面板堆石坝施工解析课件

1、第十章 土石坝施工第二节 面板堆石坝施工概述： 混凝土面板坝的防渗系统由基础防渗工程、趾板、面板组成。 混凝土面板堆石坝是近期发展起来的一种新坝型，它具有工程量小、工期短、投资省、施工简便、运行安全等优点。近三十年来，由于设计理论和施工机械、施工方法的发展，更显出面板堆石坝在各类坝型中竞争优势。 一、堆石材料的质量要求和坝体材料分区 （一）堆石材料的质量要求 1、如利用施工中挖方石料时，要按料场要求增做试验。2、试验项目坝料的颗粒级配、相对密度、抗剪强 度和压缩模量，垫层料、砂砾料、软岩料的渗透和渗透变形试验。3、垫层料要求有良好的级配。4、过渡料要求级配连续、最大粒径不宜超过 300mm。压

2、实后的过渡料要压缩性小、抗剪强度高、排水性好。 5、主堆石料可用坝基开挖料或料场开采石料，要求级配良好，最大粒径不应超过压实层厚度，小于5mm的含量不宜超过20%，小于0.75mm的颗粒含量不宜超过 5%。在开采前应作专门的爆破试验。（二）面板堆石坝的坝体分区 堆石坝坝体应根据石料来源及对坝料的强度、渗透性、压缩性、施工方便和经济合理性等要求进行分区。在岩基上用硬岩堆石料填筑的坝体可按下图分区： 从上游向下游依次分为垫层区、过渡区、主堆石区、及下游堆石区。周边缝下部应设特殊垫层区。100m 以上的坝，其面板下部设铺盖区及压重区。图4-18 岩基上硬岩堆石坝体分区示意图（1）垫层区 作用：为面板

3、提供平整、密实的基础，将面板承受的水压力均匀传递给主堆石体。 要求：石质新鲜，级配良好的碎石料填筑。（2）过渡区 作用：保护垫层区在高水头作用下不产生破坏。 要求：粒径、级配要求符合垫层料与主堆石料间的反滤要求。一般最大粒径不超过350400mm。（3）主堆石区 作用：维持坝体稳定。 要求：压缩性要低，防止沉陷危及防渗面板；防渗性高，防止渗流过大。（4）次堆石区 作用：保护主堆石体和下游边坡的稳定。 要求：采用较大石料填筑，允许有少量分散的风化石料。 各区坝料的透水性应按水力过渡要求，从上游向下游逐渐增加。下游堆石区在下游水位以上的坝料不受此限制。 垫层区的水平宽度应由坝高、地形、施工工艺和经

4、济性比较确定。当用汽车直接卸料，推土机推平方法施工时，垫层区不宜小于3m，有专门的铺料设备时，垫层区宽度可减少，并相应增大过渡区的面积。 二、填筑工艺及质量控制（一）填筑工艺 堆石坝填筑可采用自卸汽车后退法或进占法卸料，推土机摊平。 后退法：汽车在压实的坝面上行驶，可减轻轮胎磨损，但推土机摊平工作量很大，影响施工进度。 垫层料的摊铺一般采用后退法，以减少物料的分离。 进占法：自卸汽车在未碾压的石料上行驶，轮胎磨损较严重。 卸料时会造成一定分离，但不影响施工质量，推土机摊平工作量可大大减小，施工进度快。 主堆石体、次堆石体和过渡料一般采用振动碾压实。垫层料采用斜坡振动碾压实。 （二）垫层料施工

5、垫层为堆石坝坡面最上游部分，用级配良好的砂砾料填筑。为减少面板混凝土超浇量，改善面板的应力条件，对上游垫层坡面必须进行修整和压实。 未浇注面板前的上游坡面，尽管经斜坡碾压后具有比较高的密实度，但其抗冲蚀和抗人为因素破坏的性能很差，一边须进行垫层坡面的防护处理。防护的作用有以下三点： 防止雨 水冲刷垫层坡面； 为面板混凝土施工提供良好的工作面； 利用堆石坝体挡水或过水时，垫层护面可起到临时防渗和保护作用。 混凝土面板或面板浇注前的垫层料，施工期不允许承受反向水压力。 挤压边墙技术：边墙挤压断面为不对称梯形，墙身高度为40cm，上游坡比为1：1.4，与面板坡比一致，顶部宽度为10cm，底部宽度为7

