胡周云張 亞

（1六枝特區(qū)水利投資有限責(zé)任公司；2貴州省水利工程建設(shè)質(zhì)量與安全中心）

1 概述

混凝土面板堆石壩主要由受力主體、防滲體組成。受力主體為墊層區(qū)、過渡層區(qū)、主堆石區(qū)和次堆石區(qū)組成的堆石體，防滲體為鋼筋混凝土面板、趾板、趾板及兩岸的防滲帷幕、周邊縫及面板間的接縫止水組成的防滲體系。中國的混凝土面板堆石壩始建于20世紀(jì)80年代中期，鑒于其自身的優(yōu)越性，得到了大力推廣。廣大科研和技術(shù)人員在吸取國際先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)的具體情況，積累了大量的科研試驗(yàn)成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)上已達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

2 混凝土面板堆石壩的特點(diǎn)

2.1 實(shí)用性

混凝土面板堆石壩的實(shí)用性主要表現(xiàn)在其能夠適應(yīng)不同的氣候、地形和地質(zhì)條件。施工區(qū)域的氣候條件比較復(fù)雜，面板壩適應(yīng)能力較強(qiáng)，大部分時(shí)間均可施工；從地形上來看，不論是狹窄還是寬闊河谷，面板壩同樣適用；多數(shù)壩體選址對地質(zhì)條件要求較高，而面板壩主要是選擇合適的趾板基礎(chǔ)，對壩基及兩岸地質(zhì)條件要求相對較低。

2.2 安全性

混凝土面板堆石壩的安全性主要體現(xiàn)在其的抗震性和穩(wěn)定性上。面板壩堆石體是經(jīng)碾壓密實(shí)的，整體的穩(wěn)定性較高，雖然強(qiáng)震可以使混凝土面板產(chǎn)生少量裂縫，但是從裂縫滲流的部分可以從次堆石區(qū)排出，從而保證了壩體的整體穩(wěn)定性，使壩體具有良好的抗震性；分層碾壓使壩體具有較好的密實(shí)度，大大提高了壩體的抗剪力，且水荷載作用于面板上，其合力沿壩軸線傳至地基基礎(chǔ)中，也提高了壩體的抗滑穩(wěn)定性，面板的抗?jié)B能力較強(qiáng)。

2.3 經(jīng)濟(jì)性

混凝土面板堆石壩的施工工藝相對簡單，便于機(jī)械化施工，施工干擾較少，具備快速施工的條件，大大地縮短施工工期。堆石體材料大多在壩址附近就近取材，所用的外來材料較少，受材料供應(yīng)和運(yùn)輸?shù)闹萍s小，使工程進(jìn)度加快，同時(shí)也降低了工程造價(jià)。

3 混凝土面板堆石壩的技術(shù)管控

3.1 料場的選取與復(fù)查

混凝土面板堆石壩的主要組成部分是堆石體，料場的選取是工程能否順利實(shí)施的先決條件，它關(guān)系到了工程的工期、質(zhì)量和投資。

3.1.1 料場的選取

勘察設(shè)計(jì)單位必須高度重視對料場的勘察，要對擬選取料場的儲量、質(zhì)量及施工運(yùn)輸條件等進(jìn)行詳細(xì)的勘察和對比。若儲量不足，后期還需重新選取料場，會嚴(yán)重影響施工工期；若開采料質(zhì)量不滿足設(shè)計(jì)要求、開采料利用率低，也會影響施工工期。若開采和運(yùn)輸條件差，會影響上壩強(qiáng)度，進(jìn)而影響施工工期。

3.1.2 料場的復(fù)查

料場的復(fù)查工作應(yīng)在施工階段由施工單位進(jìn)行，料場的開采、運(yùn)輸和施工單位的施工成本是息息相關(guān)的，即使勘察設(shè)計(jì)單位已對料場做了細(xì)致的勘察比較，施工單位也要在前期對選取的料場做詳細(xì)復(fù)查。料場的復(fù)查可以充分利用勘察設(shè)計(jì)成果，了解設(shè)計(jì)單位的意圖，做好料場開采規(guī)劃，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的新問題。

