混凝土面板堆石坝快速筑坝技术

赵博

摘 要：混凝土面板堆石坝快速筑坝技术作为当前坝体填筑的技术之一，此种技术应用不但能够提升工程施工效率，而且对于保证工程施工安全、充分满足工程施工目标等有非常重要的作用。因此，本文分析了混凝土面板堆石坝快速筑坝技术的应用，旨在为实际工作创新落实提供助力。

关键词：混凝土面板;堆石坝;快速筑坝技术

中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）32-0112-03

Rapid Construction Technology of Concrete Face Rockfill Dam

ZHAO Bo

（Sinohydro Bureau 3 Co.， Ltd.，Xi'an Shaanxi 710024）

Abstract： The rapid construction technology of concrete faced rockfill dams is one of the current dam body filling technologies. The application of this technology can not only improve the construction efficiency of the project， but also play a very important role in ensuring the safety of the construction and fully meeting the construction goals. Therefore， this paper analyzed the application of rapid dam construction technology for concrete faced rockfill dams， with the aim of providing assistance for practical implementation of innovation.

Keywords： rapid damming technology for concrete panels;technology applications;attention

混凝土面板堆石壩快速筑坝技术是当前水电站施工建设中创新应用的主要技术之一[1]。该技术的应用极大改善了以往水电站坝体施工效率低且施工效果未能达到预期目标的状况，在满足工程建设质量要求等方面起着非常重要的作用。而在实际混凝土面板堆石坝快速筑坝技术应用过程中，要加强对实际常用几项技术的分析，积极与信息化技术相融合，充分发挥信息技术的优势和价值，充分展现混凝土面板堆石坝快速筑坝技术效果，为质量达标和成本管控提供保障。

1 混凝土面板堆石坝快速筑坝技术的应用价值

混凝土面板堆石坝快速筑坝技术从上坝道路布置、溢洪道开挖料直接上坝、重型振动碾碾压、挤压边墙机施工等方面进行研究[2]。其中，填筑料道路布置Z型上坝道路，能有效缓解原先利用两岸岸坡道路和坝前上坝道路筑坝方式存在的不足，突破地形条件的限制，满足质量建设强度，并且促使施工技术能够充分适应特殊条件，提升筑坝效果;溢洪道开挖料直接上坝能最大限度地保证安全性，建立与水电站工程整体运行相适应的坝体填筑体系，大大节省施工工期，降低工程成本;重型振动碾碾压，主要是在坝体材料准备和回填到位的基础上，直接使用大吨位机械设备通过高强度振动碾压提高压实效果，确保大坝安全性，建设高强度和高硬度的坝体;挤压边墙机进行挤压边墙施工，创造建设科学化的填筑工作面，同时能够在结合项目水文气象条件的基础上，合理组织施工，满足雨季和不利气象条件下的施工质量和进度要求。此外，在水电站坝体施工中，一旦遇到下雨天气，坝体填筑必然受到不良影响。为了实现工程施工目标，控制施工进度，人们应选择快速筑坝技术，其有着较大的便利性。整体而言，在快速筑坝技术发展中，混凝土面板堆石坝快速筑坝技术得到了广泛的应用，受到各地水电站坝体填筑施工的关注和青睐。

混凝土面板堆石坝快速筑坝技术实施期间，人们要按照有关规范标准，做好前期勘察和测量工作，开展上坝料爆破参数试验，通过使用BIM技术加强跟踪管理，提升快速筑坝技术效果。

2 混凝土面板堆石坝快速筑坝技术的具体应用

南公1水电站位于老挝南部的阿速坡省内的南公河上，处于老挝、越南、柬埔寨三个国家的交界区域，为二等大（2）型工程，以发电为主。主坝坝型采用钢筋混凝土面板堆石坝，坝顶高程为325.00m，坝顶总长为409.946m，坝顶宽为8.8m，最大坝高为88.00m。上游边坡坡比为1∶1.4，下游边坡坡比为1∶1.35，下游分别在300.00m和270.00m高程各设置一级马道，宽度分别为3m和4m，坝料填筑总量为184.71万m3，大坝坝体垫层料及过渡料利用新鲜岩体开挖料加工。大坝主堆石料利用溢洪道弱风化及以下开挖料。大坝次堆石料利用溢洪道强风化及以下开挖料，主坝最大剖面图如图1所示。

2.1 爆破处理

为保证上坝料的质量符合直接上坝要求，在溢洪道开挖区进行生产性爆破试验。而整个试验的进行需要工地实验室及时对爆破料进行原材料检验，即测试堆石料岩石的比重、容重、级配料的比重等。通过爆破试验，不断优化爆破参数，使爆破后料的级配充分满足实际工作要求。在实际爆破工作中，工程人员应该优先选择较为成熟的观测方法、仪器设备以及分析计算方法和经验公式等，同时根据直观的爆破效果，确定试验参数。试验必须得出合理的钻爆参数和起爆方式，以确保开挖料的质量，并且保证开挖边坡与附近建筑物的安全。试验结果必须具有合理性，以便为后期大面积爆破工作实施奠定基础。

