堆石混凝土

堆石混凝土（共11篇）

堆石混凝土 篇1

摘要：随着时代的进步和社会经济的发展, 近些年来, 国际上修建了诸多的混凝土面板堆石坝, 这些混凝土面板堆石坝在应用过程中, 面板结构性裂缝普遍出现, 部分坝结构性裂缝有着较大的宽度, 并且还流失了大量的垫层料。这主要是没有做好混凝土面板堆石高坝的设计工作, 在施工过程中出现了问题, 需要引起人们足够的重视。本文简要分析了堆石试验背景下混凝土面板堆石高坝设计要点, 希望可以提供一些有价值的参考意见。

关键词：混凝土面板堆石坝,设计要点,施工技术

1 工程概述

本水电站位于某大峡谷内, 是某河流域规划中的一个重要梯级电站, 水电站为大型工程, 枢纽建筑物包括诸多的组成部分, 如混凝土面板堆石坝、表孔泄洪洞、深孔泄洪洞、地面厂房等, 其中堆石坝的最大坝高、装机容量分别为101米和136MW, 保证出力为66.2MW, 多年平均年发电量为7.5k W/h, 水库总库容为2.05亿立方米, 正常蓄水位为900米。工程施工有三个半月的工期。

2 大坝结构设计

2.1 坝体轮廓设计

我们深入研究了它的可行性, 设计院对比了粘土心墙堆石坝和混凝土面板堆石坝, 经过综合对比, 决定将混凝土面板堆石坝给应用过来。结合本地区的地震资料, 对以往工程经验和相关的动力分析结果进行了综合分析和类比, 因为本工程坝体有着八度的设防烈度, 因此, 我们将1∶1.5作为上游坝坡坡度, 1∶1.4为下游道路之间的坝坡坡度。将10米作为坝顶设计宽度, 将一个之字形上坝公路设计在了坝体下游, 它的宽度为10米, 纵坡为百分之八。

2.2 坝体材料分区和坝料设计

结合本工程的具体情况和设计方案, 我们对混凝土面板堆石坝坝料进行了分区;首先是垫层, 属于面板下垫层料, 有着4米的水平宽度。在周边缝下部, 存在着特殊垫层区, 主要是对周边缝渗漏水流中的上游铺盖区土料进行反滤, 对于渗漏通道, 起到有效的堵塞作用。垫层下游, 有着5米水平宽度的过渡料区。过渡料区的下游就是爆破料区, 它支撑着坝体。面板上游有上游铺盖区, 它采用的是料场土料, 然后借助于运输设备或者摊平设备进行压实。

2.3 混凝土面板、趾板及接缝止水设计

首先是混凝土面板设计, 混凝土面板堆石坝的主要一个防渗设施就是混凝土面板, 面板的顶部厚度和底部厚度分别为0.3米和0.65米, 将一层钢筋网设置于混凝土面板距表面15厘米左右的位置, 双向布置, 它有着0.5%的竖向配筋率和0.4%的水平向配筋率。其次是趾板设计, 在坝体上游防渗面板的周边布置趾板, 和面板共同发挥作用, 就可以形成一个有效的防渗体。通过固结灌浆和帷幕灌浆的方式, 连接基础岩石, 形成一个整体, 对地面以下的渗漏通道进行了封闭, 这样一个较为完整的防渗体系就形成了。将水平趾板作为趾板型式。通常情况下, 需要将一层双向钢筋设置于和趾板顶面有15厘米处的位置, 也可以可以避免有温度裂缝或者干缩裂缝出现, 可以有效限制裂缝, 用0.4%的标准来严格限制它的含钢率。将锚筋设置于趾板内部, 在基岩上固定趾板。

然后是接缝型式和止水设计, 在混凝土面板垂直缝方面, 张性垂直缝表示为A型垂直缝, 在面板靠近两岸的张拉区存在, 将两道止水设置于缝内, 止水工作由底部铜片和顶部填充料来完成。压性垂直缝表示为B型垂直缝, 主要是在面板中部挤压区范围内存在, 将一道止水铜片设置于接缝底部。在周边缝方面, 我们控制周边缝的宽度为25毫米, 这样可以与周边缝的变形相适应, 避免破坏到周边缝附近的面板、趾板以及止水结构, 将三道止水设置于缝中, 也就是将一道铜片设置于底部, 在塑胶布带上安置铜片, 在沥青砂垫块上设置塑胶布带。将一道橡胶止水带设置于中部, 采用GB填料来进行顶部止水, 同时, 上面覆盖一层一定强度和柔性的保护层, 将坚实松木板填充于缝内, 松木板的厚度为25毫米, 宽度等同于周边缝的宽度。在趾板变形缝方面, 我们将永久变形缝设置于地形、地质条件变化处、趾板转折处和长直趾板中部, 这样可以促使温度和干缩应力得到降低, 促使对地基变形的适应能力得到提升, 裂缝得到有效减少。要错开变形缝位置和面板接缝位置, 将一道铜片止水设置于缝内, 与周边缝止水构成的结构是封闭的, 要断开接缝两侧钢筋。将一道底部铜片止水和一道顶部柔性填料止水设置于防浪墙和面板的接缝处。在防浪墙变形缝方面, 沿着它的长度方面, 每隔15米, 对一道变形缝进行设置, 这样可以避免有裂缝产生。要错开变形缝位置和面板接缝, 将一道橡胶止水带设置于缝内。

2.4 坝基处理

首先是基础开挖, 从过渡区底部下游端开始进行堆石区坝基开挖工序, 按照1∶3的缓坡对原地面进行开挖, 对于开挖坡面的下游侧, 则是对表面覆盖层和物流力学性质低于坝体堆石的软弱夹层进行清除, 对于坝轴线下游部分的地基, 则只是对基岩表面覆盖进行清除。要平顺的开挖堆石区左右岸坡, 要严格控制面板下游15米左右范围内的岸坡开外坡度, 这样不均匀沉陷以及混凝土面板的应力集中方可以得到减少。其次是断层处理, 结合本地区的具体情况和相关的地质报告, 没有较大的断层破碎带出现, 出现的断层往往有着较小的规模, 在处理方面, 可以对混凝土进行开挖回填, 可以进行灌浆加密工序等。然后是灌浆, 通过调查研究发现, 没有较大的断裂、破碎带等特殊地质构造存在于水电站的坝基范围内, 那么就可以挖除掉防渗线表层或者浅层的破碎岩石和充填物, 将灌浆处理工序应用到深层的节理裂隙或者小断层中。将固结灌浆程序应用到趾板范围内, 控制间排距为2.5米, 对灌浆深度严格控制。将两道帷幕应用过来, 按照梅花形布置帷幕灌浆孔, 严格控制孔距和排距, 均保持在2米左右。分别在两岸的灌浆平洞中进行两岸灌浆。

3 结语

通过上文的叙述分析我们可以得知, 混凝土面板堆石高坝的设计和施工是一项十分复杂的工作, 需要综合考虑诸多方面的因素, 结合工程具体情况, 科学设计施工方案;在施工过程中, 严格依据相关的规定和要求来进行操作, 保证每一个环节的质量。如果任何一个环节出现了问题, 都可能会带来十分严重的后果, 需要引起人们足够的重视。相关的工作人员需要不断努力, 提升自己的专业水平和综合素质, 总结工程经验, 保证混凝土面板堆石坝的设计质量。

参考文献

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[3]杨泽眼, 周建平, 孙永娟.中国混凝土面板堆石坝的发展[J].水力发电, 2011, 2 (12) :155-156.

[4]徐泽平, 邓刚.高面板堆石坝的技术进展及超高面板堆石坝关键技术问题探讨[J].水利学报, 2008, 2 (10) :177-179.

