淺談那新混凝土面板堆石壩施工技術(shù)要求

盧顯興

（田林縣那新水利發(fā)電有限公司 廣西田林 533311）

1 基本資料

工程地質(zhì)情況：

堆石壩地基兩岸多為強(qiáng)風(fēng)化巖體，河床段為砂卵礫石，在對(duì)局部地質(zhì)缺陷采取壓實(shí)、槽挖回填混凝土處理后，地基可以滿足堆石壩建基面的要求。

趾板地基兩岸置于新鮮及弱風(fēng)化巖體上，巖體質(zhì)量以BⅢ1類為主，少量為CⅢ類；河床段趾板建基于新鮮巖體上，巖體完整性良好，巖體質(zhì)量分類為BⅢ1類。對(duì)趾板地基進(jìn)行了全面固結(jié)灌漿處理。

2 面板堆石壩設(shè)計(jì)

2.1 壩頂高程確定

根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）及《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001），那新水電站大壩建筑物級(jí)別為3級(jí)，但因壩高為90.27m，大于70m，故大壩提高一級(jí)為2級(jí)。壩頂設(shè)計(jì)工況安全加高為1.0m，校核工況安全加高為0.5m。

壩頂超高按下式確定：

Y=R+e+A

式中：Y——壩頂超高（m）；

R——最大波浪在壩坡上的爬高（m）；

e——最大風(fēng)壅水面高度（m）；

A——安全加高（m）。

對(duì)設(shè)計(jì)洪水和校核洪水條件下大壩防浪墻頂高程進(jìn)行計(jì)算，取兩者中的最大值，作為確定防浪墻頂高程的依據(jù)。計(jì)算成果見(jiàn)表1。

表1 防浪墻頂高程計(jì)算表

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，計(jì)算壩頂高程為625.876m。現(xiàn)狀壩頂設(shè)防浪墻一道，墻頂高程626.37m，壩頂高程為625.27m，滿足規(guī)范要求。

2.2 壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.2.1 壩體斷面型式

壩坡標(biāo)準(zhǔn)：《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL228—98）第5.2.1條和第5.2.2條對(duì)混凝土面板堆石壩壩坡規(guī)定如下：

第5.2.1條規(guī)定：當(dāng)筑壩材料為硬巖堆石料時(shí)，上、下壩坡可采用1：1.3～1：1.4，軟巖堆石體的壩坡宜適當(dāng)放緩；本工程為硬巖堆石料，上、下游游壩坡均為1：1.4。

2.2.2 筑壩材料分區(qū)

壩體填筑料主要為砂巖料，壩體填筑料分區(qū)從上游向下游分為3.0m厚（水平厚度）的墊層（2A），墊層下為4.0m厚（水平厚度）的過(guò)渡層（3AⅠ），其后壩體堆石體分為主堆石區(qū)（3B）、次堆石區(qū)（3C）、主堆石排水區(qū)（3F）、壓重區(qū)（3F）、下游護(hù)坡（3D）。筑壩材料分區(qū)詳見(jiàn)圖1。

圖1 面板堆石壩筑壩材料分區(qū)圖

2.2.3 筑壩材料特性及填筑標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL228-98）混凝土面板堆石壩壩料填筑標(biāo)準(zhǔn)如表2。

2.2.4 面板、趾板及周邊縫設(shè)計(jì)

表2 壩料填筑標(biāo)準(zhǔn)

（1）混凝土面板設(shè)計(jì)

①面板設(shè)計(jì)厚度

混凝土面板堆石壩面板設(shè)計(jì)厚度按T=0.3+0.003H進(jìn)行設(shè)計(jì)，鋼筋混凝土面板某點(diǎn)厚度T=0.300+0.003H（m），其中H為防浪墻底高程620.60m與面板該點(diǎn)底面高程之差（T、H單位均為m）。面板頂部厚度為0.3m，最大壩剖面的面板底部厚度為0.555m。滿足《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL228-98）的面板厚度按 T=0.3+（0.002～0.0035）H 的設(shè)計(jì)規(guī)定。

