王亞軍

（中鐵十七局集團(tuán)城市建設(shè)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550000）

隨著社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷推進(jìn)，水利工程建設(shè)越來(lái)越受到人們的關(guān)注和重視。作為水利工程的重要組成部分，大壩的建設(shè)和維護(hù)對(duì)于保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展至關(guān)重要。面板堆石壩是一種新型的大壩類型，其采用鋼筋混凝土面板作為主體結(jié)構(gòu)，以石塊為填料進(jìn)行填筑，具有較高的抗震性能和耐久性能，已經(jīng)成為近年來(lái)水利工程建設(shè)的熱點(diǎn)之一。因此，對(duì)于面板堆石壩壩體填筑施工技術(shù)的研究，對(duì)于提高施工質(zhì)量和效率，保障水利工程建設(shè)的順利進(jìn)行具有重要的意義和價(jià)值。

1 面板堆石壩的相關(guān)概述

1.1 面板堆石壩結(jié)構(gòu)

面板堆石壩是一種新型的大壩類型，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工工藝與傳統(tǒng)的重力式混凝土大壩有很大的不同。面板堆石壩采用鋼筋混凝土面板作為主體結(jié)構(gòu)，以石塊為填料進(jìn)行填筑，具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：第一，面板堆石壩的主體結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土面板，其具有較高的抗拉強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，能夠有效抵抗大壩產(chǎn)生的水壓力和地震力，具有較好的抗震性能和耐久性能。第二，面板堆石壩的填筑材料是石塊，填筑面板與面板之間的空隙，形成了壩體內(nèi)部的排水系統(tǒng)，能夠有效排除壩體內(nèi)部的滲漏水，提高了大壩的穩(wěn)定性和安全性。第三，面板堆石壩的壩頂寬度較窄，一般為3～5 m，相對(duì)于傳統(tǒng)的混凝土大壩，其占地面積較小，可以節(jié)省大量的土地資源。

1.2 面板堆石壩施工特點(diǎn)

面板堆石壩的施工特點(diǎn)與傳統(tǒng)的混凝土大壩有很大的不同，具有以下施工特點(diǎn)。第一，面板堆石壩的施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，施工速度較快。填筑石塊的施工可以采用機(jī)械化方式，如挖掘機(jī)、裝載機(jī)等，可以大大提高施工效率。第二，面板堆石壩的施工工期較短，建設(shè)成本相對(duì)較低。由于其填筑材料為石塊，可以采用當(dāng)?shù)氐氖馁Y源，降低了建設(shè)成本。第三，面板堆石壩的施工需要注重填筑石塊的密實(shí)度和均勻度，填筑過(guò)程中需要進(jìn)行多次的壓實(shí)和均勻化處理，以確保填筑材料的密實(shí)度和穩(wěn)定性。

2 水利工程中面板堆石壩壩體填筑施工工藝

2.1 壩體填筑施工

在面板堆石壩建設(shè)中，壩體填筑施工是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。在進(jìn)行壩基兩岸邊坡的質(zhì)量檢驗(yàn)，并檢驗(yàn)合格后，才能夠進(jìn)行最后期的大壩滲漏填筑路基施工，主要施工方法就是澆注水泥。在工程建設(shè)時(shí)，需要全面掌握年度的防洪工作需求，以保證整體工程建設(shè)周期內(nèi)達(dá)到有關(guān)規(guī)定。當(dāng)基坑的節(jié)流工作完成后，就必須立即按照水利工程施工設(shè)計(jì)要求對(duì)大壩的滲漏填筑路基施工區(qū)域全面進(jìn)行清潔，隨后再開(kāi)展后面的工程建設(shè)。在壩體施工期間主要以流水組織作業(yè)模式為主，不僅能夠保證水利工程建設(shè)各個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量及效率，而且可以提升工程整體的安全性。具體可以將壩體劃分成多個(gè)施工單元，并分別實(shí)施測(cè)量放樣、運(yùn)輸和卸載壩體填料、填料攤鋪等作業(yè)，壩體填筑施工應(yīng)保障連續(xù)性，并預(yù)防漏壓和超壓等問(wèn)題。

