混凝土面板堆石坝设计方法与实践

李 阳

（中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司， 北京 100024）

1 混凝土面板堆石坝设计原则及理念

1.1 混凝土面板堆石坝坝体分区设计原则

在进行混凝土面板堆石坝坝体设计时，首先要对坝体进行分区，然后确定填筑标准，从上游到下游将其分成不同区域，并在周边设置垫层区。此外，要根据不同高度来设置不同分区，例如，在100 米高度以上设置上游铺盖区等。在上游的面板堆石区，需要考虑到材料的渗透性，应该遵循从上游到下游不断增大的趋势，使其能够达到相关要求。在下游面板堆石区，则需在堆石坝体的上游要具备低压缩性质。砂砾石的透水性中等，无法自由排放水，为了保证大坝安全，必须要使坝体位于一个非饱和的状态。因此。要求在沙砾石填筑面板坝的坝体设计一个L 型排水体，还需对不同坝体采取不同的方式进行设计。

1.2 变形协调原则

变形协调原则在工程建设中十分重要，在混凝土面板堆石坝分区设计时，必须要遵循该原则，这样能够协调建设过程中出现的问题。为了防止面板以及相关系统出现变形，需要根据该原则，采取合理的措施或方法尽可能的减少变形。对防止坝体本身出现变形有着一定作用。对坝体本身变形问题进行协调，降低下游堆石区因变形造成上游出现脱空问题。

1.3 开挖料利用原则

在一些水利水电枢纽当中，必须要充分运用开挖材料，避免浪费，节省一定的资源，在一定程度上提高工程的经济效益。

2 工程概况

某工程项目建设内容主要包含两个方面，一方面是水源枢纽工程，另一方面是输水工程。水源枢纽工程包括主坝、取水隧洞以及排洪洞等共同构成。在此工程项目具体施工作业时，需要准确记录其等级情况，明确建筑物的实际级别，进而得到更多可靠的施工作业信息。在本工程项目中，混凝土面板堆石坝最大的坝高为53m，而坝顶的实际宽度为6.8m，坝顶的具体长度是205.07m，坝顶高程是1245m，上游坝坡的比例是1∶1.4，而下游坝坡的比例是1∶1.4。面板厚度属于0.4m 的等厚面板。

3 混凝土面板堆石坝设计方法

3.1 复形法

复形法是在单形法基础上发展起来用于求解约束极值问题的方法。所谓复形就是在n 维设计空间中，由k＞n+1 个满足约束条件的顶点所构成的多面体。复形法是将复形各顶点的目标函数值进行比较，不断的丢掉最坏点，保留既满足约束条件，又使目标函数值得到改善的新点，逐步走向最优点。

3.2 混凝土面板堆石坝防裂设计方法

从混凝土面板堆石坝的防裂优化设计方法的实际应用方面而言，首要工作是做好湿地考察。根据本工程的实际施工情况进行分析，发现混凝土面板周围的地质情况和地壳活动等都会造成堆石坝混凝土面板裂缝，因此，在具体进行混凝土面板堆石坝设计工作时，必须要对施工建设区域的基本地理情况做详细的考察，其中包括基本的岩土结构和地质活动等，这些要素的考察会使设计工作更加科学、合理，能够掌握更多的资料信息。由于在信息分析过程中，需要确定工程建设的核心思想，并在一定的思想基础上进行具体设计，能够减小外围因素对堆石坝混凝土面板造成的裂缝问题。简言之，强调实地考察，以湿地资料做基本的设计依据，堆石坝混凝土面板防裂的效果会得到有效提升。

4 混凝土面板堆石坝坝体建设要点

4.1 混凝土堆石坝坝体填筑施工实际应用

在工程项目实际施工作业的过程当中，一般情况下，混凝土堆石坝坝体填筑主要是在岸坡以及坝基等位置展开混凝土浇筑，因此，在实际施工作业时，需要全面考虑与探究水域度汛情况，填筑工期也十分紧张。所以在施工设计过程当中要进行施工组织设计。与此同时，做好对工程项目施工现场的清理作业。在实际填筑坝体时，要使用流水作业手段展开，这样可以合理有效地测量每个填筑单元情况。与此同时，也要有效调整工程项目的实际施工工序，使用连续性施工作业方法，这样可以提高坝体施工作业质量与实际效率。

4.2 测量控制

在处理完成基面之后，需要做好相应的验收作业，确保验收质量，在经过验收合格之后，应该根据相应的设计要求做好测量工作，之后施工放羊。这样可以更好的控制沉降量。在实际测量时要严格根据相关设计要求明确坝顶具体高程，做好断面绘图，这样可以整理原始性记录，之后归档有关档案，进而了解与掌握之后的施工作业情况。最终在之后的施工作业过程当中做好相应的总结以及归纳。

4.3 混凝土堆石坝坝料摊铺

在对混凝土堆石坝坝体进行填筑的过程当中，应该在填筑位置的最低点进行填料。与此同时，在实际填筑时应该关注具体填筑手段，保障混凝土堆石坝填筑质量与实际成效。在混凝土堆石坝施工作业的时，要使用相应的机械设备运送填料。同时，保障材料的可靠性，推土机落实好碾压施工作业，确保施工作业摊铺的实际厚度符合要求，做好其厚度检查工作，提高实际施工质量。

4.4 压实

一般情况下，在实际压实作业过程中，主要使用自行碾压手段，此方法可以保障在具体碾压时使用平行形式展开。同时，在具体碾压过程中，需要根据实际情况，靠近施工道路以及岸坡进行碾压，能够不断提高碾压强度。保障混凝土堆石坝碾压质量与实际成效。除此之外，在具体碾压时，对于次堆石料以及主堆石料等，都需要使用差异性压实手段，进而保障实际施工质量与成效。对于碾压设施设备没有办法达到的位置，要采取手动方式保障实际碾压成效。

4.5 混凝土堆石坝面板坝养护

在浇筑完成以后，需要等待混凝土堆石坝面板的混凝土进行初次凝固，然后在表面使用塑料膜展开铺设，在此薄膜之上使用养护毡展开覆盖，之后展开洒水养护，在把头供水位置要使用钢管根据坝长情况铺设相应的水管。水管当中要在2m 的位置焊制分叉类型的淋水管，这样可以向混凝土喷水，实现养护目标，养护时间一直到蓄水时便可以结束。

5 结语

总之，随着社会进步与经济发展，在现代化社会当中，我国工程项目数量增多，需要采取合理的设计方法，进行应用实践，确保面板堆石坝设计的科学、合理性。通过实践，发现在实际设计和施工过程当中问题较多，因此，在实际设计和施工过程中，需要合理控制坝体填筑测量具体情况，提高施工作业的质量以及实际成效。在实际填筑时要关注厚度方面的问题，提高其使用成效，促进混凝土面板堆石坝工程建设项目可持续发展。