水利水电工程中面板堆石坝施工技术及其优化研究

水利水电工程中面板堆石坝施工技术及其优化研究

洪勇

中国葛洲坝集团第三工程有限公司  陕西 西安  710061

摘要：随着我国水利水电工程业的快速发展，面板堆石坝作为一种重要的坝型，在水利水电工程中得到了广泛应用。面板堆石坝具有结构简单、施工方便、造价较低等优点，但其设计和施工也存在一定的技术难题。本文首先介绍了面板堆石坝的施工技术要点，包括坝体填筑、碾压、混凝土面板施工等方面，并详细分析了施工过程中的注意事项。然后，针对面板堆石坝施工中存在的问题，提出了相应的优化措施，以提高施工质量和效率。

关键词：水利水电工程；面板堆石坝；施工技术；优化研究

面板堆石坝是一种由堆石体和混凝土面板组成的坝型，具有结构简单、施工方便、造价较低、抗震性能好等优点。在水利水电工程中，面板堆石坝得到了广泛应用，成为重要的坝型之一。然而，面板堆石坝的施工过程也面临着一系列技术难题，如坝体填筑质量控制、混凝土面板变形控制等。因此，对面板堆石坝施工技术及其优化进行研究，具有重要的理论和实践意义。

1面板堆石坝施工技术

1.1坝体填筑

1.1.1填筑顺序

坝体填筑原则上应在坝基、两岸岸坡处理验收以及相应部位的趾板混凝土浇筑完成后进行。但有时因考虑到来年度汛要求，填筑工期较紧，所以在基坑截流后，一般前期除趾板区和坝后有量水堰施工区等有施工干扰外，其他区域覆盖层依照设计要求清理后即可考虑先组织施工。

1.1.2填筑方法

采用流水作业法组织坝体填筑施工，根据规划的分期临时断面要求、填筑坝料种类设计分区及各分区作业面大小进行填筑施工分区，每个单元面积控制在8000～10000㎡，在各单元内依次完成填筑的测量控制、坝料运输、卸料、洒水、摊铺平整、振动碾压等各道工序，使各单元上所有工序能够连续作业。各单元之间应采用石灰线等作为标志，以避免超压或漏压。

1.1.3填筑材料

坝体填筑材料主要包括主堆石、砂砾石料、过渡料、垫层料。铺料方向平行于坝轴线，砂砾石料、垫层料、过渡料、反滤料采用后退法卸料。即在已压实的层面上后退卸料形成密集料堆，再用推土机平料。这种卸料方式可避免填筑料的分离或粗颗粒集中。及两岸接坡料采用后退法卸料，堆石料进占法卸料。即自卸汽车行走平台及卸料平台是该填筑层已经初步推平但尚未碾压的填筑面，有利于工作面的推平整理，提高碾压质量。同时，细颗粒与大颗粒石料间的嵌填作用，有利于提高干密度，确保填筑质量。

1.1.4坝料加水、碾压施工

坝料需加水碾压。含泥量大于5%的堆石料和软岩堆石料的加水量应通过碾压试验确定。软化系数大的新鲜坚硬岩石料，也可不加水。坝料洒水采用坝外加水和坝面补水相结合的方案。坝外加水：坝料上坝前，通过加水站加水，加水站由专人负责，采用自动计量装置，根据不同车型、单车方量确定自动加水控制时间。坝面补水：主要利用20t洒水车，在供水点处接水，运至工作面进行补充洒水。坝面补充洒水前首先计算洒水填筑单元工程量、面积，从而计算坝面洒水总量和洒水车行驶遍数（均速）。若同一填筑单元洒水与碾压时间间隔较长，按照监理人指示重新洒水。

碾压是坝体填筑施工的关键环节。碾压设备采用16t、32t自行式震动平碾，靠近岸坡的边角部位采用小型振动碾或液压振动夯板夯实，碾压时采用错距法顺坝轴线方向进行，低速行驶（1.5—2km/h），碾压按坝料的分区、分段进行，各碾压段之间的搭接不少于0.5m，靠近趾板周边缝1m范围，为保护趾板混凝土，采用振动夯板夯实。铺料层厚及碾压遍数严格采用碾压试验确定参数施工。

1.2界面处理

大坝填筑各区料的交接界面必须注意防止大块石集中，特别是垫层料与过渡料之间、过渡料与主堆石料之间，填筑料的粒径差距较大，采用后退法卸料，填筑时不能有超径石集中。界面上有大块石时，及时采用反铲挖土机或推土机清除，保证主堆石区不侵占过渡区、过渡区不侵占垫层区。

1.3混凝土模板施工

1.3.1模板制作与安装

在混凝土模板施工前，模板的制作与安装至关重要。模板需严格按照设计要求进行制作，确保其尺寸精确、结构稳固。安装时，模板应平整贴合，连接紧密，无缝隙，以防混凝土浇筑时发生漏浆或变形。模板的支撑系统应足够稳固，能够承受混凝土浇筑时的侧压力和振捣力，确保模板在浇筑过程中不发生位移或变形。