堆石混凝土 篇2

1 概述

挤压边墙施工技术是通过借鉴道路工程的混凝土路缘拉模施工技术而摸索出来的一种面板坝垫层料坡面固坡的新技术。于 20 世纪 90 年代末率先在巴西埃塔面板堆石坝(高125 m)施工中成功应用，并很快推广到多个国家。

我国于 2001 年开始对该技术进行研究。2002 年开始将该项施工技术成功应用于公伯峡面板堆石坝工程，并在国内逐渐推广应用。

我市(昭通市)于 2007 年开始对该技术进行研究。2009年开始将该项施工技术成功应用于威信黄水河水库面板堆石坝工程，并在短短的几年时间里，先后在彝良县双河水库、盐津县水子冲水库、镇雄县胡家山水库、鲁甸县月亮湾水库、昭通市黑石罗水库等多个中、小型面板堆石坝工程中推广应用。因其与垫层料同期上升，能同步完成堆石坝上游坡面保护，对气候适应性强等特点，因而在昭通地区受雨季气候条件影响大，施工工期紧的情况下，混凝土挤压边墙得到昭通市水利水电勘测设计研究院及各家施工单位的广泛关注和应用。

2 设计要求

2.1 设计断面

边墙设计典型断面为梯形(见图 1：黑石罗水库工程挤压边墙大样图)，边墙以类似绞接的方式使其能适应垫层的沉降变形。其底部不会形成空腔，有效地避免了空腔对面板地不利影响。上游坡面可根据坝坡不同坡比确定。

2.2 混凝土配合比设计

配合比设计主要考虑以下几个因素：

(1)挤压机挤压力的大小，即挤压出的混凝土密实度能满足渗透要求，且尽可能与垫层料一致;

(2)挤压混凝土的强度和弹性模量能满足设计要求，其强度要低，能适应垫层料的变形，且能承受一定的.荷载和冲击。由于挤压机对混凝土配合比比较敏感。湿的混凝土行进速度快，干的混凝土行进速度慢，因此，挤压边墙混凝土须按一级配干硬性混凝土配合比设计，坍落度为 0。通常采用水泥用量 60～85kg/m3，用水量控制在 80～100 kg/m3之间，水灰比 1.31～1.45。砂率控制在 28%～30%，速凝剂掺量为水泥用量的 2%～4%。

3 施工技术及优势

3.1 施工技术

混凝土挤压边墙是在面板堆石坝的每一层垫层料填筑之前，沿着面板堆石坝上游垫层料设计边线，采用混凝土挤压机连续挤压出一低强度、低弹模、半透水的干贫混凝土贴坡斜墙。待该边墙混凝土达到一定强度后，再在其下游侧铺填垫层料，并用振动碾水平碾压完成垫层料的填筑施工。

3.2 技术优势

(1)挤压边墙一次性成型并自动形成坡面保护。可快速提供一个抗冲刷，有一定抗渗性的滞洪防护面，有利于安全渡汛，昭通市黑石罗水库度汛坝体高 42.5m，2014 年 8 月 27日，黑石罗水库工程坝前水位 33.5m，印证了挤压边墙在高水位条件下度汛的安全性与可靠性。

(2)挤压边墙替代了传统的超填、削坡、斜坡碾压、坡面防护等施工方法。简化了施工工序。机械设备简易，操作简单，施工方便、快速。挤压边墙施工速度可达(40～60)m/h，边墙成型 1h～2h 后即可进行垫层料填筑、碾压。坝前趾板区灌浆、防护、宽槽回填等可以同时施工，减少了施工干扰，施工进度明显加快，有利于缩短整个工期，提前发挥工程效益。

4 缺陷分析及处理

在理想的状态下，由于挤压边墙的弹性模量与垫层弹性模量相比有较大的提高 (垫层料经碾压后，其弹性模量在1000MPa 左右，挤压边墙的弹性模量最大为 8000MPa)，且边墙可以自由变形，一般认为不会对面板产生局部挤压作用。因而与传统施工方法的计算成果相比，面板的挠度会减小。

5 需要进一步完善问题

5.1 理论突破与实验验证

(1)目前，大坝稳定计算与变形计算中均为对整个大坝进行计算，单独挤压边墙在大坝运行中所起的作用难以量化。

(2)对面板附近受力分析。一般认为认为在大坝运行期间，受上游面板应力的作用。挤压式边墙会被逐渐压碎，性质上逐渐与垫层料类似。这种理论推测还有待于进一步的试验研究与论证。

5.2 规程规范的完善与统一

挤压边墙施工技术在国内已经用于工程施工 20 余年，单目前设计规范、施工规范、检测及试验规程均不完善。造成国标、水利及电力行业不同规范数据不统一，在工程应用中资料难以闭合。因此应该进一步使涉及混凝土挤压边墙的行业完善规程规范，以对下一步推广应用本技术奠定更好基础。

6 结语

从 2009 年至今，在昭通市范围内混凝土面板工程中，均采用了混凝土挤压边墙施工技术。其中黄水河水库已经安全运行，枢纽完工的有彝良县双河水库、盐津县水子冲水库等工程，在建的有昭通市黑石罗水库、鲁甸县月亮湾水库、镇雄县胡家山水库等工程，推荐使用该技术的有永善县营盘水库、绥江县青羊洞水库等工程。

堆石混凝土 篇3

【关键词】面板混凝土;质量控制

1、工程概况

潘口水电站位于湖北省十堰市竹山县境内，为一等大（Ⅰ）型工程，电站装机2台，总装机容量500MW。大坝为面板堆石坝，坝顶高程362.0m，趾板最低建基面高程248.0m，最大坝高114.0m。大坝面板面积为40473m2，砼方量17778m3。

潘口水电站面板共分为24块，砼分两期进行浇筑，Ⅰ期为EL321.6以下（2011年3月2日～5月24日），Ⅱ期为EL321.6以上（5月25日～8月2日），混凝土浇筑采取跳仓浇筑，从中间依次向两侧跳仓进行混凝土浇筑。

2、混凝土面板堆石坝特点及面板重要性

混凝土面板堆石坝对地形和地质条件都有较强的适应能力，并且具有施工方便、投资省、工期短、运行安全、抗震性好等特点。

混凝土面板堆石坝施工中，混凝土面板作为主要的防渗结构物，对大坝的正常安全运行起着至关重要的作用，因此，面板砼的质量是整个工程的关键。

3、面板砼施工方案

潘口电站面板混凝土施工结合潘口电站工程特点，采用钢筋现场绑扎焊接、6m3混凝土罐车从拌合楼经左岸上坝公路运输混凝土、坡面全封闭式溜槽入仓、人工振捣、二次收面、无轨滑模跳仓分期浇筑的施工方案。

4、面板砼施工质量控制

潘口电站面板混凝土掺配聚丙烯纤维，混凝土设计标号为C25W12F150，聚丙烯纤维掺量为0.9kg/m3。施工中主要从拌合站的建立、原材料质量控制、配合比设计、砼拌制、运输、浇筑、养护全过程来进行混凝土施工质量控制。

4.1拌合站的建立

为保证面板混凝土质量及施工进度，建立了一座双卧强制式拌和楼（JS1000AH型混凝土搅拌机），理论生产率为60m3/h，能够满足面板混凝土连续浇筑要求。

拌合站建成后，经竹山县质量监督监测站对计量系统检定后，报请业主、监理验收，验收通过后，才投入使用。

4.2原材料质量控制

每批进场原材料必须随车附带出厂合格证及出厂检验报告，待项目质检站抽检合格后方可使用。原材料堆存地要求必须悬挂标识牌（注明规格型号、检验状态）。

4.3混凝土配合比及拌制

面板混凝土配合比设计经项目质检试验室试验论证，并报送监理审批。每次开仓之前，试验室根据砂石骨料的含水量、超逊径等调整配合比，拌合站严格按照试验室开具的配合比通知单拌料。

