混凝土面板坝施工小议

中图分类号：TV641.4+3

【摘要】：建筑施工中用混凝土面板做防渗体的面板坝具有抗滑稳定性以及排水等特点是较为通用的一种建筑结构类型，本文针对坝体结构以及材料分区原则分析和阐述混凝土面板施工前准备要点以及混凝土面板全程施工的技术要点进行全程回顾性分析。

【关键词】：混凝土面板坝施工设计

一、混凝土面板坝特点与结构

用堆石或砂砾石分层碾压填筑成坝体，用混凝土面板作防渗体的坝，简称“面板堆石坝”或“面板坝”。

1、面板堆石坝的性能特点：

采用混凝土面板坝的抗滑稳定性能良好：水荷载面板坝体，整个堆石坝重量及面板上部分水重抵抗水压；分层碾压的堆石密实度高，抗剪强度大。坝坡施工中一般以1：1.3或1：1.4的比例对应坡角37.6°或35.5°，接近松散抛填堆石的自然休止角，大大低于碾压堆石的内摩擦角（大于45°），大多数堆石坝不做稳定分析。坝坡陡，断面小，枢纽布置紧凑；透水性好，抗震性能强；排水性好，处于无水状态，地震时不会产生孔隙水压力，不会造成液化或坝坡失稳，施工导流方便，坝体可过水；而且施工受雨季影响小，可分期施工。

2、面板坝坝体结构分析

一般由混凝土面板堆石坝主要由堆石体和防渗系统组成。堆石体的构造由垫层区、过渡区、主堆石区、次堆石区组成；防渗系统由钢筋砼面板、趾板、趾板地基的灌浆帷幕、周边缝和面板间的接缝止水组成。

名称 位置 作用 要求

垫层区 面板下方 平整面板，避免应力集中；减少水荷载引起的变形；辅助防渗 粒径不能太大，有较多细料；良好级配

过渡区 垫层区和主堆石区之间 保护垫层并起过渡作用 级配连续，最大粒径≤300mm，低压缩性和高抗剪强度，自由排水性能

主堆石区 坝体上游 是承受水荷载的主要支撑体 低压缩性、高抗剪强度、较好的透水性和耐久性。硬岩堆石料或砂砾料

次堆石区 坝体下游 与主堆石区共同保持坝体稳定，其变形对面板影响轻微 软岩堆石料

二、面板坝施工前的现场准备工作

1、面板坝施工前准备工作要点

防浪墙施工前进行设计时，首先要确保防浪墙能起到挡水、防浪的基本作用，施工前要尽量减少堆石填筑方量，防浪墙延伸到两岸与坝头基岩连接，才能有效形成完整的防渗体系。施工前，面板坝坝体稳定性能较好，坝体沉降量较小，采用高防浪墙时可减少一定的填筑方量，以降低造价。一般来说施工多采用“L”型钢筋混凝土墙；另外，防浪墙应设伸缩缝，其止水应和面板的止水或面板与防浪墙间水平接缝的止水相连接。

坝顶宽度施工前要确保：坝顶宽度根据坝高、交通要求、施工场地确定，若不考虑坝高因素，可采用5米。

坝体坡度施工前要点：应根据岩基强度和构造、坝料性质以及坡面滚石的安全性确定。岩基上，材料坚硬、级配良好坝高＞140m，采用1：1.4；坝高小于110～130m，采用1：1.3；材料不够理想，可放缓坝坡。上游坡不设变坡，如无特殊要求，下游一般不设马道。高山峡谷区，设“之”字形上坝公路。

2、施工现场开挖料的利用

应根据料源及对坝料强度、渗透性、压缩性、施工方便和经济合理等要求进行坝体分区，并确定相应填筑标准。材料分区的目的在于：在保证大坝可靠运行前提下，尽量利用枢纽的开挖料及坝址附近的材料，获得最大经济效益。材料分区的原则在于：各区材料之间满足水力过渡要求，从上游向下游渗透系数递增，下游坝料对上游相邻材料有反滤作用。

垫层区、过渡区、主堆石区及下游堆石区材料的填筑标准，应根据坝的等级、高度、河谷形状、地震烈度及料场特性等因素，并参考同类工程经验综合确定。

特殊垫层区：位于周边缝下游侧垫层区内，对周边缝及其附近面板上铺设的堵缝材料及水库泥沙起反滤作用；上游铺盖区：用粉土、粉细砂、粉煤灰或其他材料覆盖在面板及周边缝上，起辅助防渗作用；盖重区：覆盖在上游铺盖区上的渣料，维持上游铺盖区的稳定，并起保护作用；周边缝：面板与趾板或趾墙间的接缝。

