水利水电施エ2013·第4期总第139期
推石惻筑惻施工术研究
梁向峰何小雄乔勇(中国水电建设集团十五工程局有限公司
摘要】
堆石坝作为主导坝型之一,在最近二十余年间得以快速发展,砾质土心墙堆石坝也在这一时期取得
了令人嘱目的技术成就。回顾六十年来中国
土石坝尤其是心墙堆石坝、混凝土
面板堆石坝建设发展历程,土石
坝填筑施工、地基处理、水流控制、沉降控制、高原寒区施エ等方面技术取得显著进步,并积界了丰富的经验。
关键词】堆石坝筑坝施工技术研究
补岩块强度的不足。振动凸块碾、平板振动器等压实工
1概述
具也逐步得到应用,不断拓宽着适用防渗料的范闱。振
动碾的使用提高了土石坝的安全性、经济性和适用性。坝
1.1堆石坝发展历程
料无轨运输的优越性和高效率使机车运输坝料的有轨运输
20世纪50年代,中国先后修建了一批土坝,坝高
方式逐渐消失。这种进步在1976年竣工的碧口1土石坝上
般都在50m以下,坝型绝大多数为均质土坝或土质心墙
初现端倪。1982年完成的石头河土石坝(坝高114m)标
砂砾坝,地基处理主要采用黏土截水槽或上游铺盖方案,
志着我国土石坝施工技术进人了一个新阶段。80年代中后
基本上依靠人力配合少量轻型机械施工。进入1958年,
期施工的鲁布革风化料心墙坝(坝高104m),在土石坝施
各地建坝数量直线上升。由于施工场面很大,动用劳力工技术的发版中起着承前肩后的作用。22世纪最后几年建
极多,施工强度也多次创造了一年超过100万m32的高
设的小浪底斜心墙堆石坝,坝高154m、黑河金盆心墙砂
纪录。1958年、1959年柱列式混凝土防渗墙技术、槽段
砾坝,坝高128m,极大地丰富了土石坝施工的实践经验,
式混凝土防渗墙技术陆续成功使用,这对土石坝深厚砂
全面地提高了我同心墙堆石坝的施工技术水平
砾层地基防渗处理是一大突破。进入70年代,土石坝施
1.2高堆石坝建设阶段
T技术进步明显:挖掘机开采、汽车运输在坝料填筑中
进人21世纪以来,中国的土石坝建设成就举世嘱目
逐渐占据主导地位,振动碾压逐步进入堆石料碾压领域。
一批高土石坝、超高土石坝的相继建成和动工修建,标志
大型高效配套的施工机械和施工技术的进步,岩土着中国的土石坝施工技术已经进入世界先进水平的行列
力学和试验技术的提高,高土石坝得到较快发展。70年这10年间,建成高于100m的土石坝超过30座(累计逾
代中期,我国在学习国外先进经验的基础上,重视了大
50座),其中高于150rn的土石坝为9座(累计12座),计
型施工机械的引进和开发以及科学研究工作。随着综合
入此前峻工和当今在建的150m以上的高土石坝共20座
国力的增强,重型土石方机械及其配套设备装备了众多
(中国已建在建150m高度以上面板堆石坝参见表1)。
施工企业,随之开始了土石坝发展的新时期。
高堆石坝施工所使用的运输车吨位和挖掘机、装载
新时期堆石坝施工技术的发展以重型土石方机械及机斗容随填筑规模而增大,碾压设备大都采用了较大激
振动碾等大型施工设备的成功实践为主要标志,使土质振力的重型振动碾,冲击式压实设备开始应用。施工设
心墙堆石坝和混凝土亩板堆石坝成为现代高土石坝的两备的配套选用更加科学规范。坝料使用规划、坝体填筑
种主导坝型。用振动碾薄层碾压可以得到密实而变形较分区以及坝料加工技术水平有了明显的提高。测试手段
小的堆石体,解决了混凝土面板堆石坝因抛填堆石的大和观测设备的埋设技术都有同步发展。混凝土面板堆石
量变形而导致的面板断裂、接缝张开和大量渗漏的问题
坝上游填筑护坡技术不断改进,陆续出现了几种不同的
从而使这种坝型重新兴起。同时,振动压实可使爆破开固坡形式。面板混凝土防裂研究不断深入并取得良好效
采的堆石料全部上坝,也使大粒径的砂砾(卵)石填筑果。施工面板前对坝体的沉降把握趋于理性。由于施工
大坝成为可能,对软岩料也可用提高压实密度的方法弥
技术的进步,土石坝施工期的水流控制手段、深覆盖层
土石坝工程施丁专辑
表1
中国已建在建150m高度以上面板堆石坝一览表
序号
坝名
地点
坝高(m)
大坝体积(tm3)
面板面积(m2)
完建时间
水布垭
溯北
137000
江坪河
湖北
221
718
在建
板溪
贵州
洪家渡
贵州
天生桥一级
广西、贵州
178
1800
177000
1999
卡基娃
四川
171
在建
黔中
贵州
在建
濰坑
浙汇
162
980
95000
2009
溧阳
江苏
在建
吉林合
新疆
836
2005
紫铺
四川
1117
108800
2005
重庆
13
马鹿塘
云南
154
2010
董筲
贵州
150
2009
龙背湾
湖北
60000
在建
地基处理水平都达到了一个新的高度
2.1.2连续均衡进行坝体填鋭施工
这一阶段,中同还在高原高寒干早地区、地震多发
如何有力地控制坝体沉降是面板堆石坝施工的一个
地区建设了一批高上石坝工程,这些都为土石坝的全面难点,尤其是如何防范坝体不均匀沉降对混凝土面板、
发展积累了经验。
止水、坝体内部应力分布的不利影响。因此,尽可能实
由于沥青混凝土具有防渗性能好、适应变形能力强
现均衡连续上升则是施工管理工作的重点。进入21世纪
工作量较少等特点,加上实践的经验积累,十多年来,
以来修建的高面板坝,对此给予了足够的重视,并取得
以沥青混凝土作为防渗体的堆石坝在我国也得到长足的
了良好的效果。
发展,4座高于100m沥青混凝土心墙堆石坝的建成和在2.1.3土石方调配动态平衡系统的开发和应用
建表明,沥青混凝土防渗体堆石坝已经成为有竞争力的
优化的土石方调配方案不仅有利于降低施工成本
种坝型
加快施工进度,还可以通过提高土石方的直接上坝率、
以糯扎渡砾石土心墙坝、瀑布沟砾石土心墙坝、水
减少弃料和料场开挖量等途径,也有利于保护生态环境。
布垭混凝土面板堆石坝、紫坪铺混凝土面板堆石坝等工
在以往的土石方调配实践中,多是凭借管理者经验进行
程为代表,体现了这一-时期的施工水平。
规划和管理,存在一些考虑不周而影响工程进度和成本
的现象,难以达到优化调配的效果。
2堆石坝施工技术研究
水布垭工程施工中的土石方挖运填总量超过5000万
土石方优化调配是施工中的关键问题。通过对该项目
2.1坝体填筑施工的技术研究
土石方调配施工过程中的详尽分析,综合考虑施工过程的
2.1.1优选重型碾压设备,坝体压实质量逐步提高
动态性、土石方调配的时空关系、物理性能匹配关系,建
当前土石坝施工中,重视优选重型振动碾压设备,
立了多维动态的土石方优化调配模型,并开发
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