4.4混凝土运输

采用6m3混凝土罐车运输经左岸上坝路运至坝顶平台。根据施工工艺要求及施工经验，本工程面板砼浇筑时，混凝土塌落度在仓面按照3～5cm控制，卸料时的塌落度控制为3～7cm，并要求从混凝土拌和开始至工作面的运输时间必须控制在45min以内。

4.5混凝土浇筑

4.5.1混凝土入仓

混凝土入仓采用溜槽，每块仓面布设两道溜槽，并在两道溜槽末端分别增设了6m的“长溜槽”，避免槽尾端混凝土堆积过多而给平仓振捣带来困难。为防止砼料在输送、入仓过程中溢（翻）出溜槽，人为预先在溜槽底加铺一层宽度为1.2m的毛毯，将溢出料“拦截”于毛毯上，而不使其直接进入仓面，并便于人工清理。同时采用彩条布对溜槽进行全封闭遮阳、防飞石覆盖，弥补溜槽入仓的缺陷。

溜槽在卸料前采用水桶向溜槽内浇少量水，润湿溜槽表面，并用水桶在溜槽出口将多余水收集，避免水流至仓内，污染混凝土。 混凝土入仓要求均匀分布，每层铺料厚度为25cm～30cm，严禁出现骨料集中现象，并及时振捣。

4.5.2混凝土平仓及振捣

滑模上安装2台Ф30mm和3台Ф70mm插入式振捣器，划段专人负责平仓及振捣。要求振捣间距小于40cm，深入下层混凝土5cm。振捣时间以混凝土表面不再明显下沉，不出现气泡并泛浆时视为振捣密实，一般情况下每一处振捣时间控制在15～20s。Ф30mm振捣器负责止水部位的混凝土振捣，范围为1.5m，以确保止水周围混凝土浇筑密实。Ф70mm插入式振捣器负责中间部位混凝土振捣，振捣器插入方向必须在滑模前沿铅垂向下，严禁靠模板振捣和顺坡面伸入滑模底下进行振捣，以防漂模、跑模及影响钢筋握裹效果。

砼振捣要求做到分层清楚、振捣有序，既不漏振、也不过振，确保混凝土内在质量良好，外型美观。

4.5.3滑模滑升

滑模用2台10t卷扬机牵引，滑模提升时，先清除滑模前沿超填砼，以减少滑升阻力。每次提升不超过30cm，滑模的滑升速度与浇筑强度、脱模时间相适应，滑模平均提升速度在1.5～2.5m/h，操作时，滑升速度控制范围在砼脱模后不产生鼓包与砼表面没有拉裂之间。滑升间隔时间，不超过30min，最大滑升速度不超过3m/h；滑模滑升时做到平稳、均衡上升。

4.5.4收面

为了确保面板平整度，滑模滑升后，立即进行第一次人工木模收面，并通过调整二次收面架（在滑模后面牵引二次收面平台）的牵引钢丝绳，掌握恰当的二次收面时间，在混凝土初凝前进行二次收面，以减少表面干缩裂缝。滑模与收面平台之间距离应根据滑模滑升速度和砼初凝时间确定。

4.5.5拆模

混凝土浇筑完成24小时后根据气温情况判定可否拆除侧模板，若可以拆除，拆模后及时进行表面覆盖，以防混凝土内部水分散失过大导致混凝土出现干缩裂缝。

4.5.6养护

在混凝土浇筑二次抹面完成后，采用随滑模前行的塑料薄膜進行保温保湿，塑料薄膜必须覆盖严密，防止水分蒸发。待混凝土面可以承受工人踩踏后，立即采用毛毯进行覆盖，接缝处用细铁丝绑扎，并及时采用水管进行洒水养护。待一块面板浇筑完成后，采用布置在面板顶部的PVC花管进行长流水养护，花管上小孔的出水量满足养护用水量，连续洒水养护至蓄水时为止。

5、结语

潘口水电站面板砼浇筑历时5个月，9月8日成功下闸蓄水。经过几个月的试运行，目前大坝运行良好，满足业主及合同需求。

堆石混凝土应用前景浅议 篇4

1 堆石混凝土技术原理

堆石混凝土技术目前已发展有普通型堆石混凝土和抛石型堆石混凝土两种主要施工方式。普通型堆石混凝土是将堆石先入仓, 然后浇筑自密实混凝土SCC, 适用于浇筑大仓面混凝土施工。抛石型堆石混凝土是在合适的施工条件下, 利用自密实混凝土的缓冲作用, 先浇筑高抗分离的自密实混凝土, 后抛入堆石, 也可形成完整、密实的堆石混凝土。适用于深度较大部位的混凝土施工, 如沉井回填、抗滑桩回填、高边墙、挡墙等部位。

自2003年发明以来, 清华大学土木工程学院针对特殊混凝土的充填性, 堆石料粒径对混凝土充填的影响, 形成的堆石混凝土所具有的力学性能、抗渗性能、耐久性能等展开了一系列试验研究和工程应用研究, 均取得了令人满意的成果。2008年堆石混凝土技术通过了水利部科技成果鉴定, 获得了很多院士的肯定。同年这一技术入选中华人民共和国水利部科技推广项目, 2012年被国家发改委、环保部、科技部、工信部四部门联合列入《国家鼓励的循环经济技术、工艺和设备名录 (第一批) 》, 有效推动了这项技术的推广应用。此外, 2009年由水利部水利水电规划设计总院组织并与清华大学和水科院共同编著了《胶结颗粒料筑坝技术导则》, 这为堆石混凝土在工程中的应用提供了强有力保障。

2 工艺流程

在混凝土坝体施工中多采用普通型堆石混凝土技术, 其主要施工流程图为图1所示。

其中主要的工艺环节: (1) 支立模板:需保证模板具有足够的强度和刚性, 需要时也可以采用浆砌石墙代替模板。 (2) 堆石入仓:选取粒径不低于30cm的块石, 包括拆除旧建筑物的废弃混凝土块、取自河道的天然卵石等等, 清洗干净后直接入仓自然堆放, 形成带有一定空隙的堆石体。 (3) 浇筑高自密实性能混凝土:将生产出的高自密实性能混凝土运至施工现场后, 直接从堆石体的表面浇筑, 直至高自密实性能混凝上将堆石体的空隙填充, 完成堆石混凝土浇筑。由于堆石混凝土施工工艺简单流畅, 可以取消振捣、简化温控, 减少人为因素, 能充分发挥机械作业, 施工速度快, 施工质量控制简便有效, 所以能大幅提高大体积混凝土的施工效率, 缩短工期。

3 技术特点及优势

堆石混凝土施工技术作为一种大体积混凝土新的施工技术, 利用了大量堆石料。在混凝土中堆石的体积比例一般可以达到50%以上, 堆石含量高能够最大限度地降低混凝土等胶凝材料的用量。利用开采或开挖料中的大块石可达到环保的目的。同时, 堆石混凝土施工技术减少了骨料破碎等施工环节对环境的污染, 减少灰尘和二氧化碳在空气中的排放。由此可以说, 堆石混凝土技术是一种绿色的混凝土施工新技术。

堆石混凝土技术施工与以往的施工技术相比还具有以下优势:

(1) 低胶凝材料用量、低水化热。堆石混凝土可以充分多种掺和料, 如粉煤灰、矿渣粉、石粉等, 因此新的施工技术的水泥用量显著减少。以C20等级堆石混凝土为例, 堆石混凝土中的水泥含量一般为80-90kg/m3。每立方米混凝土温升不超过15℃, 这种新的技术应用可以在大体积混凝土施工中消温控措施。

(2) 工艺简单、施工快。堆石混凝土施工工序分为堆石入仓以及混凝土浇筑。如果具有合理的施工组织设计, 在施工中可以将两道工序和并在一起完成。入仓和浇筑通过机械化施工来完成不仅增加了效率, 还减少了人力投入, 降低了成本。入仓和浇筑同时进行不仅工序间干扰较小, 还降低了设备生产强度。