料場復(fù)查應(yīng)注意以下：一是復(fù)查料場的質(zhì)量的和儲量。包括料場的質(zhì)量是否滿足壩體不同部位對石料的要求，覆蓋層的厚度，石料的利用率等，以及料場的儲量是否足夠，壩區(qū)內(nèi)天然石料及開挖料的可利用情況等；二是料場的開采條件與運(yùn)輸條件。雖然料場的質(zhì)量和儲量滿足要求，但是若料場的開采條件差，運(yùn)輸距離遠(yuǎn)或運(yùn)輸及其艱難，則考慮是否選用其他料場。

3.2 擠壓邊墻的應(yīng)用

擠壓式邊墻護(hù)坡技術(shù)是借鑒道路園林工程中道沿機(jī)的擠壓滑模原理，創(chuàng)造出的一種面板墊層料坡面施工方法。其施工方法為在填筑一層墊層料之前，運(yùn)用擠壓邊墻機(jī)在壩體上游側(cè)修筑一條半透水的混凝土邊墻，然后在邊墻內(nèi)側(cè)填筑墊層料，對墊層料進(jìn)行碾壓后再重復(fù)進(jìn)行此工序，從而在大壩上游壩面形成一面有一定強(qiáng)度的、完整的混凝土臨時(shí)壩面。

擠壓邊墻采用梯形斷面，上游側(cè)坡度與混凝土面板的坡度相同。標(biāo)號一般為C5混凝土，施工工藝流程為：底部夯實(shí)找平→測量放線→機(jī)具及操作人員就位→混凝土的運(yùn)輸和卸料→人工上料→端頭部分人工立模澆筑邊墻→墊層料的填筑和碾壓→對碾壓結(jié)果進(jìn)行取樣檢測→合格后進(jìn)入下一循環(huán)。

擠壓邊墻有以下優(yōu)點(diǎn)：一是成型速度快，墊層料填筑一層，擠壓邊墻可緊接著成型一層，縮短了施工工期；二是擠壓邊墻取代了傳統(tǒng)的斜坡碾壓，墊層料的密實(shí)度得到了保障，不易變形，提高了抗水壓能力；三是擠壓邊墻能夠抵御水力沖刷，避免開裂，滿足防洪度汛要求及坡面防護(hù)要求，也可為下一步的混凝土面板施工做好防護(hù)基礎(chǔ)，使施工方能夠合理地安排混凝土面板施工時(shí)間，保證工程質(zhì)量；四是采用擠壓邊墻施工，避免了斜坡碾壓的高邊坡作業(yè)，大大提高了施工過程中的安全性；五是擠壓邊墻施工過程中雖然消耗一定量的水泥，但總體上經(jīng)濟(jì)效益是非常明顯的。

3.3 混凝土面板裂縫成因及處理方案

混凝土面板施工，會產(chǎn)生不同程度的裂縫，裂縫產(chǎn)生的原因也有多種因素。主要有以下：一是氣溫的變化?；炷撩姘宥嘣谇?、冬、春季澆筑，氣溫變化較大，若不及時(shí)做好保護(hù)措施，澆筑完成后的面板極有可能產(chǎn)生裂縫；二是缺乏必要的養(yǎng)護(hù)。混凝土面板澆筑完成后，若不及時(shí)養(yǎng)護(hù)，混凝土內(nèi)部水化熱、外部氣溫變化等均會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生不同程度的裂縫；三是混凝土的材料和澆筑質(zhì)量。混凝土的材料品質(zhì)不合格，砂石品質(zhì)差、含泥量大等，以及澆筑過程中忽視配合比及施工工藝，都會致使混凝土的抗裂能力降低。四是大壩坡面的不均勻沉降。壩體沉降變形的不均勻會導(dǎo)致混凝土面板薄弱部位的受力不均勻，從而產(chǎn)生裂縫。

裂縫處理的處理原則一般采用“內(nèi)填外堵、多層設(shè)防、復(fù)合防水”多重措施相結(jié)合。根據(jù)裂縫的寬度和貫穿程度，混凝土裂縫可分為Ⅰ類裂縫和Ⅱ類裂縫，Ⅰ類裂縫也稱為表面（淺層）裂縫，縫寬<0.20 mm 且不貫穿；Ⅱ類裂縫是縫寬≥0.20 mm 且≤0.50 mm，同時(shí)不貫穿的裂縫，或者縫寬≤0.20 mm 且貫穿的裂縫。其主要處理方案如下：