1.3.2混凝土浇筑

混凝土浇筑应采用分层浇筑法，每层浇筑厚度需适中，不宜过大，以确保混凝土振捣密实。浇筑过程中，应严格控制混凝土的坍落度，避免混凝土分层离析，影响混凝土的均质性和强度。同时，应合理控制浇筑速度，避免过快或过慢，确保混凝土浇筑的连续性和稳定性。

1.3.3振捣与收面

混凝土浇筑后，应及时进行振捣，以排除混凝土中的气泡，提高混凝土的密实度和强度。振捣应均匀有力，避免漏振或过振。振捣完毕后，应进行收面处理，使混凝土表面平整光滑，无麻面、蜂窝等缺陷。

1.3.4养护

混凝土浇筑完毕后，应进行充分的养护，确保混凝土强度达到设计要求。养护期间，应保持混凝土表面湿润，避免混凝土因失水过快而开裂。同时，应防止阳光直射和雨水冲刷，保护混凝土免受外界环境的损害。

2面板堆石坝施工优化研究

2.1坝体填筑优化

2.1.1材料选择

在坝体填筑中，材料的选择至关重要。应优先采用高性能的堆石料，这些材料具有更好的物理力学性能和稳定性，能够显著提高坝体的整体稳定性和抗变形能力。通过科学筛选和试验，确保所选材料满足坝体填筑的各项技术指标和要求。

2.1.2填筑工艺

为了提高坝体填筑的效率和质量，应不断改进填筑工艺。采用先进的填筑设备和技术，如自动振动碾压施工方式，能够更均匀地压实坝体材料，提高碾压的密实度和均匀性。同时，应合理安排填筑顺序和层次，确保填筑过程的有序进行。

2.1.3质量控制

坝体填筑的质量控制是确保坝体安全稳定的关键。应建立严格的质量检测体系，对填筑材料、填筑过程、碾压质量等进行全面检测。通过定期抽检和实时监测，及时发现并处理潜在的质量问题，确保坝体填筑质量符合设计要求，为坝体的长期安全运行提供有力保障。

2.2混凝土模板施工优化

2.2.1模板设计与制作

优化模板设计，增强模板的精度与刚度，是确保混凝土浇筑质量的基石。通过精密计算与先进制作工艺，使模板在浇筑过程中保持高度稳定，有效防止变形，为混凝土结构的精确成型提供坚实保障。

2.2.2混凝土配合比

精心调配混凝土配合比，旨在提升其抗裂、耐久及抗渗性能。经过严格试验，确定最佳配比方案，确保混凝土各项性能指标均满足设计要求，为工程结构的长期安全稳定运行奠定坚实基础。

2.2.3振捣与收面工艺

改进振捣与收面工艺，引入高效振捣设备及先进收面技术，显著提升混凝土的密实度与表面平整度。通过精细化操作，确保混凝土内部气泡有效排出，表面光洁无瑕，为工程质量增添光彩。

2.2.4养护措施

强化混凝土养护措施，采用科学保湿、保温方法，为混凝土强度发展创造最佳条件。密切关注养护过程，及时应对潜在问题，有效预防混凝土开裂与剥落，确保工程结构达到预期强度标准。

2.3施工组织与管理优化

2.3.1施工计划制定

为确保施工过程的连续性和稳定性，必须制定科学合理的施工计划。该计划应明确施工顺序、进度安排以及关键节点的控制要求，确保各项施工活动有序进行。同时，施工计划还需具备足够的灵活性，以应对可能出现的突发情况，保证工程按时、保质、保量完成。

2.3.2人员培训强化

施工人员是工程质量与安全的关键因素。因此，必须加强对施工人员的培训和教育，提升其专业技能和安全意识。通过定期培训、现场指导以及安全教育等方式，确保施工人员熟练掌握施工工艺、操作流程以及安全规范，为施工过程的安全和质量提供有力保障。

2.3.3质量管理完善

建立完善的质量管理体系是确保施工质量符合设计要求的重要保障。该体系应包括施工过程的全面监控、质量检查与验收、问题发现与解决机制等方面。通过实施严格的质量管理，及时发现和纠正施工过程中的问题，确保工程质量达到设计标准和规范要求。

2.3.4环境保护重视

在施工过程中，必须高度重视环境保护工作。采取有效措施减少施工对周围环境的影响，如降低噪声、减少扬尘、妥善处理废弃物等。同时，加强环境监管和监测，确保施工活动符合环保法规和标准，为保护生态环境贡献一份力量。

3结束语

面板堆石坝作为水利水电工程中的重要坝型，具有结构简单、施工方便、造价较低等优点。然而，其施工过程也面临着一系列技术难题。本文介绍了面板堆石坝的施工技术要点，包括坝体填筑、碾压、混凝土面板施工等方面，并详细分析了施工过程中的注意事项。同时，针对面板堆石坝施工中存在的问题，提出了相应的优化措施，以提高施工质量和效率。通过本文的研究，可以为水利水电工程中面板堆石坝的施工提供技术参考和指导。

参考文献

[1] 张雄德.水利工程中面板堆石坝坝体填筑施工技术探析[J].黑龙江水利科技,2022(01)

[2] 苏理智.水利水电施工混凝土面板堆石坝技术分析[J].珠江水运,2021(13)

[3] 王林.试论水利水电施工混凝土面板堆石坝技术[J].智能城市,2020(16)