证拦洪渡汛和填筑质量、并控制填筑强度的前提下，在坝体填筑方式上，在分期施工的剖面设计方面，完成一期施工拦洪临时剖面后，在后续的坝体填筑中，尽可能先期提高坝体临时剖面下游侧的填筑高度，处于下游侧坝体的堆石体尽早得到压实,有利于限制坝体上游坡面的水平位移，使不同时期填筑的坝体之间变形协调，避免了坝体中可能出现的不利的位移情况，改善了后续浇筑的混凝土面板的受力条件。面板堆石坝预压反抬填筑施工分期见图4.1（图中虚线为原招标设计中计划的三期、四期填筑线）

176200

208

265

211RCC围堰288250

235

280

308

315320

340

355405

409一期二期

三期四期

五期六期

任意料360

375

图4.1面板堆石坝预压反抬填筑施工分期

5．施工工艺流程及操作要点

5.1 多维动态高强度土石方调配施工技术

面板坝坝体填筑料物种类多，来料场分布点多，土石方调配是工程施工规划的关键。为此，以建筑物开挖可利用料利用最大化、中转最小化为核心原则进行料物平衡，以经济最优原则进行道路规划和料物调配，以环保影响最小原则进行料场优化，建立了多维的、动态的土石方优化

调配模型，并开发了大坝填筑土石方优化调配与管理系统用于施工现场管理与决策，通过料源－料型－道路－填区多维复杂系统的动态优化，实现了可利用料的全部利用。

针对工程施工中的开挖、填筑、转运、弃渣、开采等环节进行资源统一规划，调整资源在时间和空间上的相互联系，从开挖料直接利用、开挖料中转、开挖料弃渣、中转料利用、料场开采等坝料开采上坝模式上进行土石方调配。

利用系统的观点和优化决策方法分析了工程土石方调配系统的系统组成、各要素之间的相互关系和系统目标，建立考虑土石方空间、时间、物理性质匹配关系、并与施工进度结合的土石方多维动态调配优化模型。

系统设计采用“数据导入→优化调配计算→人工干预→统计分析→数据导出→现场执行→结果反馈”作为主线的工作流程。系统开发整体以主线为中心，在管理模块、辅助模块的协助下，统一完成土石方优化调配。

从实际出发，专门针对解决大坝填筑土石方调配问题进行研发，系统具有可开展性，并且符合使用人员的特征，易于操作和扩充。

5.2“坝体变形时空预沉降控制法”和“坝体预压反抬填筑法”施工技术

面板坝坝体填筑首次提出并应用了“坝体变形时空预沉降控制法”和“坝体预压反抬填筑法”，坝体填筑坝面形成了前低后高的状态，这种状态有利于限制坝体上游坡面的水平位移，减小了坝体后期变形，从施工工艺上减小面板出现结构裂缝的可能，同时，减少了施工机械设备的闲置，提高了施工效率，加快了施工进度。

5.2.1合理规划填筑工期与面板浇筑时机，使分期浇筑的面板对应的“临时坝体”有一定的预沉降期（3～6个月)，有利于坝体的变形收敛，以减小坝体后期变形对已浇面板的影响。

5.2.2分期浇筑的面板顶部与“临时坝体”顶部需留有足够的高差，以减小坝体后期变形对已浇面板的影响，经论证，要求面板混凝土浇筑