试析面板堆石坝质量控制与防渗处理 存在的问题和解决措施

胡应新

【摘要】面板堆石坝在运行过程中，其受到诸多因素的影响，如施工质量、地质条件以及上下游水头差等等的影响，其会导致水流逐渐向下渗漏，进而对工程质量产生很大的影响。基于此，本文从工程施工实例着手，对做好面板堆石坝质量控制与防渗工作，提出了几点注意事项，以希望为类似工程提供借鉴。

【关键词】面板堆石坝;质量控制、防渗处理;解决措施

面板堆石坝，又称面板坝，其是目前坝型发展的重要趋势，其在静力稳定性方面和抗震性方面均具有较好的作用[1]。与此同时，其还具有工程量小等优势。然而，面板堆石坝在实际的运行过程中，其由于多种因素的影响，进而会发生渗漏现象，尤其是在一些较为薄弱的地带。因此结合工程实例，对面板堆石坝在实际施工中存在的问题进行了总结，并重点提出了解决措施。

1、工程概况

某抽水蓄能电站工程上水库主坝为混凝土面板堆石坝，水库正常蓄水位741.00m。坝顶高程为747.60m，最大坝高73.6m，坝顶长度340.0m，坝顶宽度8m。坝体上游面坡比为1：1.4，下游面坡比为1：1.8，下游侧每23m左右高差设一道2m宽的马道。坝体填筑材料分成垫层区、特殊垫层区、过渡区、主堆石区、下游堆石区、面板上游粉质粘土铺盖及石渣护面。右岸高程710.00m以上趾板宽度为4m，其余趾板宽度为6m，厚度均为0.5m。混凝土面板顶部厚度为0.3m，渐变至面板底部厚度为0.506m。面板设垂直缝，间距为12m。在面板上游面高程702.00m以下，夯填土料及石渣护面作为辅助防渗措施。

2、面板堆石坝运行中存在的问题

面板堆石坝在实际的运行过程中，对于其结构造成严重危害的问题就是渗流压力。除此之外，通过对本工程项目的实际调查，发现其还存在其他问题，如面板裂缝、止水开裂问题、基础脱空问题等等。因此，为进一步提高其结构的安全性，应从多角度采用多样的措施，方能保障其质量。

3、对面板堆石坝质量控制和防渗处理的几点建议

3.1面板设计

面板是面板堆石坝在河流上游的结构，在防渗方面具有重要的作用，为解决面板堆石坝存在渗漏问题，在设计过程中，应依据施工条件和坝体变形的程度等等，将其进行分块和分缝。其中，垂直缝的间距应设置在12m以上，在18m以下;同时还应注重调整张性垂直缝和压性垂直缝，其中张性垂直缝设置过程中，在数量上应以地形和地质条件为主要的参考依据;两岸垂直缝则尽量与周边缝的布置进行垂直。另外在设计过程中还应将现场的施工条件予以充分考虑。

3.2趾板设计

为确保趾板的质量受控，还应根据现场的地质情况对设计进行完善。在布置趾板过程中，对于不同的情况，应采取不同的方式进行处理。对于岩石地基上的趾板，在布置的过程中，应考虑地质和地形条件。为解决地形的限制，可通过增加连接板等方式进行处理，还可采用回填混凝土的方式进行处理。本工程的主坝趾板根据现场施工开挖揭示的实际地质情况，对趾板进行了二次定线处理。趾板的宽度与基岩的渗透性、基础处理措施和作用水头有关，趾板最小宽度设置为3m为宜。在满足趾板宽度要求后，可通在趾板下游设置防渗板，结合允许水利梯度，使用反漏抖的方式，将防渗板的相应部分进行覆盖，趾板厚度应大于0.3m，小于连接面板的厚度。

3.3坝体填筑质量要求

1. 为提高坝体的施工质量，必须注重坝体回填质量的控制，应对使用的回填材料进行严格的区分，应主要将其分为上游铺盖区、特殊垫层区、周边缝区和盖重区。上游铺盖区可使用的材料有粉土、粉煤灰等等，作用在于辅助防渗。特殊垫层区起到的作用在于反滤作用。盖重区的作用在于维持稳定，并起到保护的作用。坝体填筑质量控制的重点是填筑过程的控制，主要控制参数有回填料的级配、铺料厚度、铺料边线、碾压参数、洒水量等;在分层回填的过程中，应尽量保证上游具有一定的倾斜度，以促使水能够向下流。

2.特殊部位施工质量控制措施

（1）反坡处理：坝体左右岸坡局部反坡先处理成顺坡，再进行坝料填筑。

（2）堆石体与岸坡接合部，用反铲将填筑时集中大块石挑出，尽可能使振动碾压沿岸坡方向碾压，碾压不到的地方，采用平板振动夯夯实。

（3）坝体新老填筑层和大坝料区交接缝结合部是大坝填筑的薄弱环节，重点进行控制。施工中采取以下措施处理：

（4）对因施工需要而分期填筑形成的先期块与后期块施工结合缝，先期填筑区块坡面采取台阶收坡方法施工;

