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80年代就出現(xiàn)了，由于當時技術條件的限制，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到壩高的7%左右。壩造高了，沉降量加大，混凝土面板開裂，導致大量滲水，因此當時堆石壩最高造到100M。到四十年代，堆石壩基本停止發(fā)展，六十年代，由于大型振動壓路機的出現(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)濟合理、應用廣泛、施工方便的一種新壩型。目前，由于施工工藝的進步，使得混凝土面板堆石壩的設計高度提高到200M級。面板堆石壩的發(fā)展現(xiàn)狀可歸納為以下幾點：

　　1、填筑標準提高

　　主次堆石區(qū)分線，加大主堆石區(qū)的比例（目前已達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；壓實質(zhì)量提高，由于沖擊壓實技術的應用，使得壩料的孔隙率大大降低，而各區(qū)壓實的均勻性大大提高。

　　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采用軟巖，大大地擴大了料源范圍，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構裂縫兩種，過去對溫度裂縫研究較多，但結構縫對壩體危害很大，目前還未得到解決。

　　通過選擇配合比、外加劑、合適的施工期，及時養(yǎng)護等綜合措施，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。

　　面板結構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、預留足夠的沉降期等措施來控制。不能搞臨時斷面，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，也說明了這個問題。

　　5、擠壓邊墻施工

　　擠壓式混凝土邊墻施工技術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。這種技術因其能簡便及時地提供上游坡面的防護，并可明顯提高墊層料的壓實質(zhì)量等特點而成為面板壩施工的一種新技術。目前國外已有十余座面板壩推廣應用這一新技術。國內(nèi)以公伯峽面板堆石壩工程為對象開展了擠壓式邊墻的技術研究，并擬在龍首二級、芭蕉口、水布埡等電站應用。我局中標的馬來西亞巴貢和蘇丹麥洛維工程也準備采用。

　　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制作出一個近似于梯形的半透水混凝土小墻，然后在其內(nèi)側按設計鋪填壩料，用振動碾平面碾壓，合格后重復以上工作。

　　5.1 擠壓機械

　　邊墻擠壓機由陜工局集團公司設計制造的，是借鑒公路工程道沿機的原理制作而成，它包含4個部分：動力系統(tǒng)（柴油發(fā)動機作為動力系統(tǒng)用擠壓方式驅動設備前行、轉向系統(tǒng)（擠壓機前進過程中，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)，通過安裝的機械振搗系統(tǒng)充分振搗，以確?；炷恋拿軐嵭院蜐仓|(zhì)量）、邊墻機模板（按照擠壓墻的設計尺寸制作的固定模板）。

　　5.2 擠壓墻設計斷面

　　邊墻截面基本為梯形，上下層連接可視為鉸接方式。這可使邊墻適應墊層區(qū)的沉降變形，其下部不易形成空腔進而對面板造成不利影響。上游坡面可根據(jù)壩坡坡比調(diào)整，由于過大的頂寬會降低邊墻適應變形的能力，因此頂部寬度應限制在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)側坡比設計為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

　　邊墻混凝土性能應具備低強度、低彈模、半透水的特點，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度。由于擠壓機對混凝土配合比比較敏感，濕的混凝土行進速度快，干的混凝土行進速度慢，因此擠壓墻混凝土按一級配干硬性混凝土配合比設計，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，混凝土罐車運輸至澆筑現(xiàn)場。