②面板分縫

面板分垂直縫，不設(shè)水平分縫，面板垂直縫在河床處間距采用12m。為預(yù)防水庫(kù)蓄水后由于水荷載作用所產(chǎn)生的過(guò)大增量變形所導(dǎo)致的河床段混凝土面板擠壓破壞，故修復(fù)設(shè)計(jì)在河谷中心部位選擇MB10與M11、MB11與M12、MB12與MB13之間3條垂直縫，在縫間崁填能夠吸收沿壩軸線方向水平變形的瀝青杉板，這三條垂直縫即為壓性縫，其余垂直縫均按張性縫進(jìn)行止水布置。壓性縫寬20mm，頂部設(shè)GB填料、氯丁橡膠棒，外部用三元乙丙GB橡膠復(fù)合板包裹，縫內(nèi)用瀝青杉板充填，底部設(shè)GB復(fù)合W型止水銅片、氯丁橡膠棒、聚氨脂泡沫、復(fù)合GB止水條等。張性縫頂部設(shè)GB填料、氯丁橡膠棒，外部用三元乙丙GB橡膠復(fù)合板包裹，縫面刷瀝青乳液，底部設(shè)GB復(fù)合W型止水銅片、氯丁橡膠棒、聚氨脂泡沫、復(fù)合GB止水條等。

③面板混凝土的基本設(shè)計(jì)指標(biāo)

面板混凝土等級(jí)（28d）為C25二級(jí)配，采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥。混凝土水灰比小于0.45，入倉(cāng)混凝土坍落度為3～7cm，抗?jié)B等級(jí)（28d）W10，抗凍等級(jí)（28d）F100，極限抗拉應(yīng)變（28d）≥1.0×10-4。

④混凝土面板的配筋設(shè)計(jì)

混凝土面板按單層雙向配筋，鋼筋配在面板截面中間，混凝土保護(hù)層厚度15cm，另外，在面板兩端配置抗擠壓鋼筋。

⑤混凝土面板防裂措施

面板建基面應(yīng)平整，不應(yīng)存在過(guò)大起伏差、局部深坑或尖角。面板混凝土應(yīng)優(yōu)選外加劑和摻合料，降低水泥用量和用水量，減少水化熱溫升和收縮變形。有條件時(shí)選用熱膨脹系數(shù)較低的骨料。面板混凝土宜避開(kāi)在高溫季節(jié)施工，并應(yīng)根據(jù)需要控制混凝土人倉(cāng)溫度?；炷撩姘灞砻鎽?yīng)采取保濕和保溫養(yǎng)護(hù)措施，直到蓄水為止，或至少90d。面板混凝土澆筑至壩頂后，宜至少間隔28d再澆筑防浪墻混凝土。

（2）混凝土趾板設(shè)計(jì)

本工程在河床段及岸坡均采用平趾板。趾板寬度根據(jù)各段的水力梯度及工程布置要求，全部采用6.0m，趾板厚度為0.6m。

（3）周邊縫設(shè)計(jì)

原設(shè)計(jì)周邊縫頂部設(shè)GB填料、PVC棒，外部用三元乙丙GB橡膠復(fù)合板包裹，縫內(nèi)用瀝青杉板充填，底部設(shè)GB復(fù)合F型止水銅片、PVC棒、聚氨脂泡沫、復(fù)合GB止水條等。

2.2.5 壩后護(hù)坡、壩頂結(jié)構(gòu)及防浪墻設(shè)計(jì)

（1）壩后護(hù)坡設(shè)計(jì)

為了觀測(cè)、排水及美觀等要求，設(shè)計(jì)采用干砌石護(hù)坡，厚0.4m。

（2）壩頂結(jié)構(gòu)及防浪墻設(shè)計(jì)

