混凝土面板堆石壩工程

1、混凝土面板堆石壩工程常煥生二一五年四月 第一節(jié) 概 述第二節(jié) 壩基與岸坡處理第三節(jié) 筑壩材料第四節(jié) 壩體填筑第五節(jié) 趾板混凝土施工第六節(jié) 面板混凝土施工第七節(jié) 面板混凝土防裂技術(shù)第八節(jié) 接縫止水施工第九節(jié) 安全監(jiān)測第一節(jié) 概 述混凝土面板堆石壩（英文名稱concrete face rockfill dam，縮寫為CFRD）是用堆石料分層碾壓形成壩體、并以混凝土面板作為防滲體的堆石壩。這種壩型的主要優(yōu)點是安全性好、施工方便、適應(yīng)性強(qiáng)、造價低，所以近二、三十年來發(fā)展很快，尤其在我國已得到廣泛應(yīng)用，在建壩的數(shù)量上、規(guī)模上和高度上都居世界前列。 之所以說混凝土面板堆石壩安全性好，一是壩體具有良好的滲透

2、穩(wěn)定性，二是壩體具有良好的抗地震能力。面板堆石壩壩體是由級配良好的堆石料分層碾壓形成，堆石料各種顆粒互相咬合，結(jié)構(gòu)緊密，同時具有良好的透水性，滲漏水流會順利地從壩體底部排出，不會在壩體內(nèi)形成浸潤線而影響壩體穩(wěn)定；堆石體中的細(xì)顆粒填塞在粗顆粒的空隙中，不會被滲漏水流大量帶走。所以，即使出現(xiàn)較大的滲漏（幾個流量，甚至十幾個流量），堆石壩體也不會發(fā)生潰決。2008年5月12日汶川發(fā)生里氏8.0級特大地震,紫坪鋪水電站156m高的混凝土面板堆石壩距其震中僅有17 km ,地震給大壩造成了一定程度的破壞，滲漏量從震前的10L/s左右增大到20L/s左右。經(jīng)過修復(fù)，大壩很快又投入正常運用。紫坪鋪大壩是全世

3、界迄今為止經(jīng)歷過最大震級地震、距震中最近的混凝土面板堆石壩，該大壩充分證明了面板堆石壩良好的抗地震能力。 面板堆石壩也發(fā)生過潰壩事故。1993年8月發(fā)生的青海溝后水庫面板堆石壩的潰壩，是一個比較特殊的例子。該壩最大壩高71m，壩體是砂卵石，排水不良。潰壩的主要原因是面板頂端與防浪墻底板接縫橡膠止水帶因質(zhì)量低劣而破壞，嚴(yán)重漏水，使防浪墻底板與砂卵石間產(chǎn)生接觸沖刷以及壩體砂卵石產(chǎn)生管涌，導(dǎo)致防浪墻沉陷傾倒，庫水漫過防浪墻沖刷壩體，導(dǎo)致壩體潰決。如果壩體是堆石體，也不會潰決。 1.混凝土面板堆石壩的發(fā)展過程及現(xiàn)狀 我國以現(xiàn)代技術(shù)建設(shè)混凝土面板堆石壩始于1985年。最初建設(shè)的是湖北西北口水庫大壩（高9

4、5m）和遼寧關(guān)門山水庫大壩（高58.5m）。據(jù)不完全統(tǒng)計，至今我國已建和在建的壩高超過30m的混凝土面板堆石壩約300座。已建成的湖北水布埡面板堆石壩，壩高達(dá)233m，是目前全世界最高的面板堆石壩。2.混凝土面板堆石壩典型剖面 當(dāng)筑壩材料為硬巖堆石料時，上、下游壩面可采用11.311.4；當(dāng)采用天然砂礫石料筑壩時，上、下游壩面可采用11.511.6。建筑在巖基上的混凝土面板堆石壩，抵抗水壓力的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)大于7；在沖積層上已建的混凝土面板堆石壩的壩坡一般為11.5或11.6，已安全運行多年，故一般不需進(jìn)行壩坡穩(wěn)定分析。 面板的厚度應(yīng)使面板承受的水力梯度不超過200。高壩面板頂部厚度宜取0.

5、3m，并向底部逐漸增加，可按下式確定： t0.3(0.0020.0035)H 式中：t面板的厚度，m； H計算斷面至面板頂部的高度，m。 中低壩可采用0.3m0.4m厚的等厚面板。 3.混凝土面板堆石壩的分類 混凝土面板堆石壩按組成壩體材料的不同特性可分為：硬巖堆石壩、軟巖堆石壩、砂礫石壩和堆石-砂礫石組合壩等。一般以巖石飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度30MPa作為硬巖和軟巖的分界。軟巖堆石料用作中低壩主堆石區(qū)，其滲透性不能滿足自由排水要求時，應(yīng)在壩內(nèi)偏上游設(shè)置豎向排水區(qū)、沿底部設(shè)置水平排水區(qū)。用砂礫石填筑的壩體，應(yīng)設(shè)置可靠的豎向和水平向排水區(qū)。規(guī)范規(guī)定：最大壩高30m以下為低壩，30m70m為中壩，70

6、m以上為高壩。壩高150m以上一般稱為特高壩。4.混凝土面板堆石壩的主要特點 混凝土面板堆石壩的主要特點是壩體變形大，變形歷時長，合理應(yīng)對壩體變形是保證大壩安全穩(wěn)定的關(guān)鍵。面板堆石壩的壩體是堆石體，由于重力作用和浸水軟化，堆石體會在長期內(nèi)產(chǎn)生沉降變形，即具有蠕變性質(zhì)。堆石體的變形過程與堆石母巖的巖性、巖石質(zhì)量、堆積密度、顆粒形狀、應(yīng)力水平等條件有關(guān)。堆石體的大部分變形一般在施工期完成，中、低壩施工期沉降量一般為壩高的0.5%左右，高壩的沉降量大致與壩高的平方成正比。壩體的最大沉降值出現(xiàn)在最大壩高橫剖面中間、距壩基1/22/3壩高范圍內(nèi)，而不是在壩頂，因為壩體是分層填筑的、填筑時間需延續(xù)幾個月甚

7、至更長的時間，而不是整體“一下子”形成的。 如果堆石體的變形造成面板脫空，或者在大壩擋水后壩體產(chǎn)生較大變形，將造成面板及止水結(jié)構(gòu)的破壞，出現(xiàn)大量滲漏乃至大壩失事。因此，控制壩體變形，是面板堆石壩尤其是高壩從設(shè)計到施工最重要的課題。 有限元模擬堆石壩沉降變形圖5.面板堆石壩建設(shè)中出現(xiàn)的問題（1）蓄水期河床段混凝土面板擠壓破壞 原因： 壩體在蓄水后沉降變形過大； 面板脫空； 墊層料砂漿防護(hù)層或擠壓邊墻脫空； 壓性垂直縫的構(gòu)造設(shè)計不合理。天生橋一級面板堆石壩面板垂直縫擠壓破壞巴西BARRA GRANDE面板堆石壩（壩高185m）面板擠壓破壞巴西BARRA GRANDE面板堆石壩（壩高185m）面板擠

8、壓破壞 非洲萊索托Mohale面板堆石壩（壩高145m）面板擠壓破壞（2）面板擋水后出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫原因：壩體在蓄水后沉降變形過大；面板脫空；墊層料砂漿防護(hù)層或擠壓邊墻脫空。巴西Campos Novos面板堆石壩蓄水期的面板裂縫（3）岸坡墊層區(qū)產(chǎn)生斜向裂縫原因：壩肩處堆石的不均勻變形；堆石體變形過大，與岸坡之間產(chǎn)生剪切變形。 巴西Xing壩施工期壩肩墊層區(qū)的裂縫4.混凝土面板堆石壩的施工特點混凝土面板堆石壩與其他土石壩比較，有以下幾個方面的特點：（1）導(dǎo)流與度汛：混凝土面板堆石壩利用碾壓堆石抗沖刷和抗?jié)B透破壞能力較強(qiáng)的特點，容許施工中的堆石體經(jīng)過適當(dāng)防護(hù)后擋水或過水度汛。（2）壩料平衡：面板堆石

