水庫工程項目混凝土面板堆石壩施工技術

潘天俊

(江西省水利水電建設集團有限公司，南昌 330000)

0 引 言

混凝土面板堆石壩和土質壩相比，最大的區別在于，以堆石體作為支承結構，并在壩體上游表面，設置一層混凝土面板，作為堆石壩的防滲結構，混凝土面板堆石壩的防滲漏系統由基礎防身工程、趾板、面板三部分共同組成。具有施工工程量小、建設工期短、投資少、施工簡單、抗滲性好等優勢，壩身多為堆石結構，而面板則采取了鋼筋混凝土，因此，堆石材料的質量以及施工質量是衡量混凝土面板堆石壩安全運行的主要指標，面板作為防滲結構，既能滿足抗滲性和耐久性的需求，而且具有一定的柔性，可很好的適應堆石體的變形，更好的保證壩體結構的穩定性和運行的安全性。

1 工程概述

新屯水庫作為望謨縣城區防洪工程措施之一，通過與納壩水庫聯合蓄洪錯峰，可使望謨縣城達50a一遇防洪標準。同時，新屯水庫也肩負著縣城供水，規劃新屯水庫年供水量為486萬m3。 混凝土面板堆石壩壩軸線呈直線布置，壩軸線方位角為NE8.64°，最大壩高78m，壩頂高程735.00m，防浪墻頂高程736.20m，壩頂寬度9m，壩頂長255.33m，壩底最大寬225.15m。趾板建基面坐落于弱風化巖體中上部，最低建基面高程 657.00m。大壩上游壩坡為1∶1.406，下游壩坡采用變坡，變坡點高程為 710.00m，上半段壩坡為1∶1.5，下半段壩坡為1∶1.4，并在下游壩坡高710.00m、685.00m均設一馬道，下游綜合壩坡為1∶1.485。壩體分區從上游到下游依次為上游石碴蓋重區1B、上游黏土鋪蓋區1A、混凝土面板 F、墊層區2A、過渡區3A、主堆石區3B、下游次堆石區3C、下游塊石護坡3D 等。

2 施工條件和施工方案

本工程左岸岸坡為凸出的山脊地形，地形坡度在35°～45°之間，無沖溝發育，岸坡中下部有一條四級公路穿過；右岸地形坡度30°～45°，局部>50°，岸坡有一定的起伏，少量沖溝發育，但切割較淺，坡腳有少量耕地；河床總體較寬緩、無跌坎及深潭等發育。為適應壩體變形，在面板之上設置了橫縫，混凝土面板采取了C25W10F100混凝土，頂部厚度為0.3m，底部厚度為0.554m，兩岸受拉垂直張性縫間距為8m，中間受壓垂直壓性縫間距為16m。趾板基巖屬于弱透水巖體，采取了平趾板型式，厚度為0.6m，趾板的寬度為5.5m，趾板和基巖間采取Φ25(Ⅲ級)L=4.5m@2×2m 錨筋錨固。基礎采用固結灌漿處理，基礎固結灌漿布置為兩排，孔深均為 8m，間排距均為 2m。

3 施工方法

3.1 土石方開挖

在土石方開挖中，需要結合施工分區的不同，采取有針對性的開挖方法。比如：在進行岸坡趾板和壩肩基礎土石方開挖中，需要采取先開挖岸坡，再開挖河床的方法[1]。在河流截流之前，進行河床地面以上岸坡開挖，截流之后進行河床地面以下基礎土石方開挖。覆蓋層采取2m3挖掘機挖裝20t自卸汽車運輸渣土，基礎石方采取潛孔鉆為主，氣腿式風鉆為輔的開挖方法。臨近水平建基面可采取預留保護層的淺孔臺階爆破法進行開挖，控制保護層厚度在1m左右。而在進行河床部位基礎土石方開挖中，采取潛孔鉆輔以氣腿式風鉆造孔，人工裝藥爆破，永久邊坡進行預裂爆破，分層開挖。

3.2 趾板混凝土澆筑

為保證施工質量，本工程在趾板混凝土澆筑中，采取了分段的澆筑的方法，河流截流前，需要完成河床地面以上部位趾板澆筑混凝土，截流后進行河床地面以下部位趾板混凝土澆筑[2]。趾板用木模板立邊模，頂模采取剛模板拉模法施工，混凝土泵送土倉后，及時跟進人工平倉，并用插入時振搗棒充分振搗。

3.3 灌漿

灌漿是混凝土面板堆石壩施工的核心環節，如果灌漿不充分，會影響混凝土面板堆石壩的穩定性，甚至會引起嚴重的滲漏現象。為保證施工質量，案例工程在灌漿施工中，采取了先固結灌漿，再進行帷幕灌漿的方法[3]。在固結灌漿操作中，用回轉鉆機來造孔，分兩排鉆孔，每排灌漿孔不分孔序施工，注漿方式采取從下到上的分段純壓式灌漿方法。而在進行帷幕灌漿時，用沖擊鉆成孔，鉆孔也分兩序施工，先施工一序孔，再施工二序孔，采取從下到上的分段孔內循環灌漿法。