2.2 碾压处理

碾压工作是整个混凝土面板堆石坝快速筑坝技术应用的关键，加强这一阶段管控是非常必要的。实际管理中，首先，施工人员应严格按照工程填筑质量标准，正式填筑前通过碾压试验确定坝体填筑碾压参数，如表1所示。一般都是事先确定多种填筑厚度，然后根据实际项目状况，碾压之后进行试验结果对比，选择最佳的填筑和碾压参数。其次，快速筑坝中，特殊地区的填筑材料、垫层料、过渡料和堆石料在试验场同样需要进行碾压试验，结合试验结果确定机械和施工等参数，并及时上报监理人。再次，快速筑坝技术通常需要进行前期爆破，碾压阶段质量要求高，人们要积极引入BIM技术手段，通过构建三维模式实现直观化监测管理。要采集信息来构建建筑过程中的时间和空间模型，直观地以三维可视化的形式进行设计、修改、分析及指导施工，并在施工过程中不断优化施工工艺。最后，面对大型水电站工程项目，人们需要科学核查混凝土面板堆石坝快速筑坝技术的应用效果。这就需要强化对北斗卫星监控TC63智能压实系统的使用，在确定碾压遍数、行车速度、行走轨迹及填筑厚度等参数基础上，实现合理控制。该系统能够实现自动化报警，一旦某个方面参数超过标准范围，则会自动报警，工作人员要及时核查处理。此外，通过BIM技术和其他辅助信息系统的使用，碾压工作完成后会生成碾压报告，要及时上传给相关管理人员，管理单位人员根据实际情况进行总结，为下一阶段或者下一项目施工运用提供有效支持。

3 混凝土堆石面板快速筑坝技术应用的注意事项

3.1 前期清理工作到位

在爆破工作完成后，进行快速筑坝技术之前，应做好前期清理工作。对坝体基础填筑位置进行清理，提升后期材料填筑的完整性，要及时清除不合格的材料和可能会对周围填筑材料产生较大污染的物质。

3.2 坑槽和挖洞优先处理

如果快速筑坝坝基存在开挖造成的坑槽和挖洞等，要优先处理，合理选择回填材料。工程人员严格按照施工要求实施封堵处理。此外，面对填筑基础存在的软弱夹层，利用前期测量进行加固处理。工程人员可以选择相应的回填材料，按照施工图纸要求调整施工坡度，保证坡度在合理控制范围内，保证最终回填效果。

3.3 坝基填筑工作及时验收

由于混凝土面板堆石坝快速筑坝技术对填筑基础要求较高，因此工作人员必须在前期基础填筑验收合格后，才能够进行上层快速筑坝，避免基础不牢固出现大面积塌陷现象。

3.4 合理规划石料运输路线

快速筑坝对其他方面工作要求较高，为了保证石料能够快速运输到施工现场，工作人员要结合水电站主坝施工区域，确定最佳的坝体快速筑坝石料运输路线，同时避免将大量杂质带到运输现场，以免影响快速筑坝工作。

3.5 过渡段集料合理选择

快速筑坝期间，过渡段质量有效管控是非常重要的。人们要合理选择过渡段集料。过渡料最大粒径为300mm，小于5mm颗粒的含量控制在20%以内，小于0.075mm颗粒的含量不大于5%，并且级配连续。压实后，孔隙率应不大于20%，填筑干密度≥2.20g/cm3。

3.6 注重爆破工作落实的安全性

混凝土面板堆石坝快速筑坝技术施工前期需要进行相应的爆破处理，需要加强安全管理工作，在科学管控范围内，保证爆破工作安全落实。最终爆破既能够满足后期快速填筑质量建设标准，又不会影响施工人员人身安全。

3.7 注重混凝土石坝快速筑坝技术应用關键部分的落实

大坝填筑质量管控中，堆石体施工作为关键部分，这一阶段施工要合理控制坝料级配和填筑密实度。因此，在大坝施工中，有效地控制坝料级配和填筑密实度是保证大坝施工质量的关键。为了有效达到快速筑坝目标，直接上坝料控制爆破至关重要。而在直接上坝之前，做好上坝料控制爆破试验，确定满足上报级配要求的爆破参数，同时使用BIM施工管理平台和坝体填筑质量监控系统，直观地以三维可视化形式进行设计、修改、分析及指导施工，并在施工过程中不断优化施工工艺。同时，借助BIM技术实现全过程的实时监控，对坝体填筑质量进行控制，以实现对大坝施工进行远程、移动、高效、及时、便捷的管理与控制，实时指导施工，有效控制工程建设过程，以提高管理水平与效率。

3.8 注重大坝碾压自动化监控机制作用的发挥

在应用混凝土面板堆石坝快速筑坝技术时，首先注重利用高精度北斗卫星定位终端设备实时采集自身定位数据，并将自身定位数据实时发送至监控中心。其次，通过振动加速度传感器及采集器实时采集碾压振动频率及反馈的谐波频率与幅度数据，并将采集的数据实时发送至监控中心。然后，监控中心获取现场实时发送的数据并存储、分析，通过动态数据解析、转换、属性匹配，形成质量监控数据，并发送至监控终端。监控终端收到监控中心反馈的实时数据，进行实时展现，包括碾压轨迹展现、覆盖范围展现、设备运行状态展现及其他状态和信息展现。最后，监控中心还集成实时预报警平台，以碾压控制参数为依据，对现场数据进行实时分析，出现异常时自动报警。此外，当碾压设备操作人员、施工人员和现场质控人员接收到系统发布的报警时，根据系统自动反馈的填筑施工质量监控信息（如提示的不达标的详细内容以及所在空间位置等），碾压设备已进行必要处理（如按提示指令，进行补碾，调整运行轨迹等），从而实现实时反馈与动态修正，提高施工质量。

4 结论

混凝土面板堆石坝快速筑坝技术可以提升工程施工效率，保证施工质量。在实际应用中，做好前期爆破处理后，快速将碾压工作做到位。同时，合理规划运输路线，注重爆破工作安全性、大坝碾压数字化监控以及BIM信息技术使用，提升技术应用水平。

参考文献：

[1]杨宁安，李文.贵州北盘江董箐水电站混凝土面板堆石坝软硬岩料筑坝技术[C]//中国大坝协会2014学术年会.2014.

[2]沈凤生.混凝土面板堆石坝设计与实践关键技术研究[J].水利规划与设计，2017（1）：1-6.