3.3.1 Ⅰ類裂縫修復(fù)處理

一是清理裂縫縫面：首先進(jìn)行裂縫混凝土表面清理，用角向拋光機(jī)對混凝土裂縫左右兩邊各15 cm 范圍的混凝土表面進(jìn)行拋光打磨，再清除拋光打磨后混凝土表面殘留的灰塵，要求混凝土表面處理后無灰塵和雜質(zhì)。

二是表面封堵閉合：混凝土表面打磨并清理干凈后，用SK水工柔性高性能防護(hù)涂料在混凝土裂縫左右兩邊涂刷寬度≥15 cm，厚度≥2.50 mm 的防護(hù)涂料。第一道表干后，再涂刷第二道。

3.3.2 Ⅱ類裂縫處理

采用HK-G-2G 環(huán)氧灌漿材料化學(xué)灌漿，縫槽HK-UW-3環(huán)氧砂漿崁槽封閉處理后刮涂SK水工柔性高性能防護(hù)涂料。

一是對混凝土裂縫進(jìn)行清理：對混凝土裂縫的表面用角向拋光機(jī)進(jìn)行打磨清理，打磨寬度為裂縫左右兩邊各10 cm，對于部分不平整的混凝土表面用拋光機(jī)打磨平整，要求混凝土表面處理后無灰塵和雜質(zhì)。

二是鑿槽：沿裂縫走向鑿出4 cm×5 cm（寬×深）的V型槽，力求裂縫位于槽底部中央。

三是裂縫處理鉆孔：埋設(shè)裂縫處理灌漿管：沿混凝土裂縫方向間隔30 cm 至50 cm 進(jìn)行騎縫鉆化學(xué)灌漿孔，埋設(shè)化學(xué)灌漿管，并處理干凈縫槽的表面（基面）。

四是裂縫封堵：采用堵漏寶來封堵V 型槽和化學(xué)灌漿管，保證化學(xué)灌漿的同時(shí)不漏出漿液。

五是封堵完成后試壓：等裂縫封堵材料達(dá)到要求強(qiáng)度后，采用壓水檢驗(yàn)來了解裂縫的進(jìn)漿量、灌漿后的壓力和各鉆孔相互間是否存在竄液等情況，同時(shí)檢查封堵完成后的效果，最后利用高壓風(fēng)速對裂縫處理材料吹干。

六是裂縫處理灌漿：在裂縫位置安裝灌漿泵和灌漿管對裂縫灌注HK-G-2環(huán)氧灌漿材料進(jìn)行灌漿，灌漿的壓力根據(jù)混凝土的裂縫開度、漿液進(jìn)入量、工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來確定。灌漿的次序一般由裂縫下面開始，依次往裂縫上面進(jìn)行灌漿，先灌深裂縫，后灌淺裂縫。初灌漿壓力0.30～0.50 MPa，當(dāng)相鄰孔出現(xiàn)純的灌漿液后，再用鐵絲將灌漿嘴綁緊后繼續(xù)灌入漿液，在全部鄰近灌漿孔都滲出灌漿液后，維持設(shè)計(jì)灌漿壓力5 min不進(jìn)漿可結(jié)束灌漿，并封孔。

七是封縫：灌漿結(jié)束48 h后，鑿除縫槽內(nèi)堵漏寶和灌漿管，并清理至混凝土新鮮基面，在槽內(nèi)混凝土面上涂刷HK-UW-3環(huán)氧基液，然后崁填HK-UW-3環(huán)氧砂漿，振搗密實(shí)。

八是裂縫表面刮涂SK 水工柔性高性能防護(hù)涂料，方法同Ⅰ類裂縫處理。

4 結(jié)語

在中國西部水利工程中，混凝土面板堆石壩獲得了普遍的推廣，工程技術(shù)已向更復(fù)雜、挑戰(zhàn)性更強(qiáng)的方向發(fā)展，其優(yōu)勢也將得到進(jìn)一步地發(fā)揮，為中國水利事業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。