6、0cm，内侧坡比为8：1，主要结合边墙与垫层间的接缝情况，保证在碾压过后达到设计标准。优点：1、提高了大坝施工进度。2、垫层料不需要超填，水平碾压替代了斜坡碾压。3、挤压机操作简单，施工方便、快捷。4、挤压边墙在上游形成坝面规则、平整。5、可抵卸冲刷的坡面，提高了度汛安全性。3、堆石体的压实参数和质量控制（1）压实参数 堆石体填料粒径一般在6001200mm之间，铺填厚度根据粒径的大小而不同。振动碾压实，一般为46遍，个别可达8遍。 垫层料最大粒径为150300mm，铺填厚度一般为2545cm，振动碾压实，压实遍数通常为4遍，个别68遍。 堆石坝坝壳石料粒径较大，一般为10001500mm，铺

7、填厚度在1m以上，压实遍数为24遍。（2）堆石坝施工质量控制1、料场质量控制 开采方法、堆石料级配、含泥量、物理力学性质等是否符合设计要求。2、坝体填筑的质量控制 堆石体的压实效果可根据其压实后的干密度的大小在现场进行控制。堆石体干密度的检测一般采用挖坑注水试验法，垫层料干密度检测采用挖坑灌砂试验法。 试验时应注意如下事项：1）取样深度应等于填筑厚度；2）试坑应呈圆柱形；3）坑壁若有大的凹陷和空隙，应用粘土或砂浆堵塞，以防止注水时塑料薄膜架空而影响检测精度；4）试坑直径与填筑料的最大粒径比应符合有关试验规程的规定。三、钢筋混凝土面板施工 （一）钢筋混凝土面板的分块 混凝土防渗面板包括趾板（面板

8、底座）和面板两部分。 防渗面板应满足强度、抗渗、抗侵蚀、抗冻要求。 趾板设伸缩缝；面板设垂直伸缩缝、周边伸缩缝等永久缝和临时水平施工缝。 混凝土防渗面板分缝分块（单位：m）（ a）分块示意图；（b）施工缝1坝轴线；2面板；3趾板；4垂直伸缩缝；5周边伸缩缝；6趾板伸缩缝；7水平伸缩缝；8面板钢筋。 垂直伸缩缝从底到顶布置，中部受压区，分缝间距一般为 12-18m；两侧受拉区按6-9m 布置。 受拉区设两道止水，受压区在底侧设一道止水，水平施工缝不设止水，但竖向钢筋必须相连。 （二）防渗面板混凝土浇筑与质量 1、趾板施工： 应在趾基开挖处理完毕，经验收合格后进行，按设计要求进行绑扎钢筋、 设置锚

9、筋、预埋灌浆导管、安装止水片及浇筑上游铺盖。混凝土浇筑中，应及时振实，注意止水片与混凝土的结合质量，结合面不平整度小于 5mm。混凝土浇后 28d 之内，20m 之内不得进行爆破；20m之外爆破要严格控制装药量。 2、面板施工： 在趾板施工完毕后进行。 当坝高不大于 70m 时，面板在堆石体填筑全部结束后施工，这主要考虑避免堆石体沉陷和位移对面板产生的不利影响。 高于 70m 的堆石 坝，考虑需拦洪渡汛，提前蓄水，面板宜分二期或三期浇筑，分期接缝应按施工缝处理。 面板混凝土浇筑宜采用无轨滑模，起始三角块宜与主面板块一起浇筑。面板混凝土宜采用跳仓浇筑。 滑模应具有安全措施，固定卷扬机的地锚应可靠