(3) 降低施工人力和金钱成本。首先, 胶凝材料用量的大幅缩减以及堆石料的大量使用降低了建设成本;其次, 高性能混凝土的用量少于三分之一, 导致混凝土浇筑及施工成本明显降低;最后, 新工艺机械化生产程度高并在此基础上简化温控措施, 由此免去很多人工成本的投入。由此计算, 堆石混凝土施工成本较常态混凝土施工成本可降低五分之一左右。

(4) 堆石混凝土性能稳定。堆石混凝土是由高性能胶凝材料和堆石联接而成。堆石骨料具有抗压剪强度高, 水蒸发后干缩变形小的特点, 不仅在提高堆石混凝土材料性能而且在保持结构稳定性方面具有显著效果。高性能混凝土具有流动性能和胶凝性, 在堆石混凝土浇注过程中保证了其具有高材料性能高材料稳定性。

试验研究结果表明, 堆石混凝土是常态混凝土的十倍左右;材料性能、抗剪强度参数均能满足实际工程要求, 并且与一般混凝土材料性能参数相比具有较高的安全富余系数;抗渗性只有常态混凝土材料的十分之一, 并且与普通混凝土相比还具有低收缩性、低泌水性的优点。

参考文献

面板堆石坝挤压边墙技术发展概述 篇5

关键词：挤压边墙技术；面板堆石坝；面板

中图分类号：TV641.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）15-0014-02

混凝土面板堆石坝上游坡面挤压边墙技术是在实践过程中产生并推广的一种施工新技术，于20世纪90年代在巴西、秘鲁等国开发并首次使用。1999年在巴西埃塔面板堆石坝建设中首次使用挤压边墙施工方法，2000年经国际大坝委员会介绍，2002年我国黄河公伯峡混凝土面板堆石坝开始使用挤压边墙施工技术。以公伯峡工程为依托，陕西省水电工程局借鉴公路工程道沿机的原理成功研制了边墙挤压机，并经多次现场试验表明运行良好后，首次运用于公伯峡面板堆石坝。挤压边墙施工技术有能够保证和提高垫层料施工质量、提高上游坡面防护能力、加快施工进度等特点，得到国内外坝工界的重视。

1 挤压边墙技术施工方法

1.1 传统施工方法

面板坝上游面传统施工方法是：在垫层料铺填时将其垫层区上游面超填30 cm左右后进行水平碾压，一般压实厚度约40 cm，待垫层料填筑至一定高度后，用机械或人工削坡整理，并反复进行斜坡碾压，最后进行削坡、喷砂浆固坡等工序，直至符合混凝土面板浇筑对垫层区上游面平整度和密实度的要求。

1.2 挤压边墙施工方法

具体施工方法是：每一层垫层料填筑之前，沿上游坡面坝轴线方向用挤压边墙机做一道半透水的混凝土边墙，待混凝土凝固后在其内侧按设计要求铺填并用振动碾平面碾压大坝垫层料，至本层堆石料碾压合格后再以同样的工序进行下一层的施工。挤压边墙具体的形状及其位置如图1（a）和（b）所示。

1.3 挤压边墙与混凝土面板接触面的处理

为了减小挤压边墙对面板的约束，通常会在挤压边墙混凝土的上游表面做一定处理，工程上常采用的措施有：①喷涂一定厚度的乳化沥青；②喷涂乳化沥青与砂的聚合体；③铺设沥青油毡；④铺设一层塑料薄膜。

2 挤压边墙技术的优点

挤压边墙法在施工上的优越性主要体现在其技术特点和经济性上。

2.1 技术特点

采用挤压边墙施工工艺后，垫层料等下游填筑料的碾压为垂直碾压，使得上游坡面的密实度和平整度得以保证。再者，挤压边墙技术施工简便，代替了传统工艺中垫层的超填、削坡、修整、坡面防护等工序，提高施工进度。对坝体而言，在汛期，挤压边墙还提供了一个临时可抵御冲刷的上游坡面，提高了坝体度汛的安全性。

2.2 宏观经济性

挤压边墙技术加快了施工进度，缩短了施工工期，使工程提前完工的可能性大大增加，意味着项目投资能提前收回，提早实现收益，具有一定的经济性。

3 挤压边墙技术在国内工程的应用

目前，我国已有多座面板堆石坝采用挤压边墙施工技术，国内部分采用挤压边墙技术的工程挤压墙尺寸表见表1。

4 面板堆石坝挤压边墙结构性能研究

挤压边墙由于其在施工上的优越性而迅速推广应用，但材料性质的差异，决定其与面板的结构关系与传统的面板-垫层有很大差别。目前我国的水布垭、那兰、九甸峡等面板堆石坝等工程的施工中都采用了挤压边墙施工技术。但水布垭、公伯峡等面板堆石坝在施工期面板出现了比较严重的裂缝。

4.1 挤压边墙施工存在的问题

①挤压边墙的分层施工使其水平向有错台产生，导致其表面不平整；②在浇筑混凝土面板的过程中，水泥砂浆会污染挤压边墙表面预先喷涂好的柔性接触材料；③在绑扎混凝土面板配的钢筋时，也会对接触柔性材料造成破坏；④挤压边墙施工工艺简单，但在垫层料与挤压边墙界面处不易压实，产生亏坡不易修补。

4.2 挤压边墙结构对混凝土面板的影响

在已有的挤压边墙有限元计算中，得出的结论是：挤压边墙对堆石体的应力变形基本没有影响，对面板的应力变形有较大改善。得出此结论的原因可归结为：挤压边墙混凝土模量较垫层料的模量有较大的提高，且混凝土边墙可以自由变形，不会对面板产生摩擦过大、局部挤压等不利作用。通常有限元几何模型都是建立在理想模型基础上的，即挤压边墙表面是平整的，不存在实际施工中存在的错台、亏坡或破坏而形成的任何尖角、突变，所以有限元计算模拟与实际施工的差异较大。

5 结 语

①在挤压边墙逐层施工的过程中，各层之间或多或少的会出现上下错层的现象，这种错层使挤压边墙表面不平整，增大挤压边墙对面板的约束。所以，在施工中，严格把控挤压边墙的施工质量尤为重要。

②我国面板坝的高度已向200 m级、300 m级发展，研究挤压边墙的使用对高坝的影响具有重要意义。

参考文献：

[1] 张新园.挤压边墙法在混凝土面板堆石坝中的应用[J].云南水力发电，2005，（6）.

[2] 孙玉军，洪镝，武选正.公伯峡面板堆石坝混凝土挤压式边墙技术的应用[J].水力发电，2002，（6）.

[3] 侯文峻，张嘎，张建民.面板堆石坝挤压式边墙与面板接触面接触力学特性研究[J].岩土工程学报，2008，（9）.

[4] 陈洪天，熊登峪，王丹迪.混凝土面板堆石坝挤压边墙技术概述[J].西北水电，2009，（5）.

