特殊地带混凝土面板堆石坝施工技术浅析

摘 要：近些年，我国一些前所未有的建筑工程逐步兴起，各种模式的石坝受到人们的重点关注和加大重视，堆石坝工程在施工中通过对各种大型振动台的分析实验，合理的提出大坝施工技术工艺。混凝土面板堆石坝是通过堆石或者砾石为主要的支撑结构，并且在上游面设置混凝土面板作为主要的防渗层，在目前的水利工程施工中，堆石坝已成为主要的坝型之一。其在施工中趾板和面板是面板堆石坝的防渗结构，同时是大坝安全和使用寿命的主要衡量依据。本文通过对特殊地带混凝土面板堆石坝施工技术进行分析，提出有效的质量控制措施和管理方法。
关键词：高海拔地区；混凝土面板堆石坝；施工技术
　　近年来，我国已经建立了150多做混凝土面板堆石坝，其中在施工的过程中一半都在100m以上。混凝土面板堆石坝在施工的时候对坝址周围地形、地质条件和各类工程的应用选择都有着良好的适应能力，同时在混凝土面板堆石坝和传统的土石坝施工中相比较，具有着投资少、工期短、安全性能较高的优势，并且在施工中施工取材方便、工艺简单和适应性能良好的优势被广泛应用。随着水利工程规模和数量的不断扩大，各种特殊地形混凝土面板堆石坝施工不断增多，这就需要在施工的期间对施工地段的地形和土质严格分析，采用合理的施工方法。高海拔地区混凝土面板堆石坝施工中受到地形因素的影响使得趾板与面板长期暴露在空气中，运行的时候有受到水压力和冰压力等因素的限制，容易出现较大的裂缝渗透，同时在寒冷地区的施工中由于天气和温度原因使得裂缝的适应能力变小，施工其出现早冻现象。
　　1、坝基处理
　　地基是建筑工程施工中不容忽视的重点形式，是一种隐蔽工程措施，其在施工的时候处理措施和质量的高低好换严重影响着坝体安全，其中一旦出现问题都难以补救。因此在施工和设计的过程中工作人员必须要认真对待，严格处理其中容易出现问题的各种因素。面板堆石坝的地基处理，其在施工的过程中主要的目的是为了保证趾板及坝料与坝基及岸坡关系的良好处理以及施工的合理结合，对于防渗体系结构在处理中地基处理是最为关键的部位，是通过对防水层进行合理处理，使得其能够达到统一应用的效果。面板堆石坝的趾板不仅与面板通过设有止水的周边缝共同作用，形成坝基以上的防渗体，同时趾板与经过固结灌浆、帷幕灌浆处理后的稳定岩基连成整体封闭地面以下的渗流通道，形成一个完整的防渗体系。因此，趾板地基处理是面板坝地基处理的重点部位。
　　1.1、固结灌浆
　　当趾板地基岩石破碎，节理裂隙发育时，为提高其整体性和抗渗性，应进行固结灌浆，因为趾板底部的表层岩石渗径最短，岩石较破碎，又不可能使用高压灌浆，故固结灌浆是必不可少的。固结灌浆的深度以能穿过表层的裂隙和强透水层为准。
　　1.2、帷幕灌浆
　　对趾板基岩进行帷幕灌浆是面板坝基础防渗处理的重要措施之一。其主要目的同其他坝型一样，是在坝基中的一定深度形成低透水区。趾板沿宽度方向渗径短，渗流梯度大，除一般要求建基于坚硬非冲蚀性的较完整岩石上以外，还要设置灌浆帷幕，进行严格处理。
　　1.3、断层破碎带及张开节理处理
　　大部分坝基都存在着不同程度的缺陷，一般情况下，凡是位于坝基表层的缺陷，无论是节理、裂隙，还是断层、破碎带或者软弱夹层等，都可采用开挖回填混凝土方法处理。
　　2、筑坝材料的填筑