9、壩的主體是堆石體，工程量大，壩料平衡直接關(guān)系到工程的進(jìn)度和投資，因此必須重視和規(guī)劃好壩料的平衡。特別要充分利用樞紐工程開挖料，減少采石場開挖量。（3）壩體填筑：填筑是面板堆石壩施工中的關(guān)鍵，直接影響壩體施工質(zhì)量及施工速度。其施工特點是填筑量大，填筑強(qiáng)度高；采用大型設(shè)備，機(jī)械化程度高；堆石體填筑受氣候的影響較少，冬雨季一般可照常施工。（4）面板混凝土澆筑及裂縫控制：面板是帶狀薄板混凝土結(jié)構(gòu)，易產(chǎn)生裂縫。面板混凝土澆筑一般均采用無軌滑模，連續(xù)澆筑成形。為防止裂縫，必須采取綜合措施以提高混凝土面板的抗裂、抗?jié)B和耐久性。第二節(jié) 壩基與岸坡處理1.處理內(nèi)容、施工特點和程序1.1處理內(nèi)容 1.1.1 趾板

10、區(qū)基礎(chǔ)開挖和處理 趾板基礎(chǔ)開挖； 趾板區(qū)地基處理； 趾板基礎(chǔ)固結(jié)和防滲處理； 深覆蓋層上趾板基礎(chǔ)處理。 趾板宜置于堅硬、不沖蝕和可灌漿的弱風(fēng)化至新鮮基巖上。中低壩的趾板可置于砂礫石地基上。1.1.2 堆石體地基開挖和處理 按設(shè)計要求對壩基進(jìn)行開挖處理。堆石壩體可置于風(fēng)化巖基上，變形模量應(yīng)不低于堆石壩體的變形模量。1.2確定開挖程序的原則（1）截流前宜完成水上部分兩岸邊坡、趾板地基開挖，以及岸邊溢洪道等干擾壩體填筑的部位開挖，并宜自上而下一次完成。（2）壩體填筑前宜完成河床段壩基開挖及清理工作。（3）要考慮水文氣象條件對開挖施工的影響，應(yīng)盡量安排在雨季以前進(jìn)行，并應(yīng)充分利用枯水季節(jié)開挖河床部位。

11、（4）凡符合壩體填筑要求的壩基開挖石渣，應(yīng)安排好填筑部位，盡量做到開挖與填筑同時進(jìn)行。不能直接上壩填筑時，應(yīng)明確設(shè)置臨時周轉(zhuǎn)堆放場地。不能用于壩體填筑的棄料，也應(yīng)盡量作為圍堰或其它臨建工程的填方。2.處理方法2.1 趾板基礎(chǔ)開挖和處理2.1.1 施工程序（1）首先按設(shè)計線剝離覆蓋層及表面全、強(qiáng)風(fēng)化巖層。（2）覆蓋層及表面全、強(qiáng)風(fēng)化巖層開挖完成后，根據(jù)巖體出露情況，由設(shè)計進(jìn)行二次定線，確定趾板的最終建基面。（3）根據(jù)二次定線確定的建基面進(jìn)行巖石邊坡開口線的放樣。（4）趾板開挖應(yīng)盡量安排從上而下一次完成。2.1.2 開挖方法（1）趾板基礎(chǔ)巖石開挖常用的爆破方法有：淺孔松動爆破、深孔預(yù)裂爆破、光面爆

12、破、保護(hù)層一次爆破。（2）趾板基礎(chǔ)開挖以不破壞基巖完整性為原則。對于河床段趾板基礎(chǔ)開挖，在接近設(shè)計建基面預(yù)留1.53.0m保護(hù)層，采用淺孔密布方式進(jìn)行保護(hù)層開挖，待開挖至距設(shè)計建基面0.30.5m時，只能采用風(fēng)鎬撬挖，進(jìn)行表面修整，使巖面達(dá)到平順完整。（3）對于岸坡段趾板建基面，宜采用預(yù)裂爆破或光面爆破一次成型，避免二次削坡。對于易風(fēng)化巖面，必要時應(yīng)預(yù)留保護(hù)層，或?qū)﹂_挖面立即噴薄層混凝土或砂漿進(jìn)行保護(hù)。2.1.3 趾板建基面處理 （1）對于趾板部位的巖面節(jié)理、斷層和裂隙，按設(shè)計要求進(jìn)行處理。 （2）趾板基礎(chǔ)開挖完成后，用高壓水或壓縮空氣進(jìn)行嚴(yán)格的沖洗，以便使趾板混凝土與巖基牢固結(jié)合。 （3）對

13、趾板建基面超挖較深的部分，可用與趾板相近標(biāo)號的混凝土填平。2.1.4 趾板巖基固結(jié)和防滲處理（1）趾板巖基需進(jìn)行灌漿處理。趾板下設(shè)灌漿孔，邊排為固結(jié)灌漿，中間為帷幕灌漿。（2）固結(jié)灌漿為鋪蓋式，孔深一般為510m。（3）灌漿采取先固結(jié)、后帷幕的順序進(jìn)行。2.2 堆石體地基開挖和處理 堆石體地基自上游至下游的開挖和處理的技術(shù)要求逐漸放寬。（1）趾板下游約1/6壩底寬度范圍內(nèi)堆石體地基開挖處理：清除表土及松散的風(fēng)化巖石，達(dá)到較完整的基巖面。（2）上游壩基約1/6寬至壩軸線范圍堆石體地基開挖處理：這一區(qū)域內(nèi)可以用土方機(jī)械開挖和清理，將土狀表層沉積物清除，露出基巖即可。局部密實干凈的砂礫石層可以保留。

14、（3）壩軸線下游部分的壩基開挖處理由于壩軸線下游部分的壩基變形不影響面板，故處理要求放寬至將表土及松散堆積物清除即可。 （4）對確定保留的河床沙礫石覆蓋層，需挖除表層雜物及淤泥、細(xì)沙夾層或透鏡體，至潔凈沙礫層面，并以振動碾或夯板壓實。 （5）壩基為砂礫石層，且與壩體材料的層間關(guān)系不滿足反濾要求時，應(yīng)在壩基上面設(shè)置水平反濾層。第三節(jié) 筑壩材料1 壩體分區(qū) 面板堆石壩的一般分區(qū)見下圖。1A上游鋪蓋區(qū)；1B蓋重區(qū)；2A墊層區(qū)；2B特殊墊層區(qū)；3A過渡區(qū)； 3B主堆石區(qū)；3C下游堆石區(qū)；3E下游拋石區(qū)；P下游護(hù)坡；按壩料特性及壩高而定；F面板巖基上硬巖堆石壩體分區(qū)示意圖2 各區(qū)壩料的工程性質(zhì)2.1 墊

15、層料 墊層料形成混凝土面板的基礎(chǔ)，要求其具有變形量小和滲透穩(wěn)定的性能，壓實后具有低壓縮性、高抗剪強(qiáng)度，能達(dá)到半透水性，在滲水作用下，細(xì)顆粒移動，最終達(dá)到穩(wěn)定，屬自反濾穩(wěn)定料。因此要求墊層料應(yīng)具有良好的級配，最大粒徑為80mm100mm，小于5mm的顆粒含量宜為30%50%，小于0.075mm（屬于“泥”）的顆粒含量不宜超過8%。這個級配范圍的墊層料經(jīng)過壓實后一般均能能夠設(shè)計要求，故一般不對墊層料滲透系數(shù)做規(guī)定。墊層料的滲透系數(shù)k一般要求為10-310-4cm/s，寒冷地區(qū)工程往往采用10-210-3cm/s。 抽水蓄能電站的混凝土面板堆石壩，水庫（尤其是上水庫）水位下降快、幅度大，要求墊層區(qū)所