堆石混凝土技术的研究与应用 篇6

1 堆石混凝土技术概述

堆石混凝土是指先将满足一定粒径要求的块石 (或卵石) 自然堆满仓面, 然后在堆石体表面浇注满足特殊要求的专用自密实混凝土, 无需振捣仅依靠其自重充填堆石体的空隙, 所形成完整密实的混凝土, 其具有低碳环保、低水化热、工艺简便、造价低廉、施工速度快等特点, 其构成如图1 所示。

在大坝等建筑中, 为了降低混凝土的水化热和成本, 都希望能够降低水泥用量。因此, 一般采用减少用水量或采用大粒径骨料以增加骨料用量的方法。前者, 如碾压混凝土, 即是采用干硬混凝土的方法, 但需要大功率的碾压机械, 依靠强大的机械力量使混凝土密实。在实际生活中, 更多的是采用四级配骨料, 骨料最大粒径可达到150mm。在中小型工程中, 也有采用混凝土砌石、毛石混凝土、埋石混凝土等方式筑坝, 但是, 这些筑坝方式要求较高的专业技术人员, 施工人员的技术水平直接影响大施工质量。随着近年来, 人工成本的上涨, 采用混凝土砌石、毛石混凝土等筑坝技术的成本也愈来愈高。

2 拉里么水库工程简介

拉里么水库位于永仁县猛虎乡阿里地村委会的拉里么河上。坝址地理坐标为东经101°31′02″, 北纬26°02′09″, 控制径流面积18.9km2, 设计总库容313.17 万立方米, 其中:正常库容265.02 万立方米, 死库容36.68 万立方米, 兴利库容228.34 万立方米。设计灌溉面积0.67 万亩, 其中:新增灌溉面积0.48 万亩, 改善灌溉面积0.19 万亩。大坝坝型为堆石混凝土重力坝, 最大坝高57.2m, 坝轴线长106.9m, 堆石混凝土工程量:总填筑量5.98 万m3 (堆石占55%~60%) , 其中:块石料约1.8 万m3, C15混凝土填筑量4.2 万m3。

3 堆石混凝土技术的应用与优化

3.1 前期准备

混凝土施工技术的前期准备包括了原材料的选用和质量的规定。堆石混凝土的材料一般选择新鲜、完整和质地较好的块石, 并且块石的大小有一定的要求, 如粒径不宜小于300mm, 最大粒径不应超过结构断面最小边长的1/4, 块石的饱和抗压强度 (Rs) 也有要求, 不得小于30MPa。而水泥一般选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、中热或低热硅酸盐水泥。选用质地坚硬的, 表观密度不小于2450kg/m3、最大粒径不超过150mm的砂砾料;选用粉煤灰、沸石粉、火山灰、石粉等作为掺和料;选用特定的外加剂。

3.2 具体施工

堆石混凝土的施工包括了具体的施工流程, 相关设备的选择, 以及具体的施工方法。具体而言:结合拉里么水库工程的具体情况, 将施工流程分为仓面处理-测量放线-模板安装-堆石入仓-自密实混凝土浇筑-混凝土收仓、养护等六个过程, 各个过程都必须检验合格后方能进行下一道工序;现场设备的选择主要是指运输设备的选择, 包括型号的确定与设备的具体布置, 根据坝体填筑的高度 (最大坝高为57.2m) , 为解决上部坝体块石的垂直运输, 结合大坝施工特点和现场的实际地形条件, 上部坝体的块石主要采用塔式起重机吊运入仓。而具体的施工方法则是包括六个方面, 一是基面处理, 即对开挖基础面, 应挖至新鲜的基岩面, 并将基岩面上的松动岩石撬挖掉, 清除干净, 然后用高压风将表面吹干净;在处理上、下层混凝土时, 应将结合面清除干净。二是测量放线, 即在基面处理完成后, 验收合格时, 用全站仪测出结构物位置、轮廓线及其高程, 以确定模板的安装位置。三是模板安装, 即在测量放线所确定的位置上进行模板安装, 模板一般选用定型钢模板或普通木模板作为主体, 用自制木模板和普通小钢模板作为补充;模板的加固采用内拉外顶式的方法。四是堆石料入仓, 入仓前, 需要对块石进行全面质量检查, 确保其符合施工要求;检查合格后, 对坝体上下部采用不同的运输方式入仓, 如下部用10t以上自卸汽车, 上部用塔式起重机;入仓后, 对仓面进行人工平仓, 或挖掘机平仓, 并对仓内进行清理;在监理工程师验收合格后, 才能进行下一工序。五是自密实混凝土浇筑, 其中包括了自密实混凝土拌和、自密实混凝土的运输和自密实混凝土的浇筑等步骤, 拌合需要对材料进行清理、调配, 并选择合适的搅拌机。运输则是用混凝土输送泵。浇筑则是需要根据一定的程序和规定, 严格进行清理和施工, 确保浇筑的科学稳固。六是堆石混凝土养护, 主要是指保持堆石混凝土的湿润, 避免暴晒。

3.3 优势对比

相比埋石砼, 堆石砼有着较为明显的优势, 虽然在直接成本上有所增加, 如表1 所示。

但在施工工期对比中, 我们发现埋石砼浇筑施工工期为14 个月, 完成浇筑方量约为6 万立方米。根据施工场地及施工机械配备条件不同, 堆石砼浇筑速度一般为5000~20000 立方米/月。结合本工程实际施工组织设计方案, 月均浇筑速度约为5500 立方米, 施工工期为11 个月, 可节约工期21.4%。因此, 采用新型堆石混凝土技术虽比设计的埋石混凝土方案增加投资10.14 万元, 但工期缩短了3 个月, 按18 万元/月的施工成本计算, 可节省投资54 万元。所以实施结果比原方案节省投资43.86 万元。优化后方案可行。

4 结束语

总而言之, 堆石混凝土技术在拉里么水库工程建设中较为成功, 优化方案具体可行。堆石混凝土技术对大坝建筑的工期和成本都具有重大意义。

摘要：通过对洒谷水库堆石混凝土坝施工现场进行实地考察学习, 拟在拉里么水库工程中推广堆石混凝土技术, 通过实践观察和收集相关数据, 对堆石混凝土技术的具体应用进行探讨, 总结了堆石混凝土技术的各种优势, 并形成了一系列的科技成果。

关键词：堆石混凝土,拉里么水库工程,优化,应用

参考文献

[1]韩健, 张彩双, 卢玲, 等.堆石混凝土技术的研究与应用[J].中国水运 (下半月) , 2013, 12 (23) .

[2]陈永兴.沥青混凝土心墙堆石坝施工仿真理论与应用研究[D].天津大学, 2012, 16 (22) .

浅谈混凝土面板堆石坝设计 篇7

某工程水利大坝建筑物等级为1级, 洪水位为1 900.20 m, 正常的蓄水位为1 890 m, 死水位为1 884 m, 坝高的最大值为110 m, 水库的总容量为2.98亿m3。水电站装机的总容量是1 100 MW, 发电量平均每小时为33.94亿k W, 确保处理能够达到340.4 MW。该水利大坝的建设主要是为了能够促进河水库防洪得到提高、工业供水以及城市生活供水等, 同时还能够保证发电以及保证灌溉等。水客枢纽主要是通过电站、泄洪发电洞、泄洪道以及大坝等构成, 大坝主要的通过混凝土面板堆石坝进行拦河, 通过计算趾板底最低的位置到坝底的高度为90.2 m。

二、混凝土面板堆石坝设计

1. 工程地理环境

该工程的位置在某河道上游位置, 有着较为广阔的河谷, “U”型为河谷断面的情况, 工程的岩性主要是变粒岩以及花岗岩等性质, 而河床的主要覆盖层则为混合土卵石层以及卵石混合土等, 节理裂隙以及区内断层呈现发育状态[1]。由于该工程的地下水以及河水对混凝土结构没有存在腐蚀的现象, 因此, 确定水库工程不会出现永久性渗漏等情况, 左岸靠近坝库的位置或许会出现变质辉长岩、大理岩带以及接触带会出现渗漏等情况, 通过相关分析发现没有较大的渗漏量。坝基出现基岩风化以及沿覆盖层存在裂隙等情况, 而强风化基岩和坝基覆盖层的管涌结构存在变形渗透等情况, 工程的两岸均出现绕坝渗漏等情况。