根據(jù)壩頂交通與布置的需要，設(shè)計(jì)壩頂寬度確定為6.0m，壩頂路面為厚度400mm的泥結(jié)石路面。鋼筋混凝土防浪墻的分縫位置與混凝土面板在壩頂處的分縫位置一致，縫寬20mm，設(shè)有三元乙丙GB橡膠復(fù)合板、GB復(fù)合T型止水銅片、PVC棒、聚氨脂泡沫、復(fù)合GB止水條，其余縫內(nèi)填充20mm厚瀝青杉板。

2.2.6 大壩基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)

（1）基礎(chǔ)開(kāi)挖

面板堆石壩的壩體可設(shè)置在強(qiáng)風(fēng)化帶中部，兩岸基坑開(kāi)挖深度大部份在基巖面以下1.0～3.0m，河床段為0.3m。混凝土趾基礎(chǔ)應(yīng)置于弱風(fēng)化帶上部，兩岸基坑開(kāi)挖深度為巖石面以下2.5～6.9m，河床段為0.5m。

（2）基礎(chǔ)處理

①構(gòu)造破碎帶處理

壩基可能存在風(fēng)化及節(jié)理破碎帶、施工期間應(yīng)密切觀注，如發(fā)現(xiàn)應(yīng)按常規(guī)的抽槽辦法進(jìn)行處理，抽槽深度為破碎帶寬的1.0～1.5倍即可，抽槽后回填C25混凝土。

②趾板基礎(chǔ)固結(jié)灌漿

為防止趾板底部產(chǎn)生滲流接觸沖刷破壞，增強(qiáng)巖體的抗?jié)B性，改善巖體的物理力學(xué)性能，對(duì)趾板部位進(jìn)行基礎(chǔ)固結(jié)灌漿處理?；A(chǔ)固結(jié)灌漿沿趾板布置三排，排距1.25m，孔中心距為2.0m，梅花型布置，孔深5～9m。

③基礎(chǔ)帷幕灌漿

a.趾板基礎(chǔ)帷幕灌漿范圍

壩基的滲漏以裂隙滲透為主要形式，存在壩基滲漏問(wèn)題，故沿趾板線上必須進(jìn)行帷幕灌漿處理。帷幕孔沿趾板連續(xù)布置二排，孔位與固結(jié)灌漿前兩排孔位重合。

由于該大壩高度未達(dá)到100m，根據(jù)規(guī)范相關(guān)規(guī)定，壩坡及滲流控制參考已建工程，因此未進(jìn)行滲流及穩(wěn)定計(jì)算。帷幕灌漿范圍基本接近水庫(kù)正常蓄水位與相對(duì)不透水層在兩岸的相交處，但兩岸山坡處水頭較低，設(shè)計(jì)的灌漿范圍是滿足防滲要求的。

b.趾板基礎(chǔ)帷幕灌漿深度

根據(jù)《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL228-98）有關(guān)規(guī)定，本工程防滲帷幕設(shè)計(jì)以巖石透水率q=5Lu作為相對(duì)不透水層，帷幕灌漿深度深入不透水層以下。

c.趾板基礎(chǔ)帷幕灌漿參數(shù)

帷幕灌漿的孔中心距為2.0m，布設(shè)兩排帷幕灌漿孔（孔位與前兩排固結(jié)灌漿孔位重合），均按鉛直方向布置，灌漿壓力采用0.4MPa。趾板基礎(chǔ)帷幕灌漿施工順序灌漿孔分3序，采用“對(duì)分法”進(jìn)行帷幕灌漿，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序灌漿鉛直孔的間距分別為8m、4m和2m。

3 結(jié)論

（1）本次主要設(shè)計(jì)是混凝土面板堆石壩的設(shè)計(jì)，其中壩址的選擇和壩體填筑料是重中之重。

（2）面板施工技術(shù)要求較高，對(duì)今后是否蓄水安全十分重要，同時(shí)對(duì)下游村莊、農(nóng)田起到很好的防淹沒(méi)作用。