2.2 測(cè)量控制

在堆石壩基礎(chǔ)面的施工作業(yè)完成后，需要對(duì)不同填筑區(qū)域的交界線依據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行確認(rèn)和區(qū)分。為了做好標(biāo)識(shí)以便于后續(xù)施工，可以采用撒石灰線的方式將各個(gè)區(qū)域分開(kāi)。同時(shí)，需要控制墊層上游區(qū)域，針對(duì)兩岸坡體，標(biāo)記出樁號(hào)，準(zhǔn)確計(jì)算破體的位置，為了確定過(guò)渡層與上下游墊板的邊境線，需要通過(guò)確定下游邊條和主次邊境線的方法，從二層到三級(jí)都有一個(gè)測(cè)量，這樣可以確定堆石壩區(qū)域的交界線區(qū)域。在具體的施工測(cè)量控制工作中，需要全面分析壩體斷面結(jié)構(gòu)狀態(tài)，全面考慮地基沉陷引起的高程和尺寸變化，將管理層設(shè)計(jì)要求作為填筑作用預(yù)留高度的依據(jù)，一般來(lái)說(shuō)，壩基沉降量在0.5%～1%之間。在進(jìn)行填筑施工時(shí)，往往需要每填筑一次就必須測(cè)量一次分區(qū)邊條，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)橫斷面圖的精確制圖。通過(guò)在施工作業(yè)中進(jìn)行多次的定線放樣和檢驗(yàn)，充分保證了堆石壩施工的計(jì)量準(zhǔn)確度。

2.3 壩料攤鋪?zhàn)鳂I(yè)

壩體鋪設(shè)期間，應(yīng)堅(jiān)持在主要填筑材料的最低點(diǎn)處逐步向上鋪設(shè)施工的方式。而混合材料攤鋪?zhàn)饔玫姆绞絼t應(yīng)平行于軸線，主要填筑基礎(chǔ)物料為基礎(chǔ)墊層料、小區(qū)料、砂礫材料和過(guò)渡物料等。在進(jìn)行對(duì)主堆石副堆石和壓縮料等進(jìn)行的填筑壓實(shí)工藝中，還必須使用進(jìn)占法。在具體的實(shí)施過(guò)程中，填筑物料必須采用由自卸車裝運(yùn)及裝卸后，再通過(guò)電動(dòng)車進(jìn)行攤鋪并平整填充料的方法，完成物料的填充。實(shí)際攤鋪工作開(kāi)展時(shí)，可以使用小型房產(chǎn)挖機(jī)將材料與界面完全分開(kāi)，另外需要讓專人進(jìn)行過(guò)渡與墊層材料的平整處理，完成攤鋪?zhàn)鳂I(yè)后，要及時(shí)采用水準(zhǔn)儀檢查材料鋪設(shè)厚度，確保鋪設(shè)厚度能夠滿足設(shè)計(jì)要求以及填筑作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 壓實(shí)施工

壩料壓密實(shí)是壩體填筑施工中非常關(guān)鍵工作環(huán)節(jié)，需要在壩料攤鋪完成后進(jìn)行作業(yè)，通常采用自行式振動(dòng)碾壓法進(jìn)行過(guò)渡才能進(jìn)行墊層填筑材料的壓實(shí)工作，碾壓過(guò)程中保持進(jìn)退錯(cuò)距的方式進(jìn)行反復(fù)壓實(shí)；而利用分區(qū)填筑碾壓方法進(jìn)行砂礫材料和主次堆砌材料的壓實(shí)工作。具體施工需要注意以下方面，在開(kāi)展振動(dòng)壓實(shí)作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)按照平行于大軸線的方向來(lái)推進(jìn)壓實(shí)。對(duì)于道路邊坡位置以及岸坡位置，應(yīng)當(dāng)采取由內(nèi)往外的碾壓方式，并對(duì)填料進(jìn)行振動(dòng)夯實(shí)。在壓實(shí)主次堆石填料的過(guò)程中，一般會(huì)采取進(jìn)退錯(cuò)距法，在碾壓作業(yè)中要確保碾壓次數(shù)與碾壓寬度滿足具體施工要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。通常來(lái)說(shuō)，需要將碾壓次數(shù)控制在8 次以上，碾壓寬度需要保持在2 m 左右為宜。此外，在壓實(shí)過(guò)程中還需要注意碾壓速度、碾壓壓力和碾壓次數(shù)的協(xié)調(diào)，以保證填料的密實(shí)度和均勻度。最后，完成壓實(shí)施工后，還需要進(jìn)行密實(shí)度檢查，確保填料達(dá)到設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)。