10、，滑模应有制动装置。面板钢筋采用现场绑扎或焊接，也可用预制网片现场拼接。 混凝土浇筑中，布料要均匀，每层铺料 250-300cm。止水片周围需人工布料，防止分离。 振捣混凝土时，要垂直插入，至下层混凝土内 5cm，止水片周围用小振捣器仔细振捣。振动过程中，防止振捣器触及滑模、钢筋、止水片。脱模后的混凝土，要及时修整和压面。 滑模滑升时，要保持两侧同步，每次滑升距离不大于 30cm，滑升间隔时间不应超过30min。面板浇筑的平均速度为 1.5m-2.5m/h。 面板混凝土浇筑质量检查项目和技术要求 检查数量要求： （1）趾板浇筑 每浇一块或每 50m-100m至少有一组抗压强度试件；每 200m

11、成型一 组抗冻、抗渗检验试件。 （2）面板浇筑 每班取一组抗压强度试件，抗渗检验试件每 500m-1000m成型一组， 抗冻检验试件每 1000m-3000m成型一组，不足以上数量者，也应取一组试件。 四、沥青混凝土面板施工 沥青混凝土由于抗渗性好，适应变形能力强，工程量小，施工速度快，正在广泛用于土石坝的防渗体。 沥青混凝土的施工方法有碾压法、浇筑法、预制装配法和填石振压法四种。 碾压法是将热拌沥青混合料摊铺后碾压成型的施工方法，用于土石坝的心墙和斜墙施工； 浇筑法是将高温流动性热拌沥青混合材料灌注到防渗部位，一般用于土石坝心墙；预制装配法是把沥青混合料预制成板或块，在现场装配，目前使用尚少

12、；填石振压法是先将热拌的细粒沥青混合材料摊铺好，填放块石，然后用巨型振动器将块石振入沥青混合料中。 沥青混凝土原材料： 沥青：一般选用道路石油沥青； 粗骨料：宜选碎石，最大粒径小于铺筑层厚度的1/3，且不大于25mm，分成 2-3级配料； 细骨料：可选河砂、山砂、人工砂。 骨料要求干净、稳定性好。 填料种类：石棉、消石灰、水泥、橡胶、塑料等。 施工中对温度要严加控制，其标准根据材料性质、施工地区和施工季节，由试验确定。在日平均气温高于5和日降雨量小于 5mm时方可施工，日气温虽然在 5-15，风速大于4级，也不能施工。 沥青混凝土斜墙施工 沥青混凝土斜墙施工是在坡面上进行的，施工难度较大，尽量

13、采用机械化流水作业。 首先进行修整和压实坡面，然后铺设垫层，在垫层面上喷涂一层乳化沥青或稀释沥青。 准备工作完成后，用摊铺机或人工铺筑整平胶结层。防渗层一般采用多层铺筑，各区段条幅宽度间上下层接缝必须相互错开，水平接缝的错距应大于 1m，顺坡纵缝的错距一般为条幅宽度的 1/3 2/3。 先用小型振动碾进行初压，再用大型振动碾二次碾压，上行振压，下行静压。施工接缝及碾压带间，应重叠碾压 1015cm。 压实温度应高于 110，二次碾压温度高于80。 防渗层的施工缝是面板的薄弱环节， 尽量加大条幅摊铺宽度和长度，减少纵向和横向施工缝。防渗层的施工缝以采用斜面平接为宜，斜面坡度一般为 45。2、沥青混凝土心墙施工 沥青混凝土心墙位于坝体中部，它与过渡层、坝壳填筑尽量平起均衡施工，填铺与压实都在平面上进行，相对斜墙而言施工难度较小。 先进行支立钢模， 表面涂刷脱模剂。钢模支立要牢固准确，检查合格后用防雨布等遮盖，填筑两侧过渡料。过渡层压实，要两侧同时进行（距钢模 15-20cm部分与