3.4 壩體填筑

壩體填筑是整個混凝土面板堆石壩施工的重中之重，如果壩體填筑的質量不達標，會對整個混凝土面板堆石壩運行的安全性造成嚴重威脅，必須嚴格把控好壩體填筑質量。因此，在具體施工中，每層堆石壩壩體填筑施工工藝流程是：測量放樣→第一層擠壓邊墻基礎找平、與過渡區料結合部位的主堆區塊石料鋪填(80cm)→第一層擠壓邊墻澆筑(40cm)→第一層過渡層料鋪填(40cm)與碾壓→ 第一層墊層料鋪填(40cm)與碾壓→測量放樣→第二層擠壓邊墻基礎找平→第二層擠壓邊墻澆筑(40cm)→第二層過渡層料鋪填(40cm)與碾壓→第二層墊層料鋪填(40cm)與碾壓→主堆區塊石料鋪填(80cm)與碾壓→次堆區塊石料鋪填(80cm)與碾壓→下游壩面干砌石護坡。墊層料坡面防護施工方法采用BJY40 混凝土邊墻擠壓機施工 C5混凝土擠壓邊墻。在案例工程施工中，為保證壩體填筑質量，采取了分區填筑的方法。

本工程壩體填筑共分為四個區域，包括3B主堆區、3C次堆區、3A過渡料區、2A墊層料區。但由于3A區和2A區的填筑面積比較小，可將這兩區域合二為一進行填筑，以提升填筑效率。而3B區和3C區填筑的面積比較大，可進一步劃分三個施工塊區采取循環法進行填筑。即一個施工輔料填筑，一個施工塊區進行碾壓施工，另一個施工塊區進行取樣驗收，三個施工塊區都沿著混凝土面板堆石壩的軸線進行劃分施工。

在進行墊層料和過渡料填筑中，當每層擠壓邊墻完成混凝土澆筑，并且達到一定強度之后，再進行堆墊層料的填筑的測量放線，通過撒布白粉的方式，明確標記出墊層料填筑的寬度邊線，作為本次墊層料填筑的標記[4]。選擇20t自卸汽車將填筑材料運輸到墊層料填筑區域之后，選擇后退法進行卸料填筑，填料完成之后，及時用挖掘機整平，控制填筑厚度在40cm左右，并噴灑適量的水，以提升碾壓效果。等過渡料全部填筑完成之后，再采取平碾振動碾按照碾壓試驗確定好的參數進行全范圍碾壓。

當完成兩層墊層料和過渡層料填筑和碾壓之后，再按照填筑分區的要求，開展主堆區料和次堆分區料的分區填筑和碾壓。本工程在主堆區填筑施工中，采取20t自卸汽車，將選擇好石料運輸到指定的分塊填筑區域，采取進占法和后退法相互結合的方法進行卸料，再用TY200推土機進行鋪料和平整處理，主堆區填料填筑的厚度要控制在80cm左右，填筑完成后及時灑水潤濕，嚴格按照《混凝土面板堆石壩施工規范》 規定，采用平碾振動碾按碾壓試驗確定的參數進行碾壓。

3.5 護坡

混凝土面板堆石壩下游壩坡需要進行有效的護坡處理，才能提升使用壽命，提升運行的安全性和穩定性。案例工程在下游壩坡護坡中采取了干砌石護坡方法，隨混凝土面板堆石壩壩體上升之后2.0m進行砌筑。由20t自卸式汽車將選擇好的塊石運輸到施工現場，經過現場測量放線之后進行人工砌筑。為最大限度上提升護坡效果，在砌筑中采取相鄰兩層錯縫鎖結的砌筑方式，和堆石料采取相互交替的鋪筑方法，一邊回填，一邊砌筑，從上到下，錯縫砌筑，保證每塊砌石緊靠密實，墊塞穩定。盡量用大塊砌石進行封邊處理，以提升護坡面的平整性。

3.6 混凝土面板施工

混凝土面板施工同樣也是混凝土面板堆石壩施工的主要工序，其施工質量對混凝土面板堆石壩的抗滲性、抗腐蝕性有很大影響。實際施工中，為確保混凝土面板施工質量，在進行混凝土澆筑中采取了跳倉澆筑方法，兩個工作面進行流水作業[5]。混凝土面板采取無軌滑動模板按照從下到上，一次到頂的方法澆筑。

在具體澆筑中，為降低澆筑難度，提升澆筑速度，靠岸邊不規則地帶將滑膜斜向放置，兩端上升速度不同，需要等滑模達到水平狀態之后，再進行同步上滑。無軌滑動模板由壩頂5t專用卷揚機來牽引模板，以初始滑模能夠持續穩定上升，控制滑模上升的速度在2m/h以下，混凝土在拌合站拌和完成之后，通過運輸罐車運輸到施工位置后通過溜槽接料入倉，人工攤鋪、平倉處理后，用插入式振搗棒進行充分振搗。

3.7 防浪墻

防浪墻的主要作用是抵消水浪對混凝土面板堆石壩造成的沖擊影響，對提升混凝土面板堆石壩使用壽命，保證運行安全等方面有非常重要的意義。本工程壩頂防浪墻為混凝土結構，混凝土澆筑時采取了跳倉澆筑方法，鋼模板立模，混凝土泵送入倉后，人工平倉，并用插入式振搗棒進行振搗，以提升混凝土的密實度，充分發揮出放浪效果。

4 結 語

綜上所述，結合工程實例，分析了水庫工程項目混凝土面板堆石壩施工技術，結果表明，混凝土面板堆石壩雖然優勢比較多，但施工工序比較多，任何一個施工環節控制不當，都會對總體施工質量造成嚴重影響。這就要求在混凝土面板堆石壩施工中，能夠結合現場實際的施工條件，制定科學有效的施工方案，并從土石方開挖、趾板混凝土澆筑、灌漿、壩體填筑、護坡、混凝土面板施工及防浪墻等要點同時入手，才能最大限度上發揮出混凝土面板堆石壩的優勢，確保質量安全。