1、混凝土面板堆石坝1技术背景与应用现状混凝土面板堆石坝是由土质心墙堆石坝转化发展出的一种新型。20 世纪 60 年代在土质心墙石坝建设中采用振动平碾，使堆石具有较高的变形模量，由此出现了一种新型堆石，即碾压堆石。碾压堆石与混凝土面板相适应，解决了面板裂缝和渗漏问题，从而碾压式混凝土面板堆石坝开始得到更快发展。随着混凝土面板堆石坝应用现代工程技术和机械设备的发展，混凝土面板堆石坝从 20 世纪 80 年代开始在我国得到了迅猛发展，关门山，西北口等工程相继建成投入使用，特别是坝高 95M 的西北口水库大坝做为国家“七五”科技公关项目的一项试验工程，使我国在百米级的混凝土面板堆石坝技术形成了系列配套的
2、筑坝技术。以此为基础，水利电力部委托葛洲坝工程局施工科研所，辽宁省水利电力厅编写完成了我国第一部混凝土面板堆石坝施工规范SL4994，1994 年正式颁布执行。在“七五科技公关的成果基础上“八五， “九五”科技攻关项目继续以天生桥一级坝高 178等工程为目标，取得了一批丰硕成果。目前，我国已建、在建的百米以上的混凝土面板堆石坝有天生桥一级178，嘿泉、乌鲁瓦提、珊溪白云等，坝高在 50以上的工程约 70 多座。2、混凝土面板堆石坝挡水度汛的要求强制性条文根据混凝土面板堆石坝施工规范S4994第 2、0、3 条的规定、着重对施工挡水度汛提出以下要求：当确定未浇筑混凝土面板的坝体挡水时，必须对上游
3、坡面进行碾压砂浆，喷射混凝土或喷洒阳离子乳化沥青等防渗固坡处理。在施工期间，混凝土面板堆石坝允许利用坝体进行挡水度汛，甚至可以适量允许过水，为工程的导流度汛方案带来极大的便利和经济优势，也是混凝土面板堆石坝得以迅速发展的原因之一。设计中确定的导流方案中，明确需要堆石坝体在面板未浇筑前进行挡水时，施工中应该在汛前将坝体抢筑至设计高程，为保证坝体分区填筑料的安全和上游坡面的稳定，必须在汛前对上游破面进行防渗固坡处理。对上游坡面进行防渗固坡处理，目前行之有效的处理方法有以下三种：1 碾压砂浆固坡，在垫层面进行斜坡碾压后摊铺 5-8厚的水泥砂浆，用振动碾压实以形成坚固的表层。关门山坝采用 50 号砂浆
4、固坡，挡水深 11；成屏坝采用 150 号砂浆固坡挡水深 18，均取得良好的挡水效果。2 喷射混凝土固坡：在碾压后的垫层表面喷 58厚的混凝土，以起到防渗，固坡作用。我国西北口坝采用该法，汛期挡水深达到 30，效果良好。3 喷洒阳离子乳化沥青护坡；在压实后的垫层表面喷洒 23层乳化沥青，各层间并撒以河砂，进行碾压，形成坚实表层。3、混凝土面板堆石坝碾压试验的要求强制性条文根据 S4994 第 512 条的规定，着重对混凝土面板堆石坝碾压试验提出以下要求：堆石坝填筑开始前，应进行坝料碾压试验，优化相应的填筑压实参数，碾压试验的压实参数，主要为铺料厚度，碾压遍数、加水量等。由于每一工程的规模，坝体
5、设计要求，填筑坝料的性质、施工单位的技术装备和技术水平各相不同。填筑与压实的参数也有区别，因此，本条要求在堆石坝填筑开始之前，对坝料进行碾压试验，其目的在于根据工地具体条件，对设计提出的压实标准进行复核，选择合理的施工机械和确定合理的施工参数铺料厚度、碾压遍数、加水量等，并提出完善的施工工艺和措施。4对混凝土面板堆石坝填筑的质量要求强制性条文根据 S4994 第 513 条的规定，着重对混凝土面板堆石坝填筑的质量控制提出以下要求：施工中应严格控制填筑压实参数，并应进行抽样检查。对规定的铺料厚度应经过仪器检查。填筑压实参数确定后，强调在施工中应严格控制并抽样检查，依靠严格掌握压实参数来保证填筑质
