韓洪武

青海省水利水電工程局有限責任公司

淺析高原寒冷地區(qū)混凝土面板堆石壩工程施工措施

韓洪武

青海省水利水電工程局有限責任公司

主要結(jié)合本人參與施工的高海拔嚴寒氣候下的納子峽水庫堆石面板壩、門源石頭峽水庫堆石面板壩以及西納川水庫、夕昌水庫等施工進行分析，總結(jié)自己施工管理時的經(jīng)驗和教訓(xùn)，又補充、收集、對比分析了有關(guān)條件下的工程經(jīng)驗，就有效施工時段、壩料填筑、混凝土施工、新技術(shù)措施、人機效率等方面對高原寒冷地區(qū)混凝土面板堆石壩工程施工措施進行了淺析。

高原寒冷地區(qū);混凝土面板堆石壩;施工措施;分析

1、概述

混凝土面板堆石壩以其安全性、經(jīng)濟性和適應(yīng)性良好，能適應(yīng)不良的氣候條件、地形和地質(zhì)條件，可以充分利用當?shù)夭牧霞肮こ谈鹘ㄖ锏拈_挖料來填筑壩體，施工工期短，在強震區(qū)、深覆蓋層、深厚強風化巖和高陡岸坡等各類壩址，面板堆石壩往往成為最有競爭力的壩型。自從上世紀八十年代我國引入面板堆石壩筑壩技術(shù)以來，我國已建和在建的壩高100m以上的高面板堆石壩已經(jīng)超過70座。

面板堆石壩所有分區(qū)堆石壩體位于水庫的下游，堆石體不存在揚壓力和孔隙水壓力，堆石體抗剪強度高，分區(qū)堆石體在抵抗內(nèi)部水流時是穩(wěn)定的，堆石體沉降量小且在幾年后沉降基本停止，因此面板堆石壩固有的安全性使得面板堆石壩以經(jīng)驗設(shè)計主導(dǎo)為人們所接受。數(shù)十年來面板堆石壩工程的成功建設(shè)說明了經(jīng)驗設(shè)計在一定范圍內(nèi)是正確的。工程實踐經(jīng)驗也表示，在壩坡穩(wěn)定、滲流控制、變形協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)應(yīng)力、抗震防震等多個方面，需要進行詳細的分析計算工作支撐，需要開展較為嚴格的試驗研究工作，以確保工程的安全性。試驗研究與計算分析技術(shù)進步，推動了面板堆石壩建設(shè)由經(jīng)驗筑壩向理論指導(dǎo)筑壩過渡;設(shè)計技術(shù)及工程措施的逐漸成熟，推動了壩體變形控制、滲流穩(wěn)定控制、接縫變形控制等趨向精細化;施工配套設(shè)備及施工技術(shù)水平的發(fā)展，使施工質(zhì)量和設(shè)計目標更易實現(xiàn);新材料、新工藝、新設(shè)備及信息化技術(shù)的廣泛運用，推動了適應(yīng)大變形、高水頭、高壓力的止水結(jié)構(gòu)以及監(jiān)測設(shè)施的發(fā)展。在取得大量實踐經(jīng)驗，特別是大量原型觀測數(shù)據(jù)的同時，對面板堆石壩的有關(guān)分析研究計算工作也逐漸從定性到定量的轉(zhuǎn)變，對于壩體高度高、地震烈度大、填筑材料復(fù)雜或建在覆蓋層上的工程等情況時，分析研究成果往往成為設(shè)計指標或需要采取措施的重要依據(jù)。

2、高原寒冷地區(qū)混凝土面板堆石壩工程施工措施

2.1 混凝土工程施工技術(shù)措施

2.1.1 負溫環(huán)境下混凝土工程施工

混凝土施工是對低氣溫最為敏感的項目，我國常用的主要有調(diào)整工期盡力避開寒冷期砼施工、調(diào)整配合比法、蓄熱法、外部加熱法、摻加抗凍外加劑等方法。新疆北水南調(diào)635水利樞紐導(dǎo)流洞施工充分反映了目前冬季混凝土施工的特點。96年冬開始導(dǎo)流洞施工?；炷凉橇?、水泥搭設(shè)暖棚并與拌和站鄰接，混凝土罐車在保暖棚內(nèi)運輸混凝土。

