混凝土面板堆石坝发展现状综述

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混凝土面板堆石坝在19世纪80年代就出现了，由于当时技术条件的限制，采用抛投法堆筑，垂直沉降和水平位移都很大，施工期和施工后沉降可达到坝高的7%左右。坝造高了，沉降量加大，混凝土面板开裂，导致大量渗水，因此当时堆石坝最高造到100M。到四十年代，堆石坝基本停止发展，六十年代，由于大型振动压路机的出现，使堆石密度明显提高，变形减小，渗水减少，施工季节不受限制，因而堆石坝再次得到发展，已成为经济合理、应用广泛、施工方便的一种新坝型。目前，由于施工工艺的进步，使得混凝土面板堆石坝的设计高度提高到200M级。面板堆石坝的发展现状可归纳为以下几点：

　　1、填筑标准提高

　　主次堆石区分线，加大主堆石区的比例（目前已达2/3）；坝体填筑高深均衡，坝料均衡上升，尽量减少高差，有高差的部位采用缓坡连接；压实质量提高，由于冲击压实技术的应用，使得坝料的孔隙率大大降低，而各区压实的均匀性大大提高。

　　2、软岩筑坝的发展

　　随着坝高的增长，硬岩已不能满足大坝填筑量的需要，通过掺用软岩或者单独采用软岩，大大地扩大了料源范围，增大了开采料的利用率。

　　3、冬季填筑碾压

　　通过薄层填筑、禁止冻块上坝、垫层料兼顾排水性和稳定性等措施，冬季可以施工。

　　4、面板防裂性能大大提高

　　混凝土面板裂缝分为温度裂缝和结构裂缝两种，过去对温度裂缝研究较多，但结构缝对坝体危害很大，目前还未得到解决。

　　通过选择配合比、外加剂、合适的施工期，及时养护等综合措施，可减少面板温度裂缝。目前在国内常采用两种高性能混凝土来减少面板的温度裂缝：在洪家渡、浙江白溪电站采用聚丙烯纤维收缩补偿混凝土，在珊溪采用BF-Ⅱ减水剂，都得到了很好的效果。

　　面板结构裂缝主要是由大坝变形过大、沉降不均匀等原因引起的，解决办法只能通过提高大坝堆石干密度、把好填筑碾压质量关、预留足够的沉降期等措施来控制。不能搞临时断面，坝料均衡上升，控制填筑层厚度，面板一次浇筑成型，尽量不分期。公伯峡电站采用全断面均衡薄层上升填筑法，坝高已填筑80多米，但沉陷量只有40cm，也说明了这个问题。

　　5、挤压边墙施工

　　挤压式混凝土边墙施工技术是在巴西埃塔坝工程开创的混凝土面板坝上游坡面施工的新方法。这种技术因其能简便及时地提供上游坡面的防护，并可明显提高垫层料的压实质量等特点而成为面板坝施工的一种新技术。目前国外已有十余座面板坝推广应用这一新技术。国内以公伯峡面板堆石坝工程为对象开展了挤压式边墙的技术研究，并拟在龙首二级、芭蕉口、水布垭等电站应用。我局中标的马来西亚巴贡和苏丹麦洛维工程也准备采用。

　　边墙施工法是在每填筑一层垫层料之前，用螺旋式边墙挤压机制作出一个近似于梯形的半透水混凝土小墙，然后在其内侧按设计铺填坝料，用振动碾平面碾压，合格后重复以上工作。

　　5.1 挤压机械

　　边墙挤压机由陕工局集团公司设计制造的，是借鉴公路工程道沿机的原理制作而成，它包含4个部分：动力系统（柴油发动机作为动力系统用挤压方式驱动设备前行、转向系统（挤压机前进过程中，控制行走方向）、混凝土挤压仓（混凝土卸入料斗后，通过螺旋桨搅拌混凝土挤压到模板仓内，通过安装的机械振捣系统充分振捣，以确保混凝土的密实性和浇筑质量）、边墙机模板（按照挤压墙的设计尺寸制作的固定模板）。

　　5.2 挤压墙设计断面

　　边墙截面基本为梯形，上下层连接可视为铰接方式。这可使边墙适应垫层区的沉降变形，其下部不易形成空腔进而对面板造成不利影响。上游坡面可根据坝坡坡比调整，由于过大的顶宽会降低边墙适应变形的能力，因此顶部宽度应限制在12cm以内。墙高采用40cm，与碾压后的垫层料厚度一致，上游坡根据面板坝上游坡度确定，内侧坡比设计为8：1以便于垫层料碾压，底部厚度大约为70cm，每延米方量为0.18m^3。

　　5.3 混凝土配合比

　　边墙混凝土性能应具备低强度、低弹模、半透水的特点，为了满足与垫层料填筑同步上升的要求，混凝土又要具有较高的早期强度。由于挤压机对混凝土配合比比较敏感，湿的混凝土行进速度快，干的混凝土行进速度慢，因此挤压墙混凝土按一级配干硬性混凝土配合比设计，坍落度为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，速凝剂适量。28d混凝土抗压强度大约5Mpa左右，混凝土渗透系数在10-2～10-3cm/s范围内，要求低弹模。采用拌和楼拌制，混凝土罐车运输至浇筑现场。