3 水利工程中面板堆石壩壩體填筑施工技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目名稱：貴州省興義市花生寶水庫(kù)建筑及安裝工程。

建設(shè)地點(diǎn)：貴州省興義市三江口鎮(zhèn)。

花生寶水庫(kù)建設(shè)工程為Ⅳ等?。?）型水庫(kù)工程。水庫(kù)正常蓄水位951 m，死水位930 m，水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水位953.15 m（P=2%），校核洪水位為953.72 m（p=2%），水庫(kù)總庫(kù)容為2.87×106m3，正常蓄水位2.085×106m3。主要建設(shè)內(nèi)容有擋水建筑物（大壩）、溢洪道、導(dǎo)流兼引水隧道、灌區(qū)管道、辦公樓等。大壩為混凝土面板堆石壩，壩長(zhǎng)278 m，壩頂高程954.50 m，壩頂寬8.0 m，最大壩高48.5 m。溢洪道布置于左壩肩，全長(zhǎng)274 m，采用正槽無(wú)閘控制，堰頂高程951.0 m，堰寬16 m，泄槽寬8 m。導(dǎo)流引水隧洞布置于右岸，由隧洞和箱涵組成，全長(zhǎng)480 m（隧洞340 m，箱涵140 m），隧洞斷面尺寸寬4 m×4 m 城門洞型。工程渣場(chǎng)布置于花生寶水庫(kù)壩址下游灘地，臨時(shí)用地2.757 hm2；工程料場(chǎng)距大壩2.2 km，位于大壩下游花生寶組村寨北側(cè)。

本項(xiàng)目處于三江口鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)，本區(qū)域無(wú)蓄水工程，供水保證率低，村民和鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民飲水困難，嚴(yán)重影響人民群眾的生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，花生寶水庫(kù)建成后可以解決三江口鎮(zhèn)及周邊村寨的安全飲水問(wèn)題。灌區(qū)布置于花生寶水庫(kù)壩址下游甘壩子河河道兩岸坡地及丘陵平面上，涉及團(tuán)社區(qū)、安沙村、紅落萬(wàn)村，總面積502 hm2；其中水田282.67 hm2，旱地219.33 hm2。灌區(qū)管道全長(zhǎng)21.98 km，分為干管及5 條支管，管徑DN350900。人飲支管共布置4 座提水泵站，分別位于大黑溝、甘壩子、花地坡、田壩。