2. 趾板结构的设计

通常情况下, 均是同时对基岩地质情况、水头大小以及地基结构渗流的允许值对趾板的宽度进行确定, 一般确定趾板的宽度为5.0 m, 厚度为0.7 m。不会将永久性的结构缝在趾板进行设置, 且分别通过按照顺序浇筑的方式进行, II序块的长度是1.5~2.5 m的范围内, I序块的长度为15.5~20.5 m的范围内。均选择钢筋混凝土C30等级作为混凝土趾板结构的施工材料, 有着F200的抗冻等级以及W10的抗渗等级。配置钢筋结构在趾板结构的设计时均根据单层双向的方式, 确保配筋纵向位置的直径为25 mm, 间距距离为18 cm, 配筋横向直径为28 mm, 间距距离为18 cm。要想促进地基与趾板的连接得到加强, 则要锚筋设置在趾板下, 同时设计锚筋与锚筋之间的距离为1.5 m, 长度为5 m, 直径为28 mm。如要将基岩结构的抗渗能力以及整体性有效提高, 则需要对混凝土趾板结构的地基岩石做帷幕灌浆以及固结等处理措施。将帷幕灌浆以单排的形式在趾板结构中进行布置, 且将孔距设置为2 m, 从河床位置往基岩部分深入50 m的深度, 在基岩结构位置分别往工程两岸深入30 m的深度, 而左岸上的帷幕灌浆则顺着溢洪道底板的位置向外部进行延伸大概35 m的距离。另外, 趾板结构上下游位置则将固结灌浆进行分别布置, 确保灌浆施工的深度能够满足12 m, 布置以梅花形的形状, 两者之间的孔距则是3.2 m。

3. 坝料分区以及坝体断面的设计

采用分区碾压以及分区填筑的方式进行坝体堆石的设计, 大坝结构断面分区以及横断面的具体情况详见图1。另外, 对大坝结构的垫层料的设计也要有一定的要求, 必须要确保设计的垫层料满足渗透稳定性较高、抗剪强度较高、压缩性较低以及透水性等要求, 同时还能够满足反滤的目的。首先应该进行连续级配, 严格控制垫层料粒径的最大值在85 mm内, 0.6 m为填筑层的厚度。要想确保大坝结构的施工进度得到有效保证, 则需要通过选择混凝土结构通过边墙挤压固坡的方式保护垫层的上游。垫层料结构受到过渡料的影响, 有着排水以及保护渗流等作用, 避免出现大孔隙受到主堆石垫层料冲蚀影响的情况, 对渗透的水流进行排泄。通过堆石料场对次堆石区、大坝结构进行开挖料的爆破处理, 将粒径的最大值控制在850 mm内, 连续级配, 填筑层的厚度则设计为0.8 m。

4. 面板结构的设计

一般均通过沿着顶部往底部进行逐渐增加厚度的方式对面板结构的厚度进行增加。面板底部的厚度为60 cm, 顶部的厚度为31 cm。要想促进面板结构抵抗拉力的能力得到有效增加, 则需要对面板结构的柔性采取相应的保护措施, 将双向单层的钢筋结构配置于面板之间, 面板顺坡的地方配置钢筋的结构的间距为16 cm, 直径为25 mm。水平方向配置钢筋结构的间距为16 cm, 直径为22 mm。另外, 将具有抵抗挤压能力的钢筋增设在接缝的位置, 钢筋结构配置的间距为16 cm, 直径为16 mm。

5. 基础结构处理的设计

(1) 通常情况下, 均是选择钻孔爆破的方法对趾板基础结构进行开挖施工, 在靠近趾板结构建筑基础面层的位置应该将保护层预留, 通过小炮爆破的方式进行开挖施工。

(2) 通过选择双排固结灌浆孔距对强风化层、节理密集带、陡坎、倒悬、反坡以及节理密集带进行加密处理, 将孔距从3 m的距离缩小到2 m的距离, 通过削坡的方式对陡坎、倒悬以及反坡进行处理设计, 确保坡度的比例能够满足1.5:1。采用混凝土对工程部门存在的陡坎、倒悬以及凹坑等情况进行回填处理。

(3) 一般均在弱风化岩体的部分进行坝体堆石的设计, 一旦出现深坑夹泥的情况时, 则通过混凝土材料进行回填处理。要挖除建筑工程高程标准下存在的细砂粉末, 直到露出基岩面以及砂砾石层结构才能给停止挖除。对挖除的物体通过砂砾石进行分层碾压以及回填的施工, 确保密度在压实施工后能给满足相应的需求。另外, 应该通过混凝土材料对工程两岸进行下部回填以及上部削坡等施工, 要确保在完成施工后坡度能给满足1.5:1的设计要求。

三、大坝工程施工设计要点

1. 大坝结构填筑施工设计要点

进行大坝工程的施工时对墙固坡通过混凝土挤压的方式进行边坡结构上游垫层料的施工, 通过挤压边墙进行处理能够促进坡面达到简化的目的。采用挤压机械进行施工, 不但能够促进上游表面的垫层料出现损失散落以及分离等情况得到减少, 还能够在很大程度上对防剥落以及防冲蚀起到保护的目的。为了确保能够整洁的施工, 可直接在面板以及钢筋铺设时进行坡面结构的施工, 这样不但是混凝土超填的情况得到减少, 还提高施工工作效率, 使施工进度得到有效保障。另外, 应该通过拌合站对挤压边墙所需混凝土结构进行生产, 将速凝剂、石子、沙子、水以及水泥等材料根据配合比例进行配置施工, 通常情况下, 首先要对挤压边墙进行施工, 垫层料的填筑需要挤压边墙的施工完成的1 h后, 而碾压施工则需要在4h后。在进行挤压边墙的施工时应该要重视对垫层料边缘结构主要平整度等方面进行控制。图2为该工程大坝填筑施工现场。

2. 混凝土面板以及趾板结构的施工设计要点

通常情况下, 均是通过小型运输设备将混凝土趾板结构运入河床位置, 采取输送泵将混凝土材料运输到工程两岸进行斜坡趾板结构的浇筑施工。在仓内的混凝土的上升速度维持在均匀状态, 确保每个建筑层的上升速度小于45 cm, 通过φ50振捣棒以及φ100的振捣棒进行混凝土的振捣施工, 通常在4~6 h的混凝土浇筑施工后。另外, 应该将宽缝设置在空间转向的位置, 避免混凝土结构出现裂缝的情况。因为同时进行趾板浇筑以及大坝填筑等方面的施工, 因此, 应该在后浇带的浇筑施工足够30 d后才能给进行趾板浇筑以及大坝填筑的施工。要想将大坝结构施工进度受到后浇带结构施工的影响等情况解决, 则应该采用分缝处理的方式对工程两岸的后浇带施工进行修改。工程两岸分缝的部分采用趾板以及垂直缝的交接位置进行错开处理, 避免与趾板结构转弯位置出现接触的情况, 通过钢筋断开分缝部门, 确保保护层结构对厚度的需求得到全面满足, 另外, 将止水带设置在分缝位置。

四、结语

通过对该工程混凝土面板堆石坝的设计以及施工得知, 在河床的卵石混合土以及河床的岩基上直接坐落大坝坝体, 防渗系统则是通过面板、趾板以及帷幕灌浆等构成, 通过应用挤压边墙技术于大坝上游的施工中, 防止上游面出现垫层料出现损失、散落以及分离等情况, 不仅能够促进工作效率得到提高, 还使施工进度得到有效保障。本工程将反向排水系统为大坝设计的主要模式, 能够有效防止面板、趾板受到水位抬高破坏等情况。

参考文献

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[2]张礼智.小河水电站砼面板堆石坝坝体结构设计[J].湖南农机, 2009 (01) .

[3]徐泽平.堆石压实标准及结构分区对混凝土面板堆石坝应力变形影响的研究综述[J].中国水利水电科学研究院学报, 2009 (02) .

[4]王汝军, 高红民.白沙面板堆石坝剖面优化设计[J].湖北水力发电, 2009 (05) .