3、面板坝体施工前的应力和变形计算

100m以上高坝或地形地质条件复杂的坝，坝体应力和变形宜用有限元法计算。有限元计算的参数宜由试验结合类似工程分析确定。试验用模拟料、制样条件及加载方式应力求能反映坝料的力学特性。其它的坝，可用经验方法估算坝体变形。设计烈度为8或9°时，宜加宽坝顶，适当放缓坝坡和采用上缓下陡的坝坡，并在坝坡变化处设置马道。下游坡面顶部宜用大块石干砌，或用加筋堆石、表面用钢筋网加固。宜用较低的防浪墙，并采取措施增加防浪墙的稳定性地震区坝的安全超高，应包括地震涌浪高度。设计烈度为8或9°时，安全超高应计入坝和地基在地震作用下的附加沉降。加大垫层区的宽度，加强和地基及岸坡的连接。宜在面板中间部分选择几条垂直缝，缝内填塞沥青浸渍木板或其它有一定强度的填充板。宜增加河谷中间顶部面板特别是顺坡向的配筋率。宜增加坝体堆石料特别是在地形突变处的压实密度。坝体用砂砾石料填筑时，应增加排水区的排水能力。下游坝坡以内一定区域宜采用堆石填筑。

三、混凝土面板全程施工技术要点分析

底座的基坑开挖、处理、锚筋及灌浆等项目，应按设计及有关规范要求进行，并在坝体填筑前施工。面板施工，对于中低坝，一般是在堆石体填筑全部结束后进行，这主要是考虑到施工期产生沉陷的影响，避免面板产生较大的沉陷与位移，以减少面板开裂的可能性；对于80～100m以上的高坝或需拦洪渡汛等，面板也可分期施工。为加快施工进度，保证面板的体型和设计厚度，近年来，国内外几乎所有的面板混凝土浇筑，都采用钢制滑动模板。滑动模板轨道固定的方法有：在面板下的垫层、堆石体上预埋混凝土锚块、现浇混凝土条带、直接在垫层喷混凝土护面上打设锚筋等。轨道的作用是固定模板位置，使滑动模板及钢筋网运输台车能在其上滑行。面板钢筋可采用钢筋网分片绑扎，由运输台车运至现场安装，也可在现场直接绑扎或焊接。

面板混凝土的坍落度一般为8～10cm。坝高不大时可在坝脚及坝顶设置起重机运输混凝土。坝高较大时，可用溜槽、混凝土泵输送混凝土；也可设置喂料车，由侧卸汽车运至坝顶，喂料车装混凝土后沿斜面下放至浇筑面。据国外施工经验，溜槽输送混凝土距离可达400m，落差可达10Om以上。溜槽搁置在面板钢筋网上，上端与坡顶前沿的集料斗相连，中间可设“Y”型叉槽分支，分支的下端为摆动溜槽进入混凝土浇筑仓面。溜槽内安置缓冲挡板，控制混凝土离析。溜槽之间用挂钩搭接，搭接长度为5cm，并用尼龙绳固定在钢筋上，随着混凝土不断上升，溜槽从下向上逐节拆除。为防止骨料飞逸或天气炎热散失混凝土中水分等，溜槽上可铺盖麻袋。

滑动模板从底部开始直到坝顶连续浇筑混凝土，边浇筑、边振捣、边滑行。模板后面始终保持一定厚度的混凝土料，防止发生拉空现象。模板在滑行中应保持水平，宜采用小型振捣器振捣，不应振动钢筋和模板，面板不平部分，及时用人工修正抹平。混凝土振捣方法、配合比、气温、供料及模板移动速度，对滑动模板浇筑效果都有影响，施工中应注意调整，以免影响浇筑质量。

面板的浇筑次序通常是先浇中央部位的条块，然后分别向左右两侧相间地继续浇筑。当一侧的面板在浇筑时，另一侧相应的条块可同时进行安装滑模轨道、设置止水片，绑扎钢筋、安装观测设备、电缆及溜槽等各项准备工作。

由于面板未设置水平伸缩缝，为尽可能减少面板干裂，在水库蓄水前，对已浇筑的面板应加强洒水养护和表面保护。混凝土面板，是面板堆石坝挡水防渗的主要部位，同时也是影响施工进度与工程造价的关键。在确保质量的前提下，还必须进一步研究快速经济的施工技术，如施工机具的研制、混凝土输送和浇筑方案的选择、施工工艺及技术措施等方面的问题。

【参考文献】

[1]雷讯.砼面板堆石坝施工质量控制J.中国新技术新产品,2010,(15).

[2]徐锡用.水工沥青混凝土面板工程施工仿真系统研究与开发.西安理工大学,水工结构工程,学位论文，2008.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。