（5）先期填筑面碾压在保证安全的条件下，尽量碾压到边，使边坡上松散填筑料减小到最低限度;后期填筑时，将先期填筑体收坡台阶用反铲挖除2m，重新填筑碾压。

3.4趾板与面板混凝土的施工

主坝趾板是主坝防渗的关键结构，趾板混凝土与大坝面板混凝土及防浪墙混凝土间通过铜止水连接共同组成大坝的防渗系统。

趾板混凝土根据塌落度、和易性适当调整混凝土水灰比，避免夏季高温对混凝土浇筑的影响，趾板混凝土浇筑尽量安排在夜間进行;在混凝土浇筑时应注意温度和防裂控制：降低混凝土浇筑温度;降低混凝土的水化热;合理地进行浇筑分层分块，改善浇筑块的散热条件;加强混凝土表面的养护和保护，避免表面裂缝发生;在高温季节，表面采用常流水养护。

面板混凝土施工前对碾压砂浆坡面进行检查，以保证面板设计厚度为原则，做好砂浆条定线，确保结构边线符合要求;同时做好周边缝部位基础垫层的检查;面板混凝土应采用塑性阶段早起裂缝少，有利于减少潜在的微裂缝的配合比，并严格控制塌落度，一般控制在5至7;为了保证混凝土浇筑的连续性，采用滑模进行浇筑，滑模后设置两级收面平台，二次收面（下转140页）（上接138页）有利于减少和消除混凝土早期的干缩裂缝;由于面板混凝土浇筑的特性，浇筑尽量选择在有利的天气条件下进行，同时还需要做好防雨措施;二次压面后的砼，及时在表面覆盖薄膜，防止表面水分过快蒸发而产生干缩裂缝，在混凝土浇筑完毕后6～18h内开始采用洒水养护;终凝后拆除薄膜改用保温被覆盖，为防温度急剧变化，需不断洒水进行坡面流水养护，养护期内要始终保持混凝土表面湿润，避免裂缝的产生。

3.5基础处理（固结与帷幕施工）

主坝灌浆工程主要有趾板固结灌浆和帷幕灌浆，主坝工程所有灌浆施工采取固结灌浆按两个次序逐渐加密的原则进行，采用自上而下分段灌浆法施工;灌浆按照“先下游固结灌浆，后上游固结灌浆，最后帷幕灌浆”的工序施工。同一地段的基岩灌浆必须在先完成固结灌浆，并经检查合格后才能进行帷幕灌浆。

3.6止水的处理

面板与趾板相接处、面板各仓块间及面板与防浪墙相接位置设置有铜止水，為增强止水效果，在各接缝间增设一道表面止水，接缝的底部止水铜片及表面止水都分别形成一个封闭的系统。为此，应主要从以下几方面着手：第一，在接缝处使用防黏剂，如沥青乳液等。第二，在设计过程中，应注重中间部分与顶端部分应该与接缝底部止水形成封闭性结构。最后，还可采用柔性填料的方式，如粘结材料等等，进而降低由于自然因素导致的接缝不良。表面止水在施工过程中应加强对周边铜止水下方砂浆垫层的检查，必须平整和密实，其平整度不大于5mm，橡胶片平铺或黏贴在砂浆垫层上，不得出现褶曲和脱空，其中线与面板缝中线偏差不大于10 mm;面板的铜片止水接头采用一次冲压成型，接头焊接均采用现场搭接氧气铜焊，搭接长度不应小于20mm。

3.7面板与趾板混凝土裂缝的处理

在趾板及面板混凝土浇筑完成、表面覆盖及蓄水前，应及时对其裂缝情况进行全面检查，记录裂缝分布、条数、长度、宽度、深度、产状及是否贯穿等状态，按照要求对裂缝进行分类处理。根据裂缝的不同形式采取化灌、开槽、表面封闭等方法进行处理，以达到减少渗漏的效果。

3.8防浪墙

防浪墙的作用主要是在于防浪和挡水。为形成完整的防渗体系，还应加强对防浪墙的设计，将其与坝头基石进行连接。由于面板堆石坝具有较好的稳定性，因而可采用高防浪墙的方式进行。这种方式不仅能够减少工程造价，还能够起到有效的防治渗水，保障工程质量的作用。

3.9坝体渗漏监测

坝后的渗漏监测至关重要，是保证大坝运行安全的重要指标，如果渗漏量突然增大，就要立即查明原因采取措施，消除隐患，保证大坝的安全。

结论：

综上所述，通过对实际工程的应用，面板堆石坝在实际的运行过程中，其主要存在滑坡、渗流破坏、基础脱空以及面板开裂等问题。其中，渗流压力问题是影响面板堆石坝安全性的重要问题。为此，结合工程实例，认为应从坝体填筑、趾板、面板、基础处理、止水及裂缝处理、防浪墙、坝后渗漏监测等方面进行控制，以保证大坝的质量，确保运行安全。

参考文献：

[1]闫世康.混凝土面板堆石坝堆石体材料分区设计浅析[J].建筑工程技术与设计，2017，35（22）：254-255.

[2]黄韬.浅析混凝土面板堆石坝的面板脱空原因及脱空灌浆[J].低碳世界，2016，21（5）：78-79.