6、量，以减少施工干扰，提高施工效率。5对混凝土面板堆石坝碾压的质量要求强制性条文根据 S4994 第 525 条的规定，着重对混凝土面板堆石坝碾压工序的质量控制提出以下要求；坝料碾压必须用振动碾，并按材料分区分段进行。碾压过程中应保证振动碾的规定工作参数。垫层区的水平碾压，振动碾距上游边缘的距离不宜大于40。面板堆石坝主要的设计原则是控制堆石坝体达到变形，尽量使堆石坝料碾压密实，因此堆石坝的填筑与碾压是控制工程质量的最关键工序，也是保证工程进度的重要环节。混凝土面板堆石坝主要的发展历程告诉我们，只有振动压实才能保证堆石的高密度。为此，规定坝料必须采用振动碾碾压。由于堆石填筑包括卸料、铺料、洒水、
7、压实等多道工序，在垫层坡面上还需要进行修整、斜坡碾压和保护。由于工序较多，为避免混乱和出现安全事故，规定坝面填筑应分区分段进行，适当划分工作面，在各填筑块上依次完成各道工序。振动碾的减振轮胎压力，振动轮的转数等，随振动碾的工作面逐渐降低或衰减，从而影响其工作功能与效率，因而必须定时检查，及时调整、处理。为了保证压实质量，提出应保持振动碾的规定工作参数。垫层区在进行水平碾压时，在保证安全的条件下，应尽可能向上游边缘延伸，以便垫层料能充分压实。根据工程实际经验，40是保证安全的最佳距离。6混凝土面板堆石坝防渗体系的要求强制性条文根据 SL4994 第 612 条的规定，着重对混凝土面板堆石坝防渗体
8、系的质量控制提出以下要求：面板混凝土配合比除满足面板设计性能外，尚能满足施工工艺要求：1 水灰比应通过试验确定。2 掺用减水，引气调凝等外加剂及适量的掺和料时，其掺量应通过试验确定。3 塌落度应根据混凝土的运输，浇筑方法和气温条件决定。混凝土面板是混凝土面板堆石坝的唯一防渗设施。混凝土面板、趾板止水系统及坝下防渗体构成一个完整的防渗体系，是防止坝体渗漏和保证工程发挥蓄水效益的关键。国内某混凝土面板砂砾石坝工程，由于止水设施失效，直接导致坝体失事，造成巨大的人民生命财产损失。因此，条文对防渗体系的生石膏质量做出了许多规定。面板混凝土配合比的选择有其特殊性，即：满足设计要求的前提下，还应满足滑模施
9、工和坡面输送混凝土的特点。本条规定水灰比应通过试验确定，一般宜为 045055。在混凝土中掺用适量的外加剂能显著改善混凝土的和易性，减少离析和泌水，提高密实性和抗裂性，并明显改善抗冻融性能。为保证面板质量，建议采用槽车输送混凝土。当采用溜槽输送混凝土时，选择配合比应考虑其顺利下滑，并不得离析。7趾板混凝土浇筑的质量要求强制性条文根据 SL49 第 621 条的规定，着重对混凝土面板堆石坝趾板浇筑的质量控制提出以下要求：趾板混凝土浇筑应在基岩面开挖，处理完毕，并按隐蔽工程质量要求验收合格后方可进行。趾板混凝土浇筑，应在相邻区堆石填筑前完成。趾板位于上游堆石体的下部，是石板的基础，按程序应按隐蔽工程验收，并在相邻区堆石填筑前浇筑混凝土。8对止水片施工的质量控制要求强制性条文根据 SL4994 第 725 条的规定，着重堆混凝土面板堆石坝止水片施工的质量控制提出以下要求：金属止水片就位后，与聚录乙烯片接触的缝隙，必须作防止混凝土砂浆浸入其间的封闭处理。金属止水片中心线与设计线的最大偏移量，不得超过 5.浇筑混凝土时，应防止止水片产生变，变位或遭到破坏。本条要求保证金属止水片准确就位，精心施工，防止在施工过程中止水片遭到破坏，产生位移。同时还必须对与聚氯乙烯垫片接触的缝隙作防止混凝土砂浆浸入气决泉达封闭处理。