2.1.2 非負溫環(huán)境下混凝土施工高原寒冷地區(qū)在非負溫時段的混凝土施工條件一般是氣溫偏低，日變幅很大，而且起風歷時很長，混凝土早期裂縫為多。相應(yīng)的有效措施有：(1)混凝土配合比設(shè)計采用必要的抗裂措施，如摻加增強纖維、優(yōu)化外加劑摻量以及選用高性能混凝土等手段。(2)減少混凝土運輸過程中外界因素的不良影響。(3)采取針對性的養(yǎng)護措施。(4)避開寒流時段。

2.2 應(yīng)積極推行的技術(shù)措施

2.2.1 擠壓式混凝土邊墻固坡施工技術(shù)

我們首先創(chuàng)新研制了混凝土邊墻擠壓機及合理配合比并規(guī)范了相關(guān)施工工藝，施工簡化了工序，縮短了工期，在高原寒冷的公伯峽面板壩、甘肅西流水面板壩等項目中采用這一技術(shù)措施都取得了成功。

2.2.2 面板壩鋼筋預(yù)制網(wǎng)片、現(xiàn)場組裝工藝

面板鋼筋傳統(tǒng)施工方法為坡面現(xiàn)場幫扎(焊接)作業(yè)。高原寒冷地區(qū)一般比較偏遠，進入勞動力不宜過多，出于均衡勞動力和加快進度的需要，我們進行了多次“先期預(yù)制鋼筋網(wǎng)片、后期現(xiàn)場安裝”的工程實踐。烏魯瓦提面板壩標準網(wǎng)片尺寸為11.90×10.00m，重量為2.75～4.39t。實踐顯示，預(yù)制網(wǎng)片工藝和傳統(tǒng)方法比較降低直接成本一半以上，工期縮短約40%，鋼筋架立普通工峰值減小70%。

2.2.3 壩體填筑質(zhì)量控制采用小型荷載板K30法檢測技術(shù)

K30小型荷載板檢測新技術(shù)是一種快速直接檢測填筑土石料力學(xué)性能參數(shù)的直接檢測方法，K30法每檢測一個點不超過20分鐘，取得周期短，勞動強度低，節(jié)省費用。高原寒冷地區(qū)面板壩施工采用這一方法有著現(xiàn)實意義。

2.3 采用反滲排水措施

寒冷地區(qū)混凝土面板堆石壩壩體采用反滲排水措施時，當混凝土面板澆筑和相應(yīng)的接縫止水施工結(jié)束后應(yīng)抓緊進行反向排水管的封堵，并在當年封凍前把上游鋪蓋區(qū)和蓋重區(qū)填筑結(jié)束，防止因排水管冰凍排水受阻，導(dǎo)致壩內(nèi)水位上升，高于基坑水位又造成面板下部冰凍膨脹擠壓破壞面板和面板與墊層料的脫空。

2.4 適當提高混凝土抗凍標號

混凝土澆筑后應(yīng)及時覆蓋灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護水水溫不應(yīng)過低，覆蓋材料應(yīng)作防風固定。面板越冬需采用覆蓋材料保溫。蓄水后為在面板和冰面間保持一段不凍區(qū)，在面板表面可涂憎水涂料。

此外，面板趾板采用鋼筋直螺紋連接技術(shù)，趾板混凝土滑動模板施工工藝，GPS定位檢查碾壓質(zhì)量技術(shù)，GB擠出機進行止水施工等先進技術(shù)工藝可以減少作業(yè)人員，減輕勞動強度，提高施工質(zhì)量，加快施工進度，應(yīng)積極推廣。

總之，混凝土面板堆石壩是水庫建設(shè)中應(yīng)用較多的一種壩體施工工藝，隨著我國防汛抗旱形式的日益嚴峻，做好水庫的建設(shè)，確保其建設(shè)質(zhì)量是水庫建設(shè)的重點也是難點?；炷撩姘宥咽瘔问┕な且豁棌?fù)雜的系統(tǒng)性的工程，尤其是對于面板混凝土施工來說更是施工的難點，因此進一步加強對其的研究非常有必要。本文分析了高原寒冷地區(qū)混凝土面板堆石壩工程施工措施，以期提供一些借鑒。

[1]田偉.混凝土面板堆石壩面板應(yīng)力變形特性研究[D].中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，2015.

[2]董文.面板堆石壩分離式面板的應(yīng)力變形特性研究[D].新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.

[3]伍學(xué)殊，尹曉冰.混凝土面板堆石壩結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)研究[J].科技資訊，2015，09：58-59.