3.2 面板堆石壩壩體填筑施工技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用

3.2.1 填筑原料質(zhì)量控制

堆石是面板壩體填筑的主要原料之一，其結(jié)構(gòu)比較松散，沒(méi)有黏合能力，因此在施工過(guò)程中需要進(jìn)行碾壓處理，以提高堆石料的密實(shí)度，從而使得堆石之間的結(jié)合更加緊密。這樣可以提高整體壩體的變形模量，降低壓縮變形。填筑原料的材質(zhì)與級(jí)配要求對(duì)碾壓密實(shí)效果造成嚴(yán)重的影響。首先，墊層區(qū)材料為了達(dá)到平整密實(shí)的要求，應(yīng)合理控制墊層材料級(jí)配，不僅規(guī)定填充質(zhì)地堅(jiān)硬以和耐久性良好的材料，還要確保沒(méi)有黏土與有機(jī)物等雜質(zhì)，所以常常使用的填充石料為弱風(fēng)化層巖石。在加工堆石料時(shí)，要嚴(yán)格控制石料粒徑在100 mm 以內(nèi)，這樣可以提高調(diào)料的抗剪強(qiáng)度。其次，過(guò)渡區(qū)域主要發(fā)揮保護(hù)墊層區(qū)，能夠減緩高水頭的沖擊，降低高水頭對(duì)墊層區(qū)的沖刷。為此，需要控制過(guò)渡區(qū)材料粒徑為300 mm 以內(nèi)，這樣可以起到良好的反濾功能以及排水性，在對(duì)過(guò)濾區(qū)壓實(shí)后可以提升其抗剪強(qiáng)度。最后，水利工程整個(gè)水荷載的重點(diǎn)作用區(qū)域?yàn)橹鞫咽瘏^(qū)域 ，其填筑材料的質(zhì)量會(huì)直接影響面板的安全運(yùn)行，通常會(huì)設(shè)置于上游區(qū)域。次堆石區(qū)域一般位于下游區(qū)域。能夠確保下游邊坡和主堆石體的穩(wěn)定性，為此，在選擇此區(qū)域石料時(shí)，要注重石料的 耐久性、硬度、強(qiáng)度以及抗風(fēng)化能力，要求石料加工后粒徑不超過(guò)設(shè)計(jì)壓實(shí)厚度，同時(shí)排水性要達(dá)到設(shè)計(jì)需求。

3.2.2 壩基基礎(chǔ)處理

對(duì)壩基最終開(kāi)挖線以下的所有地質(zhì)缺陷部位，如間距較小的薄層夾層、斷層、易于被水流侵蝕的區(qū)域等，按照設(shè)計(jì)圖紙，需作用挖置換小料處理；對(duì)兩岸岸坡內(nèi)陡坡與倒懸突兀部位，需作削坡開(kāi)挖處理，其成型坡比不陡于1 ∶0.5；對(duì)陡坡與倒懸低凹部位，作混凝土、漿砌石及過(guò)渡料處理，其成型坡比不陡于1 ∶0.5；對(duì)趾板基礎(chǔ)及趾板下游陡坡部位，作混凝土補(bǔ)坡處理。

3.2.3 壩體分區(qū)填筑作業(yè)

在進(jìn)行填筑施工之前，需要對(duì)基層進(jìn)行徹底清理，以確保基層表面干凈無(wú)雜物，有利于后續(xù)填筑作業(yè)的正常進(jìn)行。填筑材料的選擇應(yīng)根據(jù)不同壩體的受力情況進(jìn)行，以確保填筑質(zhì)量和壩體穩(wěn)定性。在填筑碾壓的過(guò)程中，需要根據(jù)不同位置采取不同強(qiáng)度的填筑碾壓，以避免大壩整體形變或沉降，并有助于不同區(qū)域的平起施工。然而，填筑作業(yè)受到氣候環(huán)境、施工組織和石料運(yùn)輸?shù)纫蛩氐挠绊?，無(wú)法確保壩體斷面呈現(xiàn)整體上升趨勢(shì)。因此，在實(shí)施填筑作業(yè)時(shí)通常會(huì)采用分區(qū)、分期的方式，以確保填筑質(zhì)量和壩體穩(wěn)定性。第一，劃分填筑區(qū)域：根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際情況，將整個(gè)壩體劃分為若干個(gè)填筑區(qū)域。第二，確定填筑順序：根據(jù)填筑區(qū)域的大小、高度和位置等因素，確定填筑的順序和進(jìn)度。在花生寶水庫(kù)的建設(shè)中，填筑順序一般是從下游向上游逐步填筑，先填筑低區(qū)域，再填筑高區(qū)域。第三，準(zhǔn)備填筑材料：根據(jù)設(shè)計(jì)要求和填筑區(qū)域的特點(diǎn)，準(zhǔn)備好相應(yīng)的填筑材料，包括石料、土壤和混凝土等。在花生寶水庫(kù)的建設(shè)中，采用的主要是石料和土壤。第四，進(jìn)行填筑作業(yè)：按照填筑順序和進(jìn)度，對(duì)各個(gè)填筑區(qū)域進(jìn)行填筑作業(yè)，逐步提高填筑高度，保證填筑質(zhì)量和穩(wěn)定性。在填筑過(guò)程中，要注意控制填筑的厚度和坡度，確保填筑均勻和穩(wěn)定。第五，完善填筑工程：在填筑過(guò)程中，及時(shí)進(jìn)行巡視和檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理和修正，確保填筑質(zhì)量和工程安全。同時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)填筑區(qū)域的監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題，確保填筑質(zhì)量和壩體穩(wěn)定性。為此，壩體填筑壩體分區(qū)填筑作業(yè)是一種科學(xué)、合理、高效的填筑方式，能夠有效地控制填筑質(zhì)量和進(jìn)度，提高填筑效率和壩體穩(wěn)定性，從而確保大壩的安全可靠。

