中小型砌石拱坝设计与施工论文

中小型砌石拱坝的设计与施工探究【摘要】改革开放以来我国经济建设取得了举世瞩目的成就，各项基础设施建设也在不断发展完善当中，水利工程作为关乎国计民生的重要基础设施同样取得了巨大的进步及发展。砌石拱坝作为水利工程建设当中的一项重要内容，具有施工相对方便的优势，在水利工程建设中被广泛的使用。但受作业面积的影响，砌石拱坝建设的机械化程度一直很难提升，人工施工导致工程建设工期相对紧张。为此工程设计人员要立足于工程建设实际，就具体的设计内容与施工方加强沟通，努力提高工作效率，节约施工成本。文章主要针对中小型砌石拱坝的设计与施工进行了探讨。

【关键词】砌石拱坝；设计；基础开挖；坝身结构

随着我国经济的迅速发展，基础设施建设的力度不断的加大，其中水利工程获得了很大程度的发展。在水利工程当中，砌石拱坝由于施工方便，因此得到十分广泛的使用。但是拱石砌坝由于作业面积的关系，往往不能够大规模的使用机械进行施工，因此往往工期都十分的紧张。这要求设计人员在进行设计的过程当中与施工单位及时的进行沟通，充分考虑施工的实际情况，从而提高施工效率，节省施工时间，减少施工成本。

在设计工作开始之前，设计人员首先应该深入施工现场对当地的自然环境进行深入的考察，尤其是地形和地势情况。在设计当中要充分的考虑当地的地形地势，从而有效的利用现有的地形来减少工程量，降低成本。随着拱坝设计技术的不断发展，拱坝的形式演

变出多种花样。在设计的过程当中应该将整个水利工程的安全性放在第一位，同时要兼顾工程的造价成本，使其具有较高的经济性。因此，在拱坝体型的选择上要尽可能的简单实用，从而为后续的施工提供便利。中小型砌石拱坝是一个十分复杂的工程，具有多个施工环节组成，且工作面较小，因此在施工的过程当中往往无法利用大型的工程机械，主要依靠小机械以及人工的方式进行施工作业，这就使得工程的进度相对较慢。为了在工期内完成工程，往往需要进行赶工，这就很容易导致某些施工环节中存在安全隐患。这些隐患对于整个工程质量造成很大的影响，比较常见的质量问题就是裂缝以及渗漏。这大多都是在进行施工的过程当中没有做好相应的质量控制工作，导致某些施工的工艺达不到相应的标准造成的。这就要求设计人员在设计之前要充分考虑到施工中可能存在的问题，做好相应的设计工作。

1 基础开挖及处理

坝基对于整个拱坝施工来说占有十分重要的地位，如果没有一个稳定的坝基，后续的施工工作很难开展。这就要求对坝址进行严格的选择，对于坝基的基岩的质量进行严格的控制。但是在设计的选址过程当中很难找到合适的基岩，而有合适基岩的位置又不适合建立坝址，这就需要对不良基岩进行改造，使其能够到坝基施工的相关的标准。这就要求在设计的过程当中，对拱坝的体型进行相应的调整，使其能够与坝基相适合。由于水利工程往往都是在地质环境相对比较复杂的河流上游进行建设，因此往往遇到不良的基岩，

这就需要根据当地的实际的地质情况以及拱坝的相关的需要来对

坝基进行改造和处理，可以通过灌浆的方式对软质坝基进行加固，使其能够承载上部建筑物所产生的载荷，防止沉降的发生。

基础的固结灌浆,按要求应在有压载的情况下进行,效果更佳,

通常设计固结灌浆孔的布置,孔距3 m 左右,在工程施工具体过程中,设计人员还可根据施工地质作必要的调整。拱坝坝基开挖后,根据基础裂隙分布的情况来布置固结孔,固结孔方向与裂隙面垂直,孔

数多寡根据实际确定。为了施工方便和施工工期需要也可采用先固结灌浆后再回填基槽方法,个别孔冒浆无法加压时作埋管处理,等

到坝体上升以后有一定压载时再灌浆,如强调回填后打孔灌浆,因

固结灌浆一般采用风钴造孔,这样基岩孔深5~ 7 m,再加上砼垫层厚2~ 3 m,风钻造孔是无法达到深度要求的。如全部埋管,效果也难说,施工中管道容易受阻,最后效果有可能更差。