堆石混凝土 篇8

1 流水作业法

坝体填筑作业主要包括铺料平料、洒水碾压和质检验收三道工序。为提高填筑作业的效率, 避免各工序之间的相互干扰, 确保施工安全, 通常采用流水作业法组织坝料填筑施工。所谓流水作业法, 就是把整个坝体划分为若干个面积大致相等的填筑单元, 各填筑单元依次循环完成填筑作业的各道工序, 使工作面上所有工序能够连续进行。

2 卸料和摊铺

2.1 卸料方法

自卸汽车将堆石料运送至坝面填筑区的卸料方法主要有进占法、后退法和混合法三种。

2.1.1 进占法卸料

进占法卸料是自卸汽车在新填的松料上逐步向前卸料, 并用推土机随时平整, 这是最常用的卸料方法。优点:坝料容易平整, 容易控制填筑厚度;缺点:堆石料容易分产生分离。适用条件:在垫层区, 过渡区及邻近过渡区的主堆石区, 不允许出现坝料分离, 宜采用后退法卸料, 不宜采用进占法。

2.1.2 后退法卸料

后退法卸料是自卸汽车在已压实的堆石面上后退卸料, 组成许多密集的料堆, 然后用推土机平整。优点:能改善堆石分离的情况;缺点:推土机平整工作量大, 表面不易平整, 给压实工作带来一定困难。适用条件:在垫层、过渡层或粒径较小的坝料填筑中采用。

2.1.3 混合法卸料

混合法卸料是在已压实的堆石面上采用后退法卸料, 形成分散的料堆, 再用进占法卸料, 并用推土机平整。这种方法兼有进占法和后退法的优点, 较适合于厚层填筑。既可以减少坝料分离, 又可以减少推土机的推平工作量。

2.2 摊铺方法

一般小区料用小型装载机或反铲挖掘机配合人工摊铺平整;垫层料多采用平地机或推土机摊铺;过渡区、主堆石区、次堆石区及砂砾料采用推土机摊铺平整。在摊铺过程中要对超径石进行必要的处理。

3 洒水与碾压

3.1 洒水

在面板堆石坝填筑施工中适当洒水, 湿润坝料, 软化细料, 使大块石的棱角更易压碎。洒水量与筑坝材料的种类、粒径、填筑部位、坝高等因素有关, 一般宜为堆石体的5%~25%。实际洒水量应根据现场试验确定。洒水方式一般有坝外洒水和坝面洒水两种。

3.2 碾压

1) 碾压机械的选择。在面板堆石坝施工中, 常用的碾压机械有牵引式振动碾、自行式振动碾、手扶式振动碾和振动压实板等。在选择碾压机械时应考虑如下因素:a.设计的压实标准;b.压实部位的情况, 堆石料的性质;c.可选择的碾压机械类型及配套情况;2) 坝料碾压。振动碾行走应与坝轴线方向平行。速度一般为1.5~2km/h。碾压方式多采用错距法 (碾轮宽/碾压遍数) , 遍数根据试验参数确定, 一般为8遍。

3.3 分区填筑参数

通常垫层区、过渡区的填筑参数一般为0.4~0.5m, 主堆石区的填筑高度一般为0.8~1.0m, 次堆石区的填筑厚度一般为1.0~1.2m。在施工过程中, 各区的实际铺料厚度应比填筑厚度增加10%, 压实后即可达到设计厚度。

4 质量检验与控制

坝体填筑的质量检验与控制, 是面板堆石坝施工管理的重要内容。控制坝体填筑质量的方法是对坝体填筑的各个环节, 包括筑坝材料、铺料、洒水、碾压等进行抽样检查, 以便及时控制施工质量。

4.1 质量控制的内容

1) 检查料场和上坝材料的质量, 包括:超径石料占总量的比例, 细料占总量的比例, 级配等。2) 检查坝体施工状况和施工工艺参数, 包括堆石填筑厚度、碾压遍数、加水量。

4.2 填筑密实度检测方法

坝体填筑密实度, 常采用干密度ρd (g/cm3) 或空隙率n (%) 来表示。密实度的检验方法主要有试坑注水法、压实计法、附加质量等。对于垫层料, 也可以采用核子密度计法。

5 结语

我国面板堆石坝数量多, 无论是坝高、工程规模还是技术难度都处于世界前列。面板堆石坝在我国以成为主要比选或首选坝型。我国已建立起较为完备的具有自己特色的技术标准体系, 成为引领世界技术发展的重要力量。在未来一段时间, 坝体填筑施工方面的水平, 将很大程度上影响我国面板堆石坝的建设。

摘要：混凝土面板堆石坝坝体填筑在堆石坝的施工过程中占据很重要的地位, 作业法的选定、卸料、摊铺、洒水、碾压、填筑参数和质量控制, 任何一个环节出现差错, 都可能影响堆石坝的质量。通过对填筑工艺的介绍和研究, 对建设部门提供一定的参考。

关键词：混凝土面板堆石坝,填筑工艺,质量控制

参考文献

[1]郦能惠, 杨泽艳.中国混凝土面板堆石坝的技术进步[J].岩土工程学报, 2012.

[2]杨泽艳, 周建平.我国特高面板堆石坝的建设与技术展望[J].水力发电, 2007.

[3]曹克明.混凝土面板堆石坝[M].北京:中国水利水电出版社, 2009.

[4]赵征凯.我国高面板堆石坝技术新进展[J].面板堆石坝工程, 2001.

堆石混凝土 篇9

鉴定委员会专家首先听取了金峰教授代表项目承担单位的汇报, 然后审阅了相关资料, 经过认真质疑、讨论, 最后形成了中肯的鉴定意见:

a. 提供的技术资料完整翔实, 符合成果鉴定要求。

b. 堆石混凝土技术是先将满足粒径要求的块石入仓, 形成有空隙的堆石体, 然后在堆石体表面浇注满足特定要求的自密实混凝土, 填充堆石空隙;或者将块石抛入自密实混凝土中, 形成完整、密实、满足要求的混凝土。

c. 该成果属于原创性的新技术, 具有完全的自主知识产权, 其主要创新点如下:①堆石混凝土技术通过大量块石的使用, 堆石含量可达到55%以上, 水泥用量少, 工程实测的大体积混凝土实际水化热温升仅为常态混凝土的1/2左右, 在施工过程中可以简化温控措施。形成的大体积混凝土结构收缩小, 具有较强的抗裂能力。②堆石混凝土施工层面有大量的块石棱角裸露, 可提高层间抗剪能力。③堆石混凝土施工工艺简单。所使用的机械设备均为常规设备, 节省了混凝土的生产和浇筑量, 免除了振捣工序, 简化了层面处理措施, 从而显著提高工效, 缩短工期, 大幅度降低工程造价。

d. 堆石混凝土技术已应用于北京军区某蓄水建筑物重力坝、宝泉抽水蓄能电站上库副坝及冲沟回填、向家坝水电站沉井群回填等工程, 取得了成功的经验, 效益显著。该技术成果的推广应用, 将推动我国中小型水利工程及其他大体积混凝土施工技术的发展, 具有广阔的应用前景。

鉴定认为, 堆石混凝土技术总体上达到国际先进水平;在堆石混凝土筑坝技术方面达到国际领先水平。

堆石混凝土 篇10

关键词：坝基 冻土 开挖爆破

1、概况

莲花水电站位于牡丹江下游主河床上，地处高寒山区，多年平均气温3.2℃，极端最低气温－45.2℃；坝基处最大冻土厚度在2m以上，开挖层厚6m～17m其上部由粘土和粉质土组成，厚度3m～10m，其中部为0.5～3.5m的砂层，其下部为2m～6m厚的砂砾层。

