从技术层面探讨降低面板堆石坝施工成本的方法

摘要：面板堆石坝作为一种技术成熟、质量可靠、成本低廉的坝型，在水利水电领域得到广泛应用。施工企业如何提升市场竞争力，在面板堆石坝施工领域抢占先机，需要良好的管理技术作为支撑。本文立足施工领域，从技术层面探讨降低面板堆石坝施工成本的方法，对施工企业有一定的借鉴意义。

关键词：面板堆石坝；施工成本；坝体挡水；挖填平衡；级配

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1、引言

用块石、卵石或砂砾石分层碾压填筑成坝体，迎水面用混凝土面板作防渗体的坝，简称“面板堆石坝”或“面板坝”。面板堆石坝对地形和地质条件都有较强的适应能力，施工方便、投资省、工期短、运行安全、抗震性好，因而其作为坝型选择具有很大的优势。近年来，面板堆石坝作为世界的主流坝型，发展很快。如何根据面板堆石坝的特点，采取合理的施工方案，有效的组织施工，降低工程成本，对面板堆石坝的发展具有积极的意义。本文从技术层面，对如何降低面板堆石坝的施工成本，进行了研究和论述，供大家讨论。

2、从技术层面降低面板堆石坝施工成本的方法

2.1利用坝体临时挡水度汛，改全年围堰为枯期围堰

随着面板堆石坝施工技术的发展，挤压边墙施工技术已经普及。挤压边墙是由低塌落度的干贫混凝土通过专业机具施工成型，具有一定的防渗、抗冲刷能力。施工过挤压边墙的坝体具备汛期临时挡水能力，根据该特点，导流工程按枯水期导流标准设计，可以减小围堰和导流洞的尺寸，有效降低导流工程造价。汛期围堰漫水后，大坝坝体挡水，导流洞结合溢洪道导流。该方案特别适合山区性河流，山区性河流汛期与枯水期的流量相差很大，汛期流量是枯水期平均流量的百倍甚至上千倍。如湖北恩施老渡口水电站所在马水河流域多年平均流量为50m3/秒，按100年一遇的标准，洪水流量为4500 m3/秒。采取大坝挡水度汛方案后，将导流洞断面面积减小，围堰高度降低，节省投资1000多万元。

坝体挡水度汛方案的先决条件是面板堆石坝坝体能在汛期来临之前达到度汛高程，同时，参与导流的部位达到防汛要求，如用于分流洪水的溢洪道底板开挖必须达到一定高程，且迎水面完成保护措施。在一个枯水期内完成围堰填筑、基坑开挖并将大坝填筑至度汛高程，施工强度非常高，特别是大坝的填筑强度很高。采取度汛断面填筑是减小坝体填筑强度的有效措施。

2.2合理安排工期，做好挖填平衡规划

土石坝特别是面板堆石坝，开挖料的有效利用是降低工程造价的关键。按照正常的施工程序，先开挖后填筑，势必造成开挖料的二次导运，大量的堆石料需要堆放场，对环境也会造成一定破坏。合理安排工期，将工程开挖与填筑有效结合，提前做好挖填平衡规划，将会大大降低施工成本。挖填平衡规划方案充分体现了一个有经验承包商的施工水平，在投标阶段，对工程报价有决定性的影响。好的规划方案，有用料的利用率在90%以上，直接利用的占到其中的75%。

初步规划思路为：前期坝肩开挖料直接用于围堰的填筑；进行坝基开挖时，将坝基按照上下游分两块开挖，先清理次堆石区的无用料，再将主堆石区开挖的有用料直接填筑到次堆石区；有意将溢洪道、引水洞等部位开挖时间推迟至大坝填筑期，有效的利用上述部位的开挖料直接上坝填筑。大坝填筑需要的量往往比开挖利用料的量大，强度上也不匹配，可以通过控制料场的开挖时间、开挖强度进行弥补。在施工阶段，土石挖填平衡规划需要制定详细的实施方案，该方案包括工程施工进度图、土石挖填平衡图、施工道路规划图、人员设备配备、详细的工程施工组织说明等。

2.3就地取材，合理开采、加工填坝料

根据面板堆石坝的分区，一般有次堆石区、主堆石区、过渡料区、垫层料区及特殊垫层料区、混凝土面板区和坝前铺盖区。除混凝土面板区，其他区都可以就地取材，加工填筑。根据面板堆石坝施工规范条文：主堆石区、次堆石区填筑的堆石料宜采用深孔梯段微差爆破法和或挤压爆破方法开采；过渡料宜从石料场用钻孔爆破法直接生产，也可从枢纽地下洞室等工程的开挖渣料中选用，需要严格控制级配；垫层料及特殊垫层料可以用料场爆破块石料进行破碎筛分掺配，也可从新鲜或中等强度开挖料和砂砾石料加工筛选后掺配，其加工掺配工艺应按设计级配要求通过试验后确定。

面板堆石坝作为就地取材坝，如何就地取材？除了规范上指明的料场开采和利用开挖料外，还可以开挖河滩砂砾石料填筑，由于减少了爆破环节，挖装也相对容易，用于填筑次堆石区，经济效果明显，同时也可以有效缓解料源不足、河道淤积和爆破开采石料造成的环境破坏。根据河滩砂砾石料的级配参数，掺入适量的骨料，用于垫层料的填筑，可以大大降低费用。采用破碎筛分加工垫层料及特殊垫层料的项目，砂石骨料加工系统在设计上要充分考虑工程用料特点，一般面板坝用于混凝土施工的骨料只占2成，其他的骨料用于掺配垫层料及特殊垫层料。如果按照常规方案，用砂石骨料加工系统对石料进行破碎、筛分，制成大石、中石、小石、砂，然后按照一定比例掺配成合格的垫层料，必将造成极大的施工浪费。考虑到垫层料是一种混合料，可以通过对骨料加工系统简化改装，块石料破碎加工后可以直接获得级配合格的垫层料，省去筛分再掺配环节，同时不用制砂，也就不需要洗砂工艺，可以减少水污染。

2.4 其他降低施工成本的方法

国内在建的土石坝还有很多提高施工工效、降低施工成本的方法，值得研究和学习。

湖北清江水布垭大坝是当今世界上已建和在建中最高的面板堆石坝，坝高233m。混凝土面板分三期施工，大大缩短了大坝沉降期，采用挤压边墙技术和无轨滑模技术，保证了工程质量，提高了施工工效，施工成本也得到有效控制。

海南大隆水库大坝为土质防渗体分区坝，采用“无基坑筑坝技术”，即通过对河床软弱砂卵石和填砂基础进行振冲密实处理，将其作为坝体的一部分；实现堰坝结合，以坝体代替施工围堰，不设堰体防渗，不设基坑抽水，不用开挖河床覆盖层。采用这项技术，大大简化施工程序，加快施工进度，降低了施工成本，这项技术值得面板堆石坝借鉴。

3、结论

面板堆石坝以适应能力强，造价低廉、安全可靠等优点，在我国乃至世界得到迅速的发展，具有广阔的市场前景。如何降低工程施工成本，在筑坝市场抢占先机，是施工单位必须要研究的课题。本文中降低面板堆石坝施工成本的方法是从实践中总结的经验，有些方法已经广泛的应用到施工现场，比如坝体临时挡水方案、挤压边墙技术、无轨滑模技术。需要说明的是，不论何种先进的施工技术，都有其适用条件和适用范围，需要结合工程实际，充分发挥工程建设者的聪明才智，才能将技术经济最优化。