16、含的滲水很快排出，以避免在面板下游形成反向水壓力而影響面板穩(wěn)定。寒冷地區(qū)的抽水蓄能電站面板堆石壩要求墊層區(qū)易排水，還有一個目的是避免墊層料中所含滲水凍結(jié)而形成對面板的凍脹力。例如，處于寒冷地區(qū)的遼寧蒲石河抽水蓄能電站上水庫面板堆石壩的墊層料，要求滲透系數(shù)10-2cm/s，比常規(guī)面板堆石壩墊層料的滲透系數(shù)大一至兩個數(shù)量級。 墊層料可采用人工砂石料、砂礫石料，或兩者的摻料。墊層料的級配應(yīng)落在設(shè)計包絡(luò)線范圍之內(nèi)。 墊層料水平寬度一般為3m。有人說：墊層料起輔助防滲的作用。這個說法其實是不準(zhǔn)確的。墊層料的滲透系數(shù)可以在一個很大的范圍i10-4cm/si10-2cm/s，其最大值是最小值的100倍，要求

17、并不嚴(yán)格，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到防滲體的標(biāo)準(zhǔn)。墊層料的控制標(biāo)準(zhǔn)主要是料的質(zhì)量、級配和壓實度，這幾個指標(biāo)達(dá)到了，滲透系數(shù)自然滿足要求。2.2 特殊墊層料（小區(qū)料） 特殊墊層區(qū)位于周邊縫下游側(cè)墊層區(qū)內(nèi)，對周邊縫及其附近面板上的堵縫材料起反濾作用。特殊墊層料應(yīng)采用最大粒徑不超過40mm，內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，對縫頂粉煤灰、粉細(xì)砂或堵縫泥漿有自愈作用的反濾料。2.3 過渡料 過渡料位于墊層區(qū)和主堆石區(qū)之間，保護(hù)墊層并共同起輔助滲流控制作用。過渡料級配應(yīng)連續(xù)，最大粒徑不宜超過300mm。過渡料壓實后應(yīng)具有低壓縮性和高抗剪強(qiáng)度，并能夠自由排水。 過渡料可以采用洞室開挖石料，或?qū)ｉT開采的細(xì)堆石料，或經(jīng)篩分加工的天然砂礫石料。

18、過渡料水平寬度一般為3m。2.4 主堆石 主堆石區(qū)位于堆石壩體的上游部分，是承受水荷載的主要支撐體。主堆石料最大粒徑不應(yīng)超過壓實層厚度，一般為600800mm。主堆石料壓實后宜有良好的顆粒級配，小于5mm的顆粒含量不宜超過20%，小于0.075mm的顆粒含量不宜超過5%，并具有低壓縮性、高抗剪強(qiáng)度。要求主堆石料具有自由排水的性質(zhì)，能夠順暢地排出滲水，一般要求滲透系數(shù)ki10-2cm/s。 主堆石在開采之前，應(yīng)進(jìn)行專門的爆破設(shè)計與爆破試驗。2.5 下游堆石 下游堆石區(qū)位于堆石壩體下游部分，與主堆石區(qū)共同保持壩體穩(wěn)定，其變形對面板影響輕微。下游水位以下的下游堆石區(qū)應(yīng)用堅硬、抗風(fēng)化能力強(qiáng)的堆石料，并

19、應(yīng)控制小于0. 075mm的顆粒含量不超過5%，壓實后應(yīng)能自由排水；下游水位以上的下游堆石區(qū)，其透水性要求相對不嚴(yán)格，因為面板的滲水是在這部分壩料以下排走。 下游堆石的碾壓層厚可以比主堆石區(qū)更大，以包容超徑料，避免棄料。料場中不滿足主堆石區(qū)的料可以用在下游堆石區(qū)水上的部分。2.6 排水區(qū) 由砂礫石或軟巖主堆石區(qū)內(nèi)豎向排水及壩底水平排水組成。它是較均勻、強(qiáng)透水的堆(礫)石區(qū)。2.7 下游拋石區(qū) 為下基坑方便、截流前兩岸有更大的填筑場地，必要時可在下游壩趾設(shè)硬巖拋石區(qū)。此硬巖拋石體不影響大壩運行性能，可作為下游圍堰的組成部分。2.8 下游護(hù)坡 在壩下游邊緣用大塊石堆砌形成的平整坡面，對下游堆石坡面

20、起保護(hù)作用。2.9 上游鋪蓋區(qū) 位于面板上游面下部，用低液限粉土或類似的其他土覆蓋在面板和周邊縫上，起輔助滲流控制作用。鋪蓋的高度一般為壩體高度的30%40%。2.10 蓋重區(qū) 覆蓋在上游鋪蓋區(qū)上的渣料，維持上游鋪蓋區(qū)的穩(wěn)定。在反向排水管封堵后、大壩擋水前，蓋重起到抵消面板下游反向水壓力的作用。3 填筑標(biāo)準(zhǔn) 各區(qū)壩料填筑標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)經(jīng)驗初步選定，設(shè)計應(yīng)同時規(guī)定孔隙率或相對密度、壩料的級配和碾壓參數(shù)。設(shè)計孔隙率值或相對密度宜符合表1的要求。 表1 設(shè)計孔隙率或相對密度壩料墊層料砂礫石料過渡料主堆石料下游堆石料孔隙率(%)1520 182220252328相對密度 0.750.85 設(shè)計干密度值可用

21、孔隙率和巖石密度換算。施工過程中是檢測各區(qū)壩料的干密度值，而不是檢測孔隙率。 特殊墊層區(qū)的填筑標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不低于墊層區(qū)。4 壩體堆石的壩料生產(chǎn)4.1 墊層料生產(chǎn) 墊層料必須選用質(zhì)地新鮮、堅硬且具有良好耐久性的石料，通過破碎加工成符合級配要求的墊層料。天然砂礫石料如果符合墊層料的要求，可直接使用。4.2過渡料生產(chǎn)過渡料一般利用洞挖渣料，或從開挖料中選取，或通過優(yōu)化爆破參數(shù)直接采用爆破方法獲得。4.3主堆石料生產(chǎn) 主堆石料一般采用微差擠壓爆破的方法開采；具備條件時，經(jīng)過論證，也可以采用洞室爆破的方法開采。符合主堆石要求的建筑物開挖料應(yīng)優(yōu)先利用。砂礫石料作主堆石料時，采用機(jī)械開挖等方法開采。4.4次堆石料

22、生產(chǎn) 開采方法與主堆石料相同，最大粒徑、級配、巖石強(qiáng)度等要求可以放寬。應(yīng)充分利用工程開挖料作為下游堆石料。砂礫石料及合格的軟巖料也可用于下游堆石區(qū)的干燥區(qū)。5 料場規(guī)劃5.1料場復(fù)查 料場復(fù)查的目的是進(jìn)一步核實料場的有效儲量，壩體所需各種壩料的數(shù)量和質(zhì)量、開采條件與運輸條件。復(fù)查應(yīng)以初步設(shè)計階段的料場資料為基礎(chǔ)。5.2料場規(guī)劃和料源平衡 料場應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、料場地形、地質(zhì)條件、導(dǎo)流方式、填筑強(qiáng)度及壩料綜合平衡等進(jìn)行規(guī)劃。 土石方的挖填平衡是面板堆石壩設(shè)計施工必須遵循的重要原則。在料場規(guī)劃中必須對料源和壩體填筑部位在質(zhì)量、數(shù)量、時間、空間上統(tǒng)籌規(guī)劃，綜合平衡，達(dá)到既保證壩體填筑進(jìn)度的需要，又滿足

23、壩體各分區(qū)對石料質(zhì)量的不同要求，確保壩體填筑質(zhì)量。同時盡可能減少壩料中轉(zhuǎn)和暫存，提高直接上壩率，盡可能縮短運距，盡可能利用樞紐建筑物的開挖料，提高有效挖方的利用率，以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。5.3料場場地布置 根據(jù)開挖強(qiáng)度、開挖料品種進(jìn)行布置。主料場應(yīng)選擇一個以上料層厚、質(zhì)量好、儲量集中的大開采區(qū)?？紤]到施工的干擾，主料場應(yīng)按立面或平面布置若干個開采工作面。墊層料場、過渡料場盡量單獨布置，以減少施工干擾。壩料應(yīng)盡量直接上壩，同時需考慮布置足夠的暫存料場。 施工機(jī)械配置和道路布置應(yīng)滿足壩料開挖和運輸強(qiáng)度以及料場內(nèi)機(jī)械運行的要求。此外，還應(yīng)注意料場的排水。風(fēng)、水、電系統(tǒng)是料場生產(chǎn)必要的附屬設(shè)施，應(yīng)滿足

24、料場生產(chǎn)需要。5.4 開采方式5.4.1砂礫料開采 主要有水上和水下兩種開采方式。在河灘開采砂礫料，應(yīng)制訂防洪措施。在寒冷地區(qū)，開采的砂礫石壩料應(yīng)有足夠的堆存儲備，以滿足冬季壩體填筑需要。水下開采砂礫料，含水量較高，應(yīng)先堆存排水，再上壩填筑。5.4.2 石料爆破開采 主要采用深孔梯段微差爆破方法開采，在條件合適時堆石料也可采用洞室爆破方法開采。壩料開采前，應(yīng)先根據(jù)壩料的設(shè)計級配要求進(jìn)行爆破設(shè)計及相應(yīng)規(guī)模的爆破試驗，確定相應(yīng)的爆破參數(shù)。采用深孔梯段微差爆破開采壩料可以取得良好的級配效果。對于洞室爆破，只要爆破方案設(shè)計合理，也可獲得符合要求的壩料。洞室爆破具有設(shè)備投入少、效率高、成本低等優(yōu)點。5.