4 水利工程中面板堆石壩壩體填筑施工注意事項(xiàng)和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

4.1 注意事項(xiàng)

面板堆石壩是一種常見(jiàn)的水利工程建筑形式，其壩體填筑施工需要注意以下幾點(diǎn)：①壩體填筑施工前，需要對(duì)基層進(jìn)行徹底地清理，確?；鶎颖砻娓蓛魺o(wú)雜物，有利于后續(xù)填筑作業(yè)的正常開(kāi)展。②填筑材料的選擇應(yīng)根據(jù)不同壩體的受力情況進(jìn)行，以確保填筑質(zhì)量和壩體穩(wěn)定性。③填筑碾壓的過(guò)程中，需要根據(jù)不同位置采取不同強(qiáng)度的填筑碾壓，以避免大壩整體形變或沉降，并有助于不同區(qū)域的平起施工。④在填筑過(guò)程中，需要加強(qiáng)對(duì)填筑區(qū)域的監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題，確保填筑質(zhì)量和壩體穩(wěn)定性。

4.2 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)，隨著科技的不斷發(fā)展和水利建設(shè)的不斷完善，面板堆石壩的建設(shè)也將面臨新的發(fā)展趨勢(shì)，主要包括以下幾個(gè)方面：①采用新型材料：隨著新型材料的不斷涌現(xiàn)，如高性能混凝土、鋼纖維混凝土等，將有望在面板堆石壩的建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，從而提高壩體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。②引入智能技術(shù)：隨著智能技術(shù)的不斷發(fā)展，將有望在面板堆石壩的建設(shè)中引入智能監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)壩體施工和運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，從而提高壩體的安全性和可靠性。③實(shí)現(xiàn)生態(tài)化建設(shè)：隨著社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，未來(lái)的面板堆石壩建設(shè)將更加注重生態(tài)化建設(shè)，采用生態(tài)材料和生態(tài)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)壩體和周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，從而提高壩體的可持續(xù)性和環(huán)保性。

5 結(jié)語(yǔ)

作為水利工程中常見(jiàn)的建筑形式，面板堆石壩的壩體填筑施工技術(shù)不僅關(guān)系到壩體的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)也是保障水利工程質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。在填筑施工過(guò)程中，需要注意選擇合適的填筑材料、嚴(yán)格控制填筑質(zhì)量、加強(qiáng)對(duì)填筑區(qū)域的監(jiān)測(cè)等，以確保壩體的穩(wěn)定性和耐久性。隨著科技和社會(huì)需求的不斷發(fā)展，面板堆石壩的建設(shè)也將面臨新的發(fā)展趨勢(shì)，包括新型材料的應(yīng)用、智能技術(shù)的引入和生態(tài)化建設(shè)的實(shí)現(xiàn)等，這些都將為水利工程的發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。