混凝土面板堆石壩發(fā)展現(xiàn)狀綜述

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混凝土面板堆石壩在19世紀(jì)80年代就出現(xiàn)了，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，采用拋投法堆筑，垂直沉降和水平位移都很大，施工期和施工后沉降可達(dá)到壩高的7%左右。壩造高了，沉降量加大，混凝土面板開裂，導(dǎo)致大量滲水，因此當(dāng)時(shí)堆石壩最高造到100M。到四十年代，堆石壩基本停止發(fā)展，六十年代，由于大型振動(dòng)壓路機(jī)的出現(xiàn)，使堆石密度明顯提高，變形減小，滲水減少，施工季節(jié)不受限制，因而堆石壩再次得到發(fā)展，已成為經(jīng)濟(jì)合理、應(yīng)用廣泛、施工方便的一種新壩型。目前，由于施工工藝的進(jìn)步，使得混凝土面板堆石壩的設(shè)計(jì)高度提高到200M級(jí)。面板堆石壩的發(fā)展現(xiàn)狀可歸納為以下幾點(diǎn)：

　　1、填筑標(biāo)準(zhǔn)提高

　　主次堆石區(qū)分線，加大主堆石區(qū)的比例（目前已達(dá)2/3）；壩體填筑高深均衡，壩料均衡上升，盡量減少高差，有高差的部位采用緩坡連接；壓實(shí)質(zhì)量提高，由于沖擊壓實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，使得壩料的孔隙率大大降低，而各區(qū)壓實(shí)的均勻性大大提高。

　　2、軟巖筑壩的發(fā)展

　　隨著壩高的增長，硬巖已不能滿足大壩填筑量的需要，通過摻用軟巖或者單獨(dú)采用軟巖，大大地?cái)U(kuò)大了料源范圍，增大了開采料的利用率。

　　3、冬季填筑碾壓

　　通過薄層填筑、禁止凍塊上壩、墊層料兼顧排水性和穩(wěn)定性等措施，冬季可以施工。

　　4、面板防裂性能大大提高

　　混凝土面板裂縫分為溫度裂縫和結(jié)構(gòu)裂縫兩種，過去對(duì)溫度裂縫研究較多，但結(jié)構(gòu)縫對(duì)壩體危害很大，目前還未得到解決。

　　通過選擇配合比、外加劑、合適的施工期，及時(shí)養(yǎng)護(hù)等綜合措施，可減少面板溫度裂縫。目前在國內(nèi)常采用兩種高性能混凝土來減少面板的溫度裂縫：在洪家渡、浙江白溪電站采用聚丙烯纖維收縮補(bǔ)償混凝土，在珊溪采用BF-Ⅱ減水劑，都得到了很好的效果。

　　面板結(jié)構(gòu)裂縫主要是由大壩變形過大、沉降不均勻等原因引起的，解決辦法只能通過提高大壩堆石干密度、把好填筑碾壓質(zhì)量關(guān)、預(yù)留足夠的沉降期等措施來控制。不能搞臨時(shí)斷面，壩料均衡上升，控制填筑層厚度，面板一次澆筑成型，盡量不分期。公伯峽電站采用全斷面均衡薄層上升填筑法，壩高已填筑80多米，但沉陷量只有40cm，也說明了這個(gè)問題。

　　5、擠壓邊墻施工

　　擠壓式混凝土邊墻施工技術(shù)是在巴西埃塔壩工程開創(chuàng)的混凝土面板壩上游坡面施工的新方法。這種技術(shù)因其能簡便及時(shí)地提供上游坡面的防護(hù)，并可明顯提高墊層料的壓實(shí)質(zhì)量等特點(diǎn)而成為面板壩施工的一種新技術(shù)。目前國外已有十余座面板壩推廣應(yīng)用這一新技術(shù)。國內(nèi)以公伯峽面板堆石壩工程為對(duì)象開展了擠壓式邊墻的技術(shù)研究，并擬在龍首二級(jí)、芭蕉口、水布埡等電站應(yīng)用。我局中標(biāo)的馬來西亞巴貢和蘇丹麥洛維工程也準(zhǔn)備采用。

　　邊墻施工法是在每填筑一層墊層料之前，用螺旋式邊墻擠壓機(jī)制作出一個(gè)近似于梯形的半透水混凝土小墻，然后在其內(nèi)側(cè)按設(shè)計(jì)鋪填壩料，用振動(dòng)碾平面碾壓，合格后重復(fù)以上工作。

　　5.1 擠壓機(jī)械

　　邊墻擠壓機(jī)由陜工局集團(tuán)公司設(shè)計(jì)制造的，是借鑒公路工程道沿機(jī)的原理制作而成，它包含4個(gè)部分：動(dòng)力系統(tǒng)（柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力系統(tǒng)用擠壓方式驅(qū)動(dòng)設(shè)備前行、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（擠壓機(jī)前進(jìn)過程中，控制行走方向）、混凝土擠壓倉（混凝土卸入料斗后，通過螺旋槳攪拌混凝土擠壓到模板倉內(nèi)，通過安裝的機(jī)械振搗系統(tǒng)充分振搗，以確?；炷恋拿軐?shí)性和澆筑質(zhì)量）、邊墻機(jī)模板（按照擠壓墻的設(shè)計(jì)尺寸制作的固定模板）。

　　5.2 擠壓墻設(shè)計(jì)斷面

　　邊墻截面基本為梯形，上下層連接可視為鉸接方式。這可使邊墻適應(yīng)墊層區(qū)的沉降變形，其下部不易形成空腔進(jìn)而對(duì)面板造成不利影響。上游坡面可根據(jù)壩坡坡比調(diào)整，由于過大的頂寬會(huì)降低邊墻適應(yīng)變形的能力，因此頂部寬度應(yīng)限制在12cm以內(nèi)。墻高采用40cm，與碾壓后的墊層料厚度一致，上游坡根據(jù)面板壩上游坡度確定，內(nèi)側(cè)坡比設(shè)計(jì)為8：1以便于墊層料碾壓，底部厚度大約為70cm，每延米方量為0.18m^3。

　　5.3 混凝土配合比

　　邊墻混凝土性能應(yīng)具備低強(qiáng)度、低彈模、半透水的特點(diǎn)，為了滿足與墊層料填筑同步上升的要求，混凝土又要具有較高的早期強(qiáng)度。由于擠壓機(jī)對(duì)混凝土配合比比較敏感，濕的混凝土行進(jìn)速度快，干的混凝土行進(jìn)速度慢，因此擠壓墻混凝土按一級(jí)配干硬性混凝土配合比設(shè)計(jì)，坍落度為0，通常采用水泥用量70～85㎏/m³，用水量100kg/m³左右，水灰比1.31～1.45，速凝劑適量。28d混凝土抗壓強(qiáng)度大約5Mpa左右，混凝土滲透系數(shù)在10-2～10-3cm/s范圍內(nèi)，要求低彈模。采用拌和樓拌制，混凝土罐車運(yùn)輸至澆筑現(xiàn)場。