25、5料場的質(zhì)量控制在料場開采和裝料過程的各個環(huán)節(jié)都必須依據(jù)設(shè)計要求和有關(guān)規(guī)范規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量控制。料場的質(zhì)量控制要求:石料開采之前，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的爆破設(shè)計，并在現(xiàn)場進(jìn)行相應(yīng)規(guī)模的爆破、碾壓試驗，優(yōu)選爆破參數(shù)；在石料爆破開采過程中，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，適當(dāng)調(diào)整爆破參數(shù)，以達(dá)到更好的爆破效果；在料場鉆孔爆破開采之前，應(yīng)剝離無用層，預(yù)先清除軟弱夾層、斷層影響帶等不滿足設(shè)計要求的料。爆破后，對超徑石進(jìn)行二次破碎；裝料時，應(yīng)剔除超徑石。暫存料場內(nèi)，不同級配、不同質(zhì)量的石料要分類、分層堆存，不得隨意堆放和混雜。分層堆存高度一般不超過5m。 第四節(jié) 壩體填筑1.填筑規(guī)劃填筑規(guī)劃的主要內(nèi)容: 施工分期方案選擇、施工方法

26、確定；確定各階段的壩體填筑斷面及其各壩區(qū)料的工程量；根據(jù)各階段壩體填筑起止時間，計算施工強(qiáng)度；確定壩區(qū)施工道路布置；保證施工質(zhì)量的措施；料源挖填平衡；施工機(jī)械設(shè)備和人員配備。填筑規(guī)劃的主要依據(jù)：合同要求的總工期目標(biāo)；導(dǎo)流度汛方式及其設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；壩址地形條件；料源分布；面板施工安排。1.1壩體分期填筑方案壩體填筑分期主要由導(dǎo)流度汛方式確定，并涉及總進(jìn)度中其它控制節(jié)點。截流后施工期度汛大致有以下三種方案：（1）壩體臨時斷面擋水度汛方案。 枯水期低圍堰擋水、導(dǎo)流洞導(dǎo)流，壩體臨時斷面在一個枯水期內(nèi)填到度汛水位以上擋水度汛。這種方式最為經(jīng)濟(jì)，應(yīng)作為首選方案。（2）壩體過流度汛方案。這種方式適宜于工程量大、

27、一個枯水期內(nèi)達(dá)不到度汛高程的情況下采用。（3）高圍堰全年擋水度汛方案。1.2道路布置（1）道路布置應(yīng)考慮地形條件、樞紐布置、工程量大小、填筑強(qiáng)度、運輸車輛規(guī)格型號等因素。壩外的上壩路主要有雙車道和環(huán)形單車道兩種線路。施工期間隨著壩體上升可在下游壩面或壩體內(nèi)部靈活地設(shè)置“之”字形上壩道路。如料場布置在壩址上游，筑壩道路需要跨過趾板，跨越方式有：在趾板上堆渣，對趾板、止水設(shè)施及墊層進(jìn)行保護(hù)，運輸設(shè)備從堆渣上通過。架設(shè)臨時鋼橋跨越，最好采用貝雷橋。根據(jù)地形條件，采用交通洞通向壩區(qū)。通過豎井連接不同高程的道路來卸料。吉林雙溝大壩施工采用貝雷橋跨越趾板（2）道路的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 土石壩施工道路推薦采用露天礦山

28、道路級及級技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)修建。建議一級壩用級道路標(biāo)準(zhǔn)，二級壩用級道路標(biāo)準(zhǔn)。1.3 主要施工機(jī)械的選型振動碾。壩料碾壓應(yīng)采用振動平碾，其工作重量不小于10t。高壩應(yīng)采用重型振動碾，現(xiàn)在已有自重18t的牽引式振動碾和總重25t、有效重15t的自行式振動碾可供使用。應(yīng)注意的是有效的只是振動碾的工作重量，而不是自行式振動碾的全重。自卸汽車。常用的壩料運輸設(shè)備為載重量15t、20t的自卸汽車，也有采用載重量30t、甚至45t的自卸汽車，根據(jù)上壩道路狀況確定。推土機(jī)。攤鋪壩料一般采用功率不小于180HP的推土機(jī)。裝載設(shè)備。主要采用較大斗容的反鏟和裝載機(jī)。鉆孔設(shè)備。壩料開采鉆孔設(shè)備一般采用液壓潛孔鉆機(jī)或高風(fēng)壓潛孔

29、鉆機(jī)。2.碾壓試驗 影響爆破石料壓實的因素主要有堆石料性質(zhì)、鋪料厚度、壓實功能和壓實工藝等。因此，堆石壩體填筑施工前，必須對材料、壓實機(jī)械和工藝等進(jìn)行現(xiàn)場試驗，即模擬壩體填筑施工碾壓試驗，根據(jù)試驗確定的最優(yōu)參數(shù)指導(dǎo)現(xiàn)場實際施工。2.1碾壓試驗的目的 測試壓實機(jī)械性能。確定適宜的、經(jīng)濟(jì)的施工壓實參數(shù)，包括鋪層厚度、碾壓遍數(shù)、加水量等；研究和完善填筑施工工藝和措施，為制定填筑施工實施細(xì)則提供依據(jù)。2.2碾壓試驗時間和地點碾壓試驗最遲應(yīng)在大壩填筑前一個月完成。碾壓試驗的地點可以安排在壩體次堆石區(qū)或壩體以外的合適場地。2.3碾壓試驗原則按不同料源、對不同填筑區(qū)分別進(jìn)行碾壓試驗，根據(jù)設(shè)計提供的碾壓參數(shù)及

30、壩料級配要求進(jìn)行試驗初定。常用的碾壓參數(shù)見表2。 表2 常用碾壓參數(shù)表序號項目名稱單位小區(qū)料墊層料過渡料上游堆石區(qū)下游堆石區(qū)砂礫石區(qū)1鋪料厚度cm202540504050801008012060802碾壓遍數(shù)遍6868686868683振動碾行車速度km/h2323232323234加水量%10102010201020105碾壓機(jī)械規(guī)格 振動板(1)10t斜坡碾(2)振動板工作重量10t以上振動平碾 2.4試驗場地布置試驗場地面積根據(jù)試驗內(nèi)容和規(guī)模來確定，應(yīng)不小于30m90m，在該場地中按不同鋪層厚度和碾壓遍數(shù)布置試驗單元。2.5試驗步驟（1）配備機(jī)具及設(shè)備，包括裝載機(jī)或挖掘機(jī)、自卸汽車、不同