2 坝身结构的设计与施工

随着设计技术的发展，拱坝设计工作十分的迅速。在坝身结构设计过程当中，经常可能出现漏水的情况。导致坝身漏水的因素比较多，因此应该采取相应的措施做好相应的防渗工作，可以使用混凝土防渗面板、混凝土防渗心墙或者是仅仅依靠拱坝自身的密实性来达到防渗的目的。拱坝防渗工程中使用比较广泛的就是通过注浆的方式来提升拱坝的防渗性能，从而有效的达到防水效果的同时还能够减少施工成本。除此之外，为了有效的降低混凝土水化作用产生的热量导致的混凝土裂缝，可以适当的掺入粉煤灰，也能够起到

很好的效果。

砌石坝发展的初期在设计审批中强调要在上游坝面设置砼防渗面板或在坝体中设置砼心墙,对于坝高超过50m的砌石拱坝,要求更是如此,这样不仅加大了投资,而且对于施工也有诸多不利影响,如某水电站砌石拱坝(坝高54m)设计采用钢筋砼心墙防渗,心墙上游

为150#浆砌条石坝面(厚60cm),心墙砼平均厚2m, 布置10mm钢筋网,这等于在心墙与坝面之间加了一道篱笆,坝体砌筑施工干扰较大,严重地影响了工程进度。另外为防止心墙产生温度裂缝,在坝体结构中布置了二条收缩缝,缝隙的回填必须预埋灌浆管道、排气管、止浆片等。以狭小的坝体施工面上预埋的构件纵横交错,容易受损和变形,收缩缝隙灌浆封填效果也很有限,它仍是拱坝的薄弱面。因此,中小型砌石拱砌石拱坝只要掌握好施工季节和封拱温度,可以

采用全断面上升整体砌筑的工艺,应尽量少设收缩缝为佳。

一般拱坝温度裂缝产生位置在距两岸拱端约四分之一到五分之一的弧长处, 如坝顶弧长较短时,产生裂缝较少,对于坝体产生的

温度裂缝可以通过灌浆进行处理,其效果也相当好。采用全断面上升整体砌筑工艺,坝体上升到三分之一坝高左右时,距两岸拱端约

四分之一弧长处各出现一条温度裂缝,当时精确地测量了裂缝的座标位置,待坝体再上升5m 获得适当的压重后进行灌浆处理,效果显著。某水库拱坝左右坝端出现的两条裂缝,经过灌浆处理,已经安全运行多年效果良好,许多工程类似问题经灌浆处理都在安全运行。坝体砌筑工艺及使用材料也在发展,过去砌坝石料要求较高,从浆

砌条石、方整石、普块石,到现在的细石砼砌块石(包括乱毛石)。

有些工程坝面采用普通块石砌筑,在坝面和坝腹之间充填厚50cm左右的纯砼,加强胶接作用,对防渗也起一定作用,效果良好。

大坝放空洞按设计要求必须设,其作用是放空水库进行检修或

捕鱼,放空洞闸室、启闭台布置在坝顶,则闸井高度与坝高接近,闸

井如果与拱坝联体,设计和施工都变得复杂化了,如做独立井塔闸室,细高比非常大,犹如工厂的烟囱立于水中,施工技术要求很高,

造价也高。所以砌石拱坝是否要单独设放空洞值得研究, 因为坝面的检修没有什么内容可做,如有些工程是底孔导流的,坝后底孔出

口处装一个闸阀即可,需要时开启,一旦被砂淤堵,就任其自然,很

多情况就是如此。

参考文献：

[1]万学军,李传才.挺南浆砌石拱坝优化设计[j].武汉水利电

力大学学报, 2000,(04).

[2]陈泽曦.复杂地质条件下浆砌石高拱坝的设计[j].人民珠江, 2001,(06).

[3]吕剑.墨子湾水电站砌石拱坝的设计与施工[j].贵州水力发电,2003,(01).