水利工程面板堆石坝施工技术

水利工程面板堆石坝施工技术【摘要】面板堆石坝是以堆石体作为支承主体，以钢筋混凝土面板或沥青混凝土面板作为防渗体的一种坝型，在防渗面板和堆石体之间设置反滤层或过渡层。【关键词】水利工程；面板堆石坝；施工技术中图分类号：TV文献标识码：A文章编号：一、面板堆石坝的特点与其他坝型相比，面板堆石坝具有如下主要特点：1.剖面小，工程量小，工期短，造价低，在石多土少的地区筑坝，尤为经济。2.施工受气候条件影响较小，可利用坝面溢流度汛。3.堆石不会产生管涌，渗透稳定性好。4.面板设在坝的上游，便于检修，抗冻、抗震性能好。图1面板堆石坝1面板，2河床砂砾层，3坝轴线，4保护网及钢筋，5垫层，6过渡区；7主堆石区，8下游堆石区5.方便机械化快速施工，有利于缩短施工工期和减少沉降。6.坝身不能泄洪，需另设泄洪设施。近30年来，由于大型振动碾及薄层碾压技术的应用，使堆石坝的填筑密实度增加，坝体稳定性提高，沉降减小，加上混凝土面板结构在设计、施工方法上的改进，从而使混凝土面板堆石坝获得了很大发展。目前，混凝土面板堆石坝已成为国内外坝工建设中的一种重要坝型。二、坝顶和坝坡面板堆石坝一般为梯形剖面，其坝顶宽度和坝顶高程的确定与土坝类似，其中坝顶宽度除了应参考土坝的要求外，还应兼顾面板的施工要求，一般不宜小于5m。面板堆石坝的坝坡与堆石料的性质、坝高、施工方法及地质条件有关，设计时可参考类似工程拟定。混凝土及钢筋混凝土面板堆石坝的上、下游坝坡一般采用11.31l.4；沥青混凝土面板堆石坝的上游坝坡一般采用11.612.0，下游坝坡可采用11.311.4。如果石料质量或地基条件较差，则坝坡需要适当放缓。面板堆石坝的下游面常需要设置马道，而上游坝面为了面板施工方便，通常不设马道。三、面板堆石坝的构造混凝土面板堆石坝主要由堆石体和面板防渗体等组成。1.堆石体堆石体是面板堆石坝的主体部分。由于面板坝对沉降变形反应敏感，要求堆石体变形很小。因此，压实后的堆石应具有较低的压缩性、较高的抗剪强度和自由排水能力，含泥量(粒径d当坝体采用抛填式堆石施工时，要求尽可能采用新鲜、完整、坚硬和耐久的大块石料，石块的最大边长与最小边长之比不大于35，细料不超过5%。当坝体采用薄层碾压填筑堆石时，每层填筑的厚度约0.60.9m，并用614t的振动碾碾压。如能正确、合理地选择颗粒级配和材料分区，则几乎所有料场和施工开挖中的石料都可用来堆筑坝体。2.防渗面板的构造2.1钢筋混凝土防渗面板采用钢筋混凝土面板作为防渗体，在堆石坝中应用最多，少量的土坝也采用。钢筋混凝土面板防渗体主要由防渗面板和趾板组成。面板的厚度。面板是防渗的主体，应满足防渗性、耐久性和抗冻性要求，底部厚度宜采用最大工作水头的1，考虑施工要求，顶部最小厚度不宜小于30cm。低坝可采用30cm的等厚面板。混凝土应采用二级配，其等级不宜低于C25，宜采用普通硅酸盐水泥。面板的配筋。为了控制温度裂缝和干缩裂缝及面板适应坝体变形而产生的应力，面板需要配置双向钢筋，每向配筋率约为0.3%0.5%。在周边缝、水平缝和垂直缝附近应适当加密，以防止可能出现的拉应力，使面板边角免遭挤压破坏。面板的分缝与止水。为了适应坝体变形、施工要求及温度变化的影响，面板必须分缝，一般设有垂直伸缩缝、水平施工缝和周边缝。伸缩缝垂直于坝轴线，从坝顶沿坝面一直延伸到坝脚。由于在蓄水期堆石坝体的侧向位移是向河谷中心方向的，面板中部为受压区，缝间距可大些，一般以1018m为宜；而靠近两岸附近为受拉区，缝间距可减小，一般为6m。所有垂直缝都不使用填充料，缝面只涂刷薄层沥青乳剂，以便最大限度地减少面板侧向位移。水平施工缝一般设在坝底以上1/31/4坝高处，可用坚硬木板作填充材料，填充深度为面板厚度的一半。采用滑模施工时，也可不设置水平施工缝。周边缝就是面板与趾板之间的接缝，如图2所示。临时性的水平施工缝则用钢筋贯穿，以使面板紧密连接。在面板接缝处都应设置止水设备。常用的止水材料有止水铜片、橡皮止水和塑料止水等几种。止水可设一道或两道。靠近岸边部位的周边缝和竖向缝，属于张拉缝，是容易拉开的薄弱点，至少应设两道止水。垂直伸缩缝的止水构造则比较简单，但都必须保证止水片焊接牢固，并保证混凝土的浇筑质量。图2混凝土面板堆石坝分缝布置1周边缝，2水平伸缩缝；3水平施工缝，4竖向伸缩缝(受拉)，竖向伸缩缝(受压)，6竖向施工缝面板的垫层。抛填式堆石坝，常在堆石体上游设一层干砌石人为面板垫层。碾米压式堆石坝，堆石体的上游用碾米压的级配料作为面板垫层，它除了作为面板的基座外，还有半透水的反滤作用。其颗粒级配应符合反滤层的规定，垫层的厚度为3cm5cm左右，可根据堆石体的径大小采用一层或两层，垫层在碾压后的渗透系数一般为102104cm/s。连接垫板。为了给止水片和模板接头提供一个平整的基底面，要设置连接垫板。方法是将砂浆直接铺设在用沥青处理过的堆石表面上，垫板与止水片之间再涂上薄层沥青。垫板的厚度可以从零到需要达到的平整面的厚度，允许垫板突人面板设计厚度66深度不超过50mm。趾板(底座)。趾板是面板与河床和两岸基岩连接的混凝土板结构。面板与趾板之间有周边止水缝，并通过锚筋、固结灌浆将趾板与稳定基岩连接成整体，以形成止水封闭系统。2.2沥青混凝土面板沥青混凝土具有较好的塑性、柔性、防渗透性，不易产生裂缝，即使产生裂缝也有自行愈合的性能，而且工程量小、工期短，节省劳力、造价低，所以适用于作土石坝的防渗材料。沥青混凝土面板有复式和简式两种型式如图3所示。低坝常采用无中间排水层的简式面板。图3沥青混凝土面板断面构造(单位：cm)(a)复式面板，(b)简式面板1一排水层；2一防渗层；3一沥青砂胶涂层；4一防渗底层，5一胶结填平层；6一碎石垫层沥青混凝土面板应满足防渗、抗裂、稳定和耐久的要求。简式面板多由三层以上的沥青混凝土材料组成，每层厚度常大于5cm。面板下设整平层和碎石垫层，以防止面板产生裂缝，并便于沥青混凝土的施工。