31、類型和規(guī)格的振動碾、推土機(jī)、篩分工具、取樣套環(huán)、稱量設(shè)備等。（2）檢測振動碾工作特性參數(shù)，如振動頻率、振幅、減振氣胎壓力、碾重等參數(shù)。（3）平整和壓實場地，設(shè)置測量起始高程點。（4）填筑鋪料。（5）測量。用水準(zhǔn)儀測量壩料攤鋪初始厚度及相對高程。（6）灑水碾壓。按擬定的碾壓行車速度、碾壓遍數(shù)和加水量進(jìn)行試驗。（7）測量壓實沉降量。碾壓完后，分別測量各網(wǎng)格測點在碾壓前后的相對高程變化，從而計算出試驗單元的平均沉降量。（8）取樣檢查。用挖坑注水法在各試區(qū)分別取樣測定壓實密度、孔隙率及填料級配。對小區(qū)料、墊層料和過渡料還要做滲透系數(shù)試驗。（9）復(fù)核試驗。對每一種料物，采用逐步收斂法，每次只變動一個參數(shù)

32、，固定其它參數(shù)，通過試驗求出該參數(shù)的適宜值。依次類推，求得各個參數(shù)的適宜值。當(dāng)各項參數(shù)選定后，再用選定參數(shù)進(jìn)行復(fù)核試驗。2.6試驗結(jié)果整理根據(jù)上述觀測和取樣試驗值，整理繪制以下各條關(guān)系曲線：（1）以鋪層厚度為參量，繪制壓實沉降值與碾壓遍數(shù)的關(guān)系曲線；（2）以鋪層厚度為參量，繪制干密度與碾壓遍數(shù)的關(guān)系曲線；（3）經(jīng)過計算，繪制孔隙率與碾壓遍數(shù)的關(guān)系曲線；（4）繪制各試驗單元試驗前后填筑石料的級配曲線；（5）繪制在最優(yōu)參數(shù)組合下，壓實密度與加水量的關(guān)系曲線。2.7碾壓參數(shù)的選定根據(jù)碾壓試驗結(jié)果，結(jié)合工程的具體條件，確定施工碾壓參數(shù)及壓實方法，并編制試驗報告。其要點如下：（1）論證設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的合理性，

33、應(yīng)明確通過試驗?zāi)芊襁_(dá)到設(shè)計壓實密度和孔隙率。若碾壓試驗證明，當(dāng)填料級配滿足設(shè)計要求時，在現(xiàn)有碾壓設(shè)備功能條件下無法達(dá)到設(shè)計壓實密度時，則應(yīng)建議更換壓實機(jī)具，或修改設(shè)計壓實密度的控制值。（2）選擇適宜各種壩料的壓實機(jī)械及其參數(shù)。（3） 提出施工工藝與參數(shù)，根據(jù)壓實試驗提出施工控制的鋪層厚度與碾壓遍數(shù)。3.壩體填筑工藝3.1壩體填筑程序 原則上應(yīng)在壩基和兩岸岸坡處理驗收完成、相應(yīng)部位的趾板混凝土澆筑完成后，進(jìn)行壩體填筑。通常采用流水作業(yè)法組織壩體填筑施工，即將整個壩面劃分成若干個單元，在各單元內(nèi)依次完成填筑的各道工序，使各單元上所有工序能夠連續(xù)作業(yè)。單元的劃分可根據(jù)壩面面積大小、壩體分期分區(qū)分段條

34、件、投入機(jī)械規(guī)格數(shù)量等情況來進(jìn)行。壩體填筑工藝流程如下：（1）測量放樣?；嫣幚砗细窈?，按設(shè)計要求測量確定各填筑區(qū)的交界線，灑石灰線進(jìn)行標(biāo)識。（2）卸料。一般采用15t45t自卸汽車運輸，小區(qū)、墊層和過渡層采用后退法卸料，主堆石區(qū)和次堆石區(qū)料采用進(jìn)占法卸料。（3）攤鋪。小區(qū)料一般用小型裝載機(jī)或反鏟挖掘機(jī)配合人工攤鋪平整；墊層料采用平地機(jī)或推土機(jī)攤鋪，過渡層區(qū)、主堆石區(qū)和次堆石區(qū)料采用推土機(jī)攤鋪平整，并使厚度滿足要求；攤鋪過程中要對超徑石和界面分離料進(jìn)行必要的處理。（4）灑水。按試驗參數(shù)進(jìn)行。灑水方法分壩外灑水和壩內(nèi)灑水兩種方式：壩外灑水是在近壩平緩道路上，把水灑在運料車廂內(nèi)。壩內(nèi)灑水可用高位水

35、池、布設(shè)水管的灑水方法，或采用灑水車灑水。由于堆石料具有浸水軟化性質(zhì)，在加水后其顆粒棱角軟化、潤滑，使其容易碾壓密實，并且加速堆石體的沉降，這是堆石料填筑壓實時加水的主要作用。（5）壓實。用振動平碾進(jìn)退錯距法碾壓，振動碾沿平行壩軸線方向進(jìn)行碾壓，但靠近岸坡處應(yīng)沿水流方向碾壓。邊角部位及小區(qū)料可用液壓振動夯板進(jìn)行壓實。（6）質(zhì)量檢查。檢查各種石料的級配情況、鋪層厚度、加水量、碾壓遍數(shù)，按規(guī)定測量沉降量和干密度。3.2各區(qū)及結(jié)合部的填筑及碾壓3.2.1 主、次堆石區(qū)填筑主、次堆石區(qū)的填筑料采用進(jìn)占法卸料，卸料的堆與堆之間留0.6m左右間隙。主堆石料填筑層厚一般為80cm，次堆石料一般為100cm或

36、120cm。振動碾碾壓時采用錯距法順壩軸線方向進(jìn)行，中低速行駛。要求鋪筑碾壓層次分明、平起平升，防止漏振欠振。在岸坡邊緣靠山坡處，大塊石易集中，故岸坡周邊選用粒徑40cm、級配良好的石料鋪筑。碾壓時振動碾沿上下游方向行駛，滾筒盡量靠近岸坡，仍碾壓不到之處用小型振動碾加強(qiáng)碾壓。灑水在碾壓前提早進(jìn)行，專人負(fù)責(zé)。嚴(yán)禁不合格料上壩。3.2.2 過渡區(qū)堆石填筑過渡料卸料、攤平、碾壓方法與主堆石料相同，填筑層厚一般為40cm。過渡區(qū)與墊層區(qū)接縫處的超徑塊石需清除。主堆石區(qū)料不得侵占過渡區(qū)料的位置，過渡區(qū)料不得侵占墊層區(qū)位置。3.2.3 墊層區(qū)的填筑墊層料由15t自卸車直接運、卸到墊層區(qū)，然后用推土機(jī)輔以人

37、工整平。墊層料填筑層厚一般為40cm。如果墊層料上游坡面采用斜坡碾壓砂漿固坡法進(jìn)行防護(hù)，墊層料填筑時上游邊線需水平超寬2030cm。墊層料鋪筑方法基本同過渡區(qū)料，并與同層過渡料一并碾壓。碾壓時振動碾距上游邊緣的距離不宜小于40 cm，再用振動平板壓實到上游邊緣。墊層料和過渡料的填筑應(yīng)與主堆石區(qū)同步進(jìn)行，即主次堆石區(qū)填筑一層，墊層、過渡層填筑二層。3.2.4 周邊小區(qū)填筑周邊小區(qū)料的填筑必須精心操作，保證其規(guī)定的填筑寬度，嚴(yán)格按碾壓試驗成果控制鋪料厚度、碾壓遍數(shù)及灑水量，用振動平板壓實。4.墊層區(qū)上游坡面防護(hù)對墊層區(qū)上游坡面進(jìn)行防護(hù)的目的：為面板提供堅實可靠的支承面；保證面板厚薄均勻，減少混凝土

38、超澆量；避免施工期墊層坡面受雨水沖蝕或施工人員踩踏破壞；保證大壩擋水度汛時墊層料不被水浪淘刷破壞。目前墊層區(qū)上游坡面防護(hù)常用的施工技術(shù)有：斜坡碾壓固坡法；擠壓邊墻法；翻模固坡法。4.1 斜坡碾壓固坡法壩體每升高1020 m左右進(jìn)行一次墊層上游坡面修整、碾壓及防護(hù)。斜坡碾壓一般采用斜平兩用10t振動碾。坡面保護(hù)采用碾壓砂漿、噴混凝土或噴乳化瀝青等。斜坡碾壓固坡法施工流程如下：測量放樣-坡面粗修-斜坡靜碾-測量放樣-坡面細(xì)修-灑水碾壓-測量放樣檢查-坡面局部修整-檢查驗收-砂漿攤鋪-碾壓-養(yǎng)護(hù)斜坡碾壓固坡法施工情況（1）測量放樣，預(yù)留510cm沉降量。（2）坡面粗修。由人工或長臂反鏟剝除預(yù)留沉降量

