浅析高原寒冷地区混凝土面板堆石坝工程施工措施

韩洪武

青海省水利水电工程局有限责任公司

浅析高原寒冷地区混凝土面板堆石坝工程施工措施

韩洪武

青海省水利水电工程局有限责任公司

主要结合本人参与施工的高海拔严寒气候下的纳子峡水库堆石面板坝、门源石头峡水库堆石面板坝以及西纳川水库、夕昌水库等施工进行分析，总结自己施工管理时的经验和教训，又补充、收集、对比分析了有关条件下的工程经验，就有效施工时段、坝料填筑、混凝土施工、新技术措施、人机效率等方面对高原寒冷地区混凝土面板堆石坝工程施工措施进行了浅析。

高原寒冷地区;混凝土面板堆石坝;施工措施;分析

1、概述

混凝土面板堆石坝以其安全性、经济性和适应性良好，能适应不良的气候条件、地形和地质条件，可以充分利用当地材料及工程各建筑物的开挖料来填筑坝体，施工工期短，在强震区、深覆盖层、深厚强风化岩和高陡岸坡等各类坝址，面板堆石坝往往成为最有竞争力的坝型。自从上世纪八十年代我国引入面板堆石坝筑坝技术以来，我国已建和在建的坝高100m以上的高面板堆石坝已经超过70座。

面板堆石坝所有分区堆石坝体位于水库的下游，堆石体不存在扬压力和孔隙水压力，堆石体抗剪强度高，分区堆石体在抵抗内部水流时是稳定的，堆石体沉降量小且在几年后沉降基本停止，因此面板堆石坝固有的安全性使得面板堆石坝以经验设计主导为人们所接受。数十年来面板堆石坝工程的成功建设说明了经验设计在一定范围内是正确的。工程实践经验也表示，在坝坡稳定、渗流控制、变形协调、结构应力、抗震防震等多个方面，需要进行详细的分析计算工作支撑，需要开展较为严格的试验研究工作，以确保工程的安全性。试验研究与计算分析技术进步，推动了面板堆石坝建设由经验筑坝向理论指导筑坝过渡;设计技术及工程措施的逐渐成熟，推动了坝体变形控制、渗流稳定控制、接缝变形控制等趋向精细化;施工配套设备及施工技术水平的发展，使施工质量和设计目标更易实现;新材料、新工艺、新设备及信息化技术的广泛运用，推动了适应大变形、高水头、高压力的止水结构以及监测设施的发展。在取得大量实践经验，特别是大量原型观测数据的同时，对面板堆石坝的有关分析研究计算工作也逐渐从定性到定量的转变，对于坝体高度高、地震烈度大、填筑材料复杂或建在覆盖层上的工程等情况时，分析研究成果往往成为设计指标或需要采取措施的重要依据。

2、高原寒冷地区混凝土面板堆石坝工程施工措施

2.1 混凝土工程施工技术措施

2.1.1 负温环境下混凝土工程施工

混凝土施工是对低气温最为敏感的项目，我国常用的主要有调整工期尽力避开寒冷期砼施工、调整配合比法、蓄热法、外部加热法、掺加抗冻外加剂等方法。新疆北水南调635水利枢纽导流洞施工充分反映了目前冬季混凝土施工的特点。96年冬开始导流洞施工。混凝土骨料、水泥搭设暖棚并与拌和站邻接，混凝土罐车在保暖棚内运输混凝土。

2.1.2 非负温环境下混凝土施工高原寒冷地区在非负温时段的混凝土施工条件一般是气温偏低，日变幅很大，而且起风历时很长，混凝土早期裂缝为多。相应的有效措施有：(1)混凝土配合比设计采用必要的抗裂措施，如掺加增强纤维、优化外加剂掺量以及选用高性能混凝土等手段。(2)减少混凝土运输过程中外界因素的不良影响。(3)采取针对性的养护措施。(4)避开寒流时段。

2.2 应积极推行的技术措施

2.2.1 挤压式混凝土边墙固坡施工技术

我们首先创新研制了混凝土边墙挤压机及合理配合比并规范了相关施工工艺，施工简化了工序，缩短了工期，在高原寒冷的公伯峡面板坝、甘肃西流水面板坝等项目中采用这一技术措施都取得了成功。

2.2.2 面板坝钢筋预制网片、现场组装工艺

面板钢筋传统施工方法为坡面现场帮扎(焊接)作业。高原寒冷地区一般比较偏远，进入劳动力不宜过多，出于均衡劳动力和加快进度的需要，我们进行了多次“先期预制钢筋网片、后期现场安装”的工程实践。乌鲁瓦提面板坝标准网片尺寸为11.90×10.00m，重量为2.75～4.39t。实践显示，预制网片工艺和传统方法比较降低直接成本一半以上，工期缩短约40%，钢筋架立普通工峰值减小70%。

2.2.3 坝体填筑质量控制采用小型荷载板K30法检测技术

K30小型荷载板检测新技术是一种快速直接检测填筑土石料力学性能参数的直接检测方法，K30法每检测一个点不超过20分钟，取得周期短，劳动强度低，节省费用。高原寒冷地区面板坝施工采用这一方法有着现实意义。

2.3 采用反渗排水措施

寒冷地区混凝土面板堆石坝坝体采用反渗排水措施时，当混凝土面板浇筑和相应的接缝止水施工结束后应抓紧进行反向排水管的封堵，并在当年封冻前把上游铺盖区和盖重区填筑结束，防止因排水管冰冻排水受阻，导致坝内水位上升，高于基坑水位又造成面板下部冰冻膨胀挤压破坏面板和面板与垫层料的脱空。

2.4 适当提高混凝土抗冻标号

混凝土浇筑后应及时覆盖洒水养护，养护水水温不应过低，覆盖材料应作防风固定。面板越冬需采用覆盖材料保温。蓄水后为在面板和冰面间保持一段不冻区，在面板表面可涂憎水涂料。

此外，面板趾板采用钢筋直螺纹连接技术，趾板混凝土滑动模板施工工艺，GPS定位检查碾压质量技术，GB挤出机进行止水施工等先进技术工艺可以减少作业人员，减轻劳动强度，提高施工质量，加快施工进度，应积极推广。

总之，混凝土面板堆石坝是水库建设中应用较多的一种坝体施工工艺，随着我国防汛抗旱形式的日益严峻，做好水库的建设，确保其建设质量是水库建设的重点也是难点。混凝土面板堆石坝施工是一项复杂的系统性的工程，尤其是对于面板混凝土施工来说更是施工的难点，因此进一步加强对其的研究非常有必要。本文分析了高原寒冷地区混凝土面板堆石坝工程施工措施，以期提供一些借鉴。

[1]田伟.混凝土面板堆石坝面板应力变形特性研究[D].中国地质大学(北京)，2015.

[2]董文.面板堆石坝分离式面板的应力变形特性研究[D].新疆农业大学，2015.

[3]伍学殊，尹晓冰.混凝土面板堆石坝结构设计技术研究[J].科技资讯，2015，09：58-59.