坝基开掘自1992年9月底开工，接着进入了冬季，为保证翌年5月份开始进行坝体填筑施工，需进行冬季坝基开挖施工。开挖面积约8万㎡，开挖量约15万立方米。

2、冻土层爆破

2.1　施工方案选择

通过对钻孔爆破方法和药壶爆破方法进行试验，并做了经济技术和施工进度等方面的分析比较。结果表明，采用扩壶药壶爆破方法进行冻土开挖，施工效果好，进度快，可满足大面积开挖要求，同时也降低了工程成本。

2.2　药壶法爆破施工

采用“套炮扩挖”的方法进行施工，即人工用钢钎、铁锤、铁勺等工具，先挖直径10～15㎝，深35～40㎝的小竖井，每次装450g（3管）2＃岩石炸药，全孔封堵起爆。每个药壶冻土松动范围一般为直径0.6～0.8m，清渣后依次向下扩挖，通过5～6次的扩挖，2m厚的冻土层即可穿透。然后将药包布置在非冻土层的粘土中，起爆药包按梅花形布置，间排距5～6m，最大可达8m（3月份冻土成竖茬时使用），实施冻土层的大面积爆破。

堆石混凝土 篇11

1 堆石坝变形特性有限元模拟分析

蒲石河抽水蓄能电站, 位于辽宁省宽甸满族自治县境内, 距丹东市约60 km, 该电站是我国东北在建中的第一座大型纯抽水蓄能电站, 总装机容量为1 200 MW, 单机容量为300 MW. 上水库的挡水建筑物为钢筋混凝土面板堆石坝, 坝轴线方向为NE16.5◦, 坝顶高程为395.50 m, 防浪墙顶高程为396.70 m, 最大坝高78.50 m, 坝顶宽8 m, 坝顶全长714 m[15]. 上游钢筋混凝土面板共分51 块, 每块宽14 m的共47 块, 在左坝头布置二块宽度分别为17.24 m和17.66 m, 在右坝头布置二块宽度分别为10 m和11 m. 钢筋混凝土面板坝上、下游坡比均为1:1.4, 下游坝坡在375.50m高程处设一宽为3.0 m的马道, 坝坡外为 “之” 形上坝公路, 路坡度为1:1.75, 填筑料为石渣. 大坝坝体填筑从上游向下游依次为垫层区、过渡层区、主堆石区及下游堆石区, 周边缝下游设有特殊垫层区, 主堆石区与基岩之间铺设过渡料.

采用Duncan--Chang非线性本构模型描述堆石料的应力- 应变关系, 堆石料的切线模量为

式中c为内聚力, ϕ 为内摩擦角, Rf为破坏比, k和n为切线模量系数和指数, 它们都是待识别的参数, Pa为参考压力, Pa= 1 × 105Pa. σ1为堆石坝三轴压缩试验时的垂直载荷, σ3为三轴压缩试验所施加的围压. 大量的实验研究表明, 围压对堆石料的内摩擦角有一定的影响. 考虑围压对堆石坝内摩擦角的影响, 材料内摩擦角与围压的关系为

式中, ϕ0和∆ϕ 为待识别的参数. 表征堆石料体积应力与体积模量变化的模型采用E-B模型

式中, Bt为切线体积模量, kb和m分别为体积模量系数和指数. 根据泊松比与体积模量和弹性模量的关系得到材料的切线泊松比

式中, µt为切线泊松比. 这样, 表征Duncan--Chang非线性本构模型的参数一共8 个, 如表1 所示, 其中与切线模量相关的参数6 个, 与切线体积模量相关的参数2 个. 表1 中的堆石料材料参数是根据堆石料实验室三轴压缩试验数据和堆石坝现场变形观测数据反分析得到的.

采用ABAQUS软件中的单元生死方法数值模拟了堆石坝的分层浇筑过程, 堆石坝的垂直和水平变形如图1 ∼ 图4 所示.

有限元模拟结果表明, 在竣工期堆石坝的最大沉降为341 mm, 约占坝高的0.4%, 向上游的最大水平位移约为50 mm. 大坝蓄水后, 最大垂直沉降变形变化较小, 增加了9 mm;而向下游的最大水平变形略有增加, 增加了11 mm. 有限元模拟的堆石坝沉降与观测值的对比见表2. 从表2 中可以看出, 有限元模拟堆石坝变形的总体趋势与观测值趋于一致, 竣工期堆石坝的最大沉降模拟值与观测值基本一致. 但某些观测点的沉降值与预测值差异较大. 其原因包括, 堆石料的非均匀特性、非线性本构模型及其参数的误差以及观测仪器本身的误差, 这种现象在其他堆石坝变形观测中也有发生[10,11,12], 有待于在今后的进一步深入研究中解决.

2 堆石坝沉降特性回归分析

根据对大量堆石坝长期观测数据的统计分析, 影响堆石坝变形的主要因素包括上游水压、环境温度和时效作用, 次要因素包括堆石料的固结与流变、基岩节理与断层的徐变. 在大坝变形监测资料定量分析中, 根据观测数据序列建立其统计模型、确定性模型和混合模型等数学模型, 该模型能够预报的变形, 同时对大坝变形进行水位、温度和时效分量的分离, 以此定量分析水位分量、温度分量和时效分量对大坝变形的影响程度. 采用回归分析方法, 确定水位分量、温度分量和时效分量所对应的回归系数, 从而得到大坝变形的水位分量、温度分量和时效分量的表达式, 它们分别代表水位、温度和时效等环境变量对大坝变形的影响程度, 该数学模型为定量分析和评价大坝的运行状态奠定基础. 混凝土面板堆石坝的变形模型为

式中, δ (H, T, t) 为堆石坝变形观测效应量, δH为水压分量, δT为温度分量, δt为时效分量, ε 为常数.混凝土面板堆石坝的变形模型的水压分量

式中, H = (h - hd) /60, h为上游水位, hd为开始观测日期的水位, 取hd= 330 m. 从现场观测开始日到开始蓄水日均取hd= 330 m段. 混凝土面板堆石坝的变形模型的温度分量

式中t为从开始观测开始累计天数, 单位d, t0=1 d, 定义现场观测开始日, t = 1 d. 混凝土面板堆石坝的变形模型的时效分量

式中, θ = t/100, t为从开始观测累计天数, t0=1 d, 定义现场观测开始日, t = 1, θ0= t0/100, 图5 为堆石坝变形观测点布置. 根据现场某个测点的变形观测数据, 采用多元回归分析方法, 确定该测点统计模型中的参数a1, a2, a3, b1, b2, b3, b4, c1和c2, 见表3, 并将拟合曲线与观测值相对比, 如图6 ～ 图9 所示.

从图6 和图7 中可以看出, 堆石坝沉降变形预测曲线与观测值吻合得较好, 预测模型具有较高的相关系数.

从图8 和图9 中可以看出, 堆石坝水平变形预测模型与观测值吻合得较好, 尽管在某些数据点预测值与观测值有一定的差异, 但是, 预测模型基本上表征了堆石坝水平变形随时间的发展趋势.

3 结论

(1) 有限元模拟在竣工期堆石坝的最大沉降为325 mm, 现场观测值为279 mm (观测点VI-7) , 约占坝高的0.4%, 向上游的最大水平位移约为50 mm大坝蓄水后, 最大垂直沉降变形增加了9 mm;向下游的最大水平变形增加了11 mm.

(2) 堆石坝建成3 年后的最大沉降为414 mm, 约占坝高的0.53%, 位置是VI-7 观测点, 位于坝轴线、1/2 坝高处. 向下游变形最大值为74 mm, 约占坝高的0.1%, 位置是HI2-6 观测点, 位于1/2 坝高、接近次堆石区与路基区的分界面. 堆石坝建成3 年后, 其某些观测点垂直和水平变形还没有达到稳定状态, 还有继续增加的趋势.