39、后超填的墊層料，修整后的坡面要平整，超、欠控制在5cm以內(nèi)。（3）坡面細(xì)修。測量檢查，對不合格部位進(jìn)行坡面仔細(xì)修整后，重新測量布線檢查。（4）灑水碾壓。采用均勻霧狀灑水；由履帶吊機(jī)牽引斜平兩用振動碾進(jìn)行斜坡碾壓，上行振，下行不振，保證整個墊層坡面平順。（5）檢查修整。碾壓結(jié)束后再用方格網(wǎng)進(jìn)行測量復(fù)查，根據(jù)復(fù)查結(jié)果繼續(xù)削盈后重新碾壓，直至符合設(shè)計要求。對于較小的虧坡一般采用砂漿彌補(bǔ)。（6）檢查驗收。碾壓完畢后采用挖坑注水法抽查檢測干密度是否符合設(shè)計要求，如不合格還需要重新補(bǔ)碾至合格。（7）固坡。完成斜坡碾壓后，攤鋪58cm厚的低標(biāo)號水泥砂漿，用振動碾壓實，以形成堅固的防護(hù)層。除碾壓砂漿固坡外，還

40、有噴乳化瀝青固坡、噴射混凝土固坡的方法，但噴混凝土對面板有較強(qiáng)的約束，現(xiàn)已很少采用。斜坡碾壓固坡法的缺點：修坡工程量大，費料、費工、費時；斜坡面密實度難以保證；防護(hù)層砂漿厚度很不均勻，剛度較大，容易造成與墊層料脫空；坡面很難達(dá)到規(guī)范要求的 “5cm，8cm”的標(biāo)準(zhǔn)，致使面板混凝土大量超填；坡面如果長時間不做防護(hù)，容易受雨水沖刷而局部坍塌；坡面在未做防護(hù)的情況下不應(yīng)擋水渡汛。4.2擠壓邊墻法 擠壓邊墻法是巴西研發(fā)的一種墊層區(qū)上游坡面防護(hù)方法，其原理是在新填筑一層墊層料之前，用擠壓邊墻機(jī)在墊層料上游邊緣制作出一個低標(biāo)號的混凝土邊墻，待強(qiáng)后在其擋護(hù)下填筑墊層料。施工基本程序如下圖所示。擠壓邊墻橫斷面

41、圖（1）擠壓邊墻的施工要點：要求擠壓邊墻混凝土低強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度5MPa），低彈模，需專門設(shè)計選定混凝土配合比?；炷撂涠葹?，水泥含量一般為70100kg/m3。攪拌運輸車供料，使用按相應(yīng)壩坡制作的邊墻擠壓機(jī)進(jìn)行施工，通過地面的定位標(biāo)志線或利用激光來控制擠壓機(jī)運行路線，擠壓機(jī)行進(jìn)速度一般為4060m/h。補(bǔ)齊臨岸坡部位的邊墻缺口。邊墻施工之后2h左右鋪設(shè)碾壓墊層料，墊層料和邊墻基本同步上升。澆筑面板前，按要求噴涂乳化瀝青。（2）施工效果：在坡面形成一個規(guī)則、堅實的支撐體；墊層區(qū)用水平碾壓取代傳統(tǒng)工藝中的斜坡碾壓，提高壓實質(zhì)量，保證密實度?？窟厜Φ膿踝o(hù)，墊層料不需要超填，施工安全性提高。施工設(shè)

42、備比斜坡碾壓固坡法簡化。施工進(jìn)度加快。為壩體擋水度汛提供了有利條件。馬來西亞某面板堆石壩擠壓邊墻效果（3）擠壓邊墻的缺點：擠壓邊墻施工時沒有精確的控制措施，各層接合處易形成錯臺，坡面平整度較差，對面板的約束大，對面板防裂不利。擠壓邊墻成型后須等強(qiáng)23小時才能填筑墊層料，施工進(jìn)度受到限制。擠壓邊墻厚度非常不均勻，為面板提供了一個很不均勻的基礎(chǔ)，對面板受力會產(chǎn)生不利影響。擠壓邊墻的剛度較大，對壩體變形的適應(yīng)能力差，與墊層料之間容易出現(xiàn)脫空，而導(dǎo)致蓄水后面板變形過大以致破壞。馬來西亞某特高壩一期面板以上擠壓墻嚴(yán)重突出、一期面板鋼筋被抬起的情況采用擠壓邊墻法的國內(nèi)某壩面板裂縫嚴(yán)重由于擠壓邊墻法的上述缺

43、點，所以規(guī)范規(guī)定壩高超過150m采用擠壓邊墻應(yīng)進(jìn)行專題論證。國內(nèi)外出現(xiàn)問題的面板堆石壩多數(shù)都與擠壓邊墻脫空有關(guān)，對此務(wù)必予以特別重視，并且采取可靠的處理措施。例如，水布埡大壩發(fā)現(xiàn)擠壓邊墻脫空后，在面板垂直縫處將擠壓邊墻切斷。4.3 翻模固坡法 翻模固坡法模板結(jié)構(gòu)圖 （1）模板安裝（2）墊層料填筑（2）墊層料填筑（3）墊層料初碾（4）拔出楔板（5）灌注砂漿（6）墊層料終碾（7）下層模板翻升至最上層翻模固坡形成的大壩上游坡面翻模固坡技術(shù)施工過程影像.mpg 面板堆石壩翻模固坡技術(shù)屬國內(nèi)外首創(chuàng)，獲得了國家發(fā)明專利。2012年3月，已經(jīng)由國家能源局發(fā)布施行電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)混凝土面板堆石壩翻模固坡施工技術(shù)規(guī)

44、程（DL/T 52682012）。翻模固坡技術(shù)又先后應(yīng)用于雙溝水電站、遼寧蒲石河抽水蓄能電站上水庫、湖北江坪河水電站、四川多諾水電站、越南小中河水電站、貴州白巖河水庫、貴州小云南水庫等工程的混凝土面板堆石壩施工，均達(dá)到了良好的效果，并且得到了改進(jìn)和優(yōu)化。翻模固坡法的優(yōu)點：與斜坡碾壓固坡法相比較，取消了超填、削坡、斜坡碾壓等項工序，縮短了工期，降低了成本。比擠壓邊墻能較好地適應(yīng)堆石壩體的變形，有利于混凝土面板的結(jié)構(gòu)安全和防裂。不需要專用設(shè)備，設(shè)備投入少。施工工藝簡單，改善了作業(yè)條件，施工干擾少，有利于安全施工。壩體在填筑過程中即具備擋水度汛條件，提高了大壩的安全度。翻模固坡法的缺點：人工操作量大

45、，對操作人員的技能水平要求較高。5.下游壩面護(hù)坡施工 下游壩面設(shè)計要求一般為人工干砌石，隨著壩體填筑升高，隨著進(jìn)行干砌石施工。有的面板堆石壩下游壩面護(hù)坡采用大塊石砌筑，用反鏟施工，護(hù)坡的防護(hù)效果和美觀效果均優(yōu)于人工干砌石。馬來西亞巴貢水電站大壩下游壩面護(hù)坡施工馬來西亞巴貢水電站大壩下游壩面護(hù)坡馬來西亞巴貢水電站大壩下游壩面護(hù)坡6.反滲處理 在施工期，因壩體內(nèi)的水位高于壩上游水位，水流向上游反向滲透，而導(dǎo)致墊層、防護(hù)層甚至混凝土面板破壞，即所謂“反滲”問題。形成反滲的原因是：河床段趾板建基面在整個壩基范圍內(nèi)最低，施工用水、天然降水和地下水都向趾板下游匯集。如果不能將此積水及時排到壩體以外，在大壩