　　面板坝的主体材料是堆石，采料、运输、填筑被列为面板堆石坝施工的三大要素。寒冷地区混凝土面板堆石坝填筑施工中，应对筑坝料源做出符合工程实际情况的规划：料场开采规划和备料是坝料供应的关键因素；利用其他建筑物的开挖料可使工程造价降低；方便的上坝交通道路网和良好的路面及大吨位运输设备则是高强度填筑的有力保证；坝体分区填筑是加快施工进度和解决寒冷季节施工的有效措施。合理选用施工设备，做到设备生产能力配套，可使设备得到优化利用。
　　坝料填筑是面板坝施工中的关键，直接影响坝体施工质量和施工速度，应予以充分重视。面板坝填筑施工有这样的优点，即除面板后30-40m范围内的垫层、过渡层和堆除面板后石体应保持平起上升以外。这一范围以外的堆石体可以在任何部位留下施工接缝，要求其接缝面坡度不陡于1：1.3，以保证填筑堆石体的稳定和结合部位的碾压。要想缩短面板坝施工的总工期，必须充分利用面板坝的这一优点，尤其是寒冷地区面板坝工程。
　　碾压试验是指在工程施工前，在施工现场对所采用的筑坝材料进行现场填筑和压实的试验。由于每一项工程的规模、坝体设计要求、填筑坝料的性质、施工单位的技术装备和施工技术水平等各不相同，加上堆石料粒径较大，室内试验不可能采用原级配进行，因此一般工程都需进行现场碾压试验，以便确定符合施工实际需要的碾压参数，指导施工，以最小的压实功能，取得最优的压实效果。垫层料的斜坡碾压采用半碾法，即自下而上为碾压一遍，自上而下由于机械手放碾速度控制不稳定，不考虑为碾压。
　　3、趾板施工与面板施工
　　3.1、混凝土趾板和面板特点
　　混凝土趾板和面板有其自身的特点，这是在研究施工方案之前首先要研究的。面板有一个固定的坡比，在设计大坝时已经确定，常用1：1.3和1：1.4，这一坡面和形成的倾角约为36°-37°。这一数值关系到滑模的系统设计、养护和保温措施等。面板和岸坡部分的趾板均在斜坡面上施工，作业面较高，施工难度很大。由于各种接缝中均设有止水，同时又有钢筋存在，需要多工种进行作业，施工质量要求高。趾板施工要求在填筑垫层前完成，而面板施工多在垫层斜坡碾压至坝顶或一定高度后进行，施工时间安排在不影响度汛的适当季节内，工期往往很紧，寒冷地区尤其如此。
　　3.2、趾板施工
　　趾板混凝土浇筑的季节比较短，它的施工又控制垫层料的填筑。寒冷地区面板坝一般将趾板开挖安排在不能浇筑混凝土的季节，先开挖两岸河水位以上部分，截流后再开挖河床部分。根据工程进度安排，也可两岸开挖完即浇筑趾板混凝土，然后填筑坝体堆石料，减轻截流后第二年度汛的压力。河床底部位趾板混凝土边浇筑边填筑坝体，采用分区填筑的办法。趾板施工包括两部分，即趾板地基开挖和处理，以及趾板混凝土浇筑。趾板混凝土浇筑应在基岩面开挖、处理完毕，并按隐蔽工程质量要求验收合格后方可进行。
　　3.3、面板施工
　　现在面板混凝土浇筑施工一般采用无轨滑模施工方法。小坝可考虑面板一次滑到顶；对于高坝，由于面板斜坡长或面积大，以及考虑面板挡水度汛等因素，面板也可以分期施工，包括左右岸分区和按高程分区。
　　4、结束语
　　因为面板是薄层结构，采用滑模施工，其混凝土配合比的选择有其特殊性。为了保证模板顺利滑升，要求拌制出的混凝土凝结时间合适；便于坡面溜槽输送，且在输送过程中不离析，不分层，具有粘聚性；入仓后易于振捣，出模后不泌水、不下塌、不被拉裂。