46、填筑過程中，墊層料及其防護(hù)層可能在滲透壓力下破壞；在面板形成之后、上游蓋重形成之前，面板可能被水壓力抬動，止水系統(tǒng)被破壞。這類事故在工程實踐中時有發(fā)生，一旦發(fā)生，必須進(jìn)行可靠修復(fù)。修復(fù)方法一：將抬動破壞范圍的面板鑿除，修復(fù)破壞的止水系統(tǒng)，重新澆筑面板。修復(fù)方法二：發(fā)生抬動的面板不鑿除，在其上補(bǔ)澆面板并形成止水系統(tǒng)。方法二比較易于操作和保證質(zhì)量。反滲處理措施： 消除反向水壓有效措施是在壩內(nèi)設(shè)置自由排水或強(qiáng)制排水系統(tǒng)，并確保正常運行。排水系統(tǒng)的排水能力應(yīng)滿足當(dāng)?shù)靥卮蟊┯戤a(chǎn)生的排水量要求。排水系統(tǒng)一般采用自由排水方式，即在趾板混凝土內(nèi)預(yù)埋數(shù)根排水鋼管，其向上游伸至過渡層或主堆石內(nèi)，向下游伸出趾板混凝

47、土。排水系統(tǒng)也可采用抽排方式，在壩體主堆石區(qū)內(nèi)設(shè)置排水豎井，其頂部高程不低于壩內(nèi)反向水位，排水豎井可采用鋼筋筒或有孔鋼管隨壩體填筑逐段焊接，豎井四周應(yīng)薄層鋪料、小型機(jī)械壓實。 無論采用哪種排水系統(tǒng)，只有當(dāng)上游鋪蓋填筑高程超過壩內(nèi)可能出現(xiàn)的最高水位之后方能封堵，這時反向水壓力由上游鋪蓋的壓力來抵消。反向排水管封堵措施必須可靠，否則將留下永久漏水通道。 反向排水管反向排水管布置圖7.寒冷地區(qū)壩體冬季填筑 處于寒冷地區(qū)的混凝土面板堆石壩，由于計劃工期的需要往往在冬季需繼續(xù)進(jìn)行填筑，主要措施如下：（1）應(yīng)避免在凍結(jié)的建基面上填筑壩體。填筑面上的冰雪應(yīng)清除干凈。（2）應(yīng)開采干燥石料，并直接上壩，不做中轉(zhuǎn)

48、。（3）對砂礫石料應(yīng)在非冰凍期預(yù)開采，并進(jìn)行堆存脫水，以便冬季上壩填筑。（4）各種壩料內(nèi)不應(yīng)有凍塊存在。碾壓時不加水，為此需要專門做不加水碾壓試驗，以確定適合冬季填筑的碾壓參數(shù)。不加水碾壓的層厚需減薄，碾壓遍數(shù)需增加。（5）冬季應(yīng)保證反滲排水系統(tǒng)正常運行，否則壩體內(nèi)的積水將會凍結(jié)，其凍脹力將會造成墊層料及其防護(hù)層或者面板的破壞。 第五節(jié) 趾板混凝土施工趾板是面板堆石壩工程防滲體系中至關(guān)重要的組成部分。趾板一般建在新鮮完整的巖石基礎(chǔ)上。部分面板堆石壩因基礎(chǔ)砂礫（卵）石覆蓋層厚度很大，不宜進(jìn)行深挖，這種情況下趾板即直接建在經(jīng)壓實處理的砂礫（卵）石層之上。1.施工程序趾板混凝土采用常規(guī)立模、分塊澆筑

49、的施工方法，岸坡段趾板也可采用滑模、翻模等方法。趾板混凝土施工程序如下：清理工作面-測量放線-鉆錨筋孔-埋設(shè)錨筋-立基礎(chǔ)側(cè)模-基礎(chǔ)混凝土找平-立趾板側(cè)模-架設(shè)鋼筋-埋設(shè)預(yù)埋件-安裝止水帶-沖洗倉面-檢查驗收-澆筑混凝土-抹面和壓面-養(yǎng)護(hù)（止水材料保護(hù)）2.倉面準(zhǔn)備2.1基礎(chǔ)找平 巖基趾板建基面因各種原因造成的不平整，在趾板混凝土施工前應(yīng)采用與趾板同標(biāo)號的混凝土回填找平。2.2錨筋施工 在開挖結(jié)束的基巖面或回填混凝土面上，用手風(fēng)鉆鉆錨筋孔，孔位、孔深、孔向應(yīng)符合要求，鉆孔驗收合格后采用先注漿后插筋的工藝安裝錨筋。2.3止水材料安裝和保護(hù)（在第八節(jié)講述）2.4模板設(shè)計與安裝 趾板混凝土厚度薄，側(cè)壓

50、力小，常規(guī)澆筑方法側(cè)向模板選用標(biāo)準(zhǔn)鋼模板或木模板，模板安裝必須定位準(zhǔn)確，支撐牢固，接縫緊密，確保澆筑時不變形，不移位、不漏漿。采用滑模澆筑方法時應(yīng)專門設(shè)計滑模結(jié)構(gòu)。2.5 施工縫處理 趾板混凝土澆筑常規(guī)分段長度為1020m，兩澆筑段之間設(shè)置施工縫。縱向鋼筋應(yīng)穿過施工縫。在端頭模板拆除后對施工縫混凝土面鑿毛和清洗，保證新老混凝土界面良好膠結(jié)。施工縫一般不設(shè)止水。3.趾板混凝土澆筑3.1澆筑規(guī)劃 趾板混凝土澆筑規(guī)劃內(nèi)容包括：基礎(chǔ)清理、鋼筋制安、模板設(shè)計與安裝、止水材料加工和安裝、分部分塊、澆筑次序、入倉和振搗方法、設(shè)備選型、抹面與壓面、接縫處理、冬雨季施工要求、質(zhì)量安全保證措施等。制訂澆筑規(guī)劃時應(yīng)

51、考慮以下因素：（1）工期因素。趾板施工工期應(yīng)與主體工程相協(xié)調(diào)，特別要滿足度汛工期要求。趾板施工期還應(yīng)考慮基礎(chǔ)灌漿等后續(xù)工序的施工期。 （2）地質(zhì)條件。易風(fēng)化巖石在開挖結(jié)束后即進(jìn)行趾板混凝土澆筑； 若開挖后不具備澆筑條件，應(yīng)噴薄層混凝土進(jìn)行保護(hù)。 （3）氣候因素?；炷翝仓?yīng)盡可能避開對混凝土施工不利的季節(jié)和天氣，不可避免時應(yīng)采用相應(yīng)的防護(hù)護(hù)措施。 （4）施工環(huán)境因素。樞紐各建筑物的施工干擾因素制約著趾板施工工期，需要采取有效的防范措施，保證趾板施工工期及施工安全。 （5）工作面條件。 趾板澆筑次序總體上是由河床段向兩岸岸坡、由低向高逐塊進(jìn)行。有些工程根據(jù)工作面條件需要局部調(diào)整澆筑次序，先進(jìn)行部

52、分岸坡段由低到高的澆筑，然后進(jìn)行其它段（包括河床段）澆筑。此種安排在地形陡峻的工程中應(yīng)注意先后澆筑塊接頭部位質(zhì)量，防止混凝土充填不密實。3.2 趾板混凝土配合比試驗趾板混凝土施工前，根據(jù)設(shè)計指標(biāo)和施工工藝要求，進(jìn)行配合比設(shè)計和試驗，以確定滿足要求的配合比。試驗工作由有資質(zhì)的單位來承擔(dān)。 3.3 混凝土入倉方式 因壩高、地形條件不同，趾板混凝土入倉有多種方式： （1）溜槽入倉，適用于岸坡較緩，壩高較低，有運輸?shù)缆吠ㄟ_(dá)的情況。 （2）吊罐入倉，適用于局部較陡峻，溜槽入倉不便的部位。 （3）泵送入倉，適用于前兩種方法都不適用的條件。4.趾板混凝土裂縫處理 避免和減少趾板混凝土裂縫是從事面板堆石壩設(shè)計

53、和施工單位一直追求的目標(biāo)。國內(nèi)許多工程在防裂上做了很多工作，如萬安溪電站在30m長趾板混凝土中摻入微膨脹劑，施工后沒有發(fā)現(xiàn)裂縫。但大多數(shù)工程趾板混凝土澆筑后均發(fā)現(xiàn)有裂縫。對出現(xiàn)的裂縫，必須仔細(xì)勘查，分析原因，從材料、結(jié)構(gòu)、工藝、養(yǎng)護(hù)等方面研究對策，提出改進(jìn)措施。 在壩前粉質(zhì)土覆蓋或蓄水前，必須組織人員并借助設(shè)備和儀器對全段趾板進(jìn)行檢查，對查出的裂縫做好編錄，包括縫長、縫寬、縫深、走向、所在部位等詳細(xì)資料，為確定處理范圍和處理方法提供依據(jù)。 裂縫處理方法在第六節(jié)講述。 第六節(jié) 面板混凝土施工 混凝土面板一般采用滑模施工，由下而上連續(xù)澆筑。壩高不大于70m時，面板混凝土宜一次澆筑完成；壩高大于70

54、m時，根據(jù)施工安排或提前蓄水需要，面板宜分二期或三期澆筑。分期澆筑接縫應(yīng)按施工縫處理。1.施工總布置與施工程序1.1混凝土拌和系統(tǒng)布置 對于中小型工程，根據(jù)面板混凝土工程量相對較小、面板面積大的特點，采用分散、小型、靈活的拌和系統(tǒng)和運輸設(shè)備是有利的。一些中小型工程，在已形成的壩面上布置幾臺拌和機(jī)及皮帶進(jìn)料系統(tǒng)，就近設(shè)置水泥庫及砂石料場，形成一套完整的混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)。分散布置的小型拌和系統(tǒng)與大系統(tǒng)相比，運輸距離短，轉(zhuǎn)運次數(shù)少，指揮調(diào)度靈活，避免了長距離運輸帶來的骨料分離、坍落度損失、砂漿流失等問題，有利于控制了混凝土質(zhì)量。對于大型工程，以固定式集中拌和系統(tǒng)生產(chǎn)混凝土、混凝土攪拌車運輸更為方便，質(zhì)

55、量也更有保證。1.2 施工設(shè)施布置 壩坡上布置12臺鋼筋運輸臺車，1臺側(cè)模和材料運輸臺車，23套滑模。在壩頂布置57臺5t卷揚(yáng)機(jī)、12臺3t卷揚(yáng)機(jī)，每套滑模采用2臺5t卷揚(yáng)機(jī)牽引，鋼筋、側(cè)模運輸臺車分別采用1臺5t或3t卷揚(yáng)機(jī)牽引。運輸牽引設(shè)備應(yīng)滿足施工強(qiáng)度需要，通過計算確定。壩面布置有混凝土卸料受料斗，后面連接溜槽，6m寬的面板布置1條溜槽，12m寬的面板布置2條溜槽。如下圖所示。2.施工設(shè)施設(shè)計2.1 滑動模板設(shè)計 所謂無軌滑模實際上也是有軌滑模，對于先澆塊，滑模軌道是側(cè)模；對于后澆塊，滑模軌道是現(xiàn)澆塊混凝土。滑模如果真正“無軌”，模體的運動軌跡失去控制，是無法滿足工程要求的。 滑動模板平

56、面尺寸的選定?；挾龋ㄑ貕纹路较颍┮话銥?.01.2m?；５拈L度（水平方向）要比面板垂直縫間距大12m。 滑模重量的計算?；Ｄｓw自重加配重, 應(yīng)能克服新澆混凝土對滑模的浮托力, 以保證模體在混凝土澆筑過程中不上浮?；恳Φ挠嬎愀鶕?jù)水工建筑物滑動模板施工技術(shù)規(guī)范，滑動模板牽引力T應(yīng)按以下公式計算： 式中：T滑動模板牽引力（kN）； 單位面積模體與混凝土的粘滯力(kN/m2)；A模體與混凝土的接觸面積（m2）；G模體系統(tǒng)自重(包括配重、施工荷載)（kN）； 模體面板與水平面的夾角；f1鋼模模體與混凝土的摩擦系數(shù)，取0.40.5；p混凝土對模板的正壓力（kN）；f2滾輪或滑塊與軌道的摩擦系

57、數(shù)，對滾輪取0.05，對滑塊取0.150.20（鋼對鋼）；K牽引力安全系數(shù)，取1.52.0。按此公式計算，14m寬面板滑模的計算牽引力約為150kN200kN。滑模的構(gòu)造。滑模上應(yīng)具有鋪料、振搗的操作平臺。操作平臺寬度應(yīng)大于60cm?；Ｎ膊繎?yīng)設(shè)一、二級修整平臺（如下圖所示）。2.2側(cè)模 側(cè)模具有支承滑模、作滑模軌道、限制混凝土側(cè)向變形的作用。側(cè)模分木結(jié)構(gòu)和鋼木組合結(jié)構(gòu)兩大類。2.3 壩面鋼筋運輸臺車 面板鋼筋的架設(shè)一般采用現(xiàn)場綁扎和焊接方法，用人工或鋼筋臺車將鋼筋送至坡面。高壩宜采用鋼筋臺車運送鋼筋，以節(jié)省人工。平面尺寸的選定。臺車寬度可取1.21.4m，長選4m。臺車結(jié)構(gòu)。為減輕臺車重量，

58、臺車宜采用鋼桁架結(jié)構(gòu)。臺車牽引力的計算。臺車牽引力的大小與臺車自重、載重量有關(guān)，可按下式計算： T=（G1+G2）sin+（G1+G2）fcosK 式中 T臺車牽引力, kN； G1臺車自重, kN； G2臺車載重量, kN； f臺車滾輪與坡面滾動摩擦系數(shù)； 坡面與水平面夾角； K安全系數(shù)，可取35。3.面板混凝土配合比設(shè)計3.1 設(shè)計原則 （1）符合混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級及抗?jié)B、抗凍指標(biāo)等要求； （2）采用低坍落度混凝土，并保證其具有良好的和易性，滿足混凝土拌和物在溜槽中易下滑、不離析、入倉后不泌水、易振實，出模后不流淌、不拉裂、滑動模板易于滑升等施工要求； （3）滿足面板混凝土防裂要求。3.2

59、 混凝土原材料 水泥：水泥品種和質(zhì)量對混凝土極限拉伸和抗拉強(qiáng)度有很大影響，應(yīng)選用水化熱低、收縮性小、安定性良好的水泥，宜優(yōu)先選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其標(biāo)號應(yīng)不低于42.5。使用具有微膨脹性的水泥有利于抗裂。 砂石骨料：采用二級配骨料，天然砂卵石和人工骨料均可采用。天然河砂中含泥量過多對混凝土抗裂和耐久性都十分不利，應(yīng)采取篩洗措施，嚴(yán)格控制。砂的細(xì)度模數(shù)2.62.8最為合適，對細(xì)度模數(shù)偏大者，宜摻部分粉煤灰代砂，以改善砂料級配。 摻合料：摻合料以優(yōu)質(zhì)粉煤灰為主，硅粉和石粉在個別工程中也有使用。摻用粉煤灰可以降低水泥用量，改善砂料過粗問題，從而改善混凝土和易性，另外，還有抑制堿骨料反應(yīng)的功

60、能。 外加劑：引氣劑可以顯著改善混凝土和易性、提高混凝土抗凍、抗?jié)B及耐久性，因此國內(nèi)絕大多數(shù)面板混凝土中都有摻用。在面板混凝土中摻用高效減水劑對減少混凝土用水量和水泥用量，提高混凝土強(qiáng)度都有好處。多種外加劑復(fù)合使用，往往能取得更好的效果。外加劑品種和摻量應(yīng)通過試驗確定。按補(bǔ)償收縮理論，在面板混凝土中摻加適量的微膨脹劑以補(bǔ)償混凝土的收縮，對面板混凝土防裂有明顯效果，但需慎重對待，避免其副作用。 水：降低用水量對減少面板混凝土的收縮和透水性、提高耐久性都十分有效。影響混凝土用水量的主要是水泥的品種、外加劑和摻合料的種類及摻量、砂石料的質(zhì)量和級配以及坍落度大小等因素。國內(nèi)已澆面板的混凝土用水量高者達(dá)