企业混凝土面板堆石坝施工技术培训

混凝土面板堆石坝施工技术

中国葛洲坝集团股份有限公司2016年7月汇报题纲

水布垭混凝土面板堆石坝施工关键技术2

公司承建的混凝土面板堆石坝1长龙山面板堆石坝施工相关建议3

公司自1985年承建西北口混凝土面板堆石坝以来，先后共承建了20多座大型混凝土面板堆石坝。2007年建成的水布垭面板坝坝高233m，是世界已建的最高面板坝，是世界已建成仅有的两座200m以上的面板坝之一，比位列第二的CamposNovos坝（巴西，坝高202m，2006年建成）高31m，成为中国面板堆石坝建设领先于世界各国的标志性工程。1、公司承建的混凝土面板堆石坝

水布垭面板堆石坝在工程规模、施工强度、科技创新及管理水平等方面处于世界领先水平，同时在大坝设计、施工领域多项技术上开创了新的方法，形成了高面板堆石坝较完善的技术体系，为混凝土面板堆石坝的发展提供了宝贵的经验。施工质量方面，公司承建的黑麋峰抽水蓄能电站、江苏宜兴抽水蓄能电站荣获2010－2011年度“鲁班奖”，公司承建的福建仙游抽水蓄能电站荣获2014－2015年度“国家优质工程金质奖”。公司承建的混凝土面板堆石坝序号工程名称所在地最大坝高（m）坝顶长度（m）1水布垭大坝湖北省巴东县2335842瓦屋山大坝四川省洪雅县138.83钟梁一级大坝重庆巫溪118.54古洞口大坝湖北兴山117.65鱼跳大坝重庆南山1106白沙河大坝湖北省竹溪县105.67鲤鱼塘大坝重庆103.88老渡口大坝湖北恩施96.69西北口大坝湖北宜昌9522210寺坪大坝湖北保康县86.437611东津大坝江西修水85.5326序号工程名称所在地最大坝高（m）坝顶长度（m）12黑糜蜂抽水蓄能电站下水库大坝湖南79.513三江口大坝云南77.014鱼泉大坝湖北省宣恩县76.012415长调大坝广东怀集县73.716小溪口大坝湖北建始63.617宜兴抽水蓄能电站上水库大坝江苏宜兴60.052018呼和浩特抽水蓄能电站上水库大坝内蒙古呼和浩特43.01248.519油车水库大坝江苏宜兴市38.0166020大渡河猴子岩水库大坝四川康定县223.5021西龙池抽水蓄能电站上水库大坝山西50499.522张河湾抽水蓄能电站上水库大坝河北57284623仙游抽水蓄能电站工程上水库大坝福建72.6340序号工程名称所在地最大坝高（m）坝顶长度（m）24清远抽水蓄能电站上水库大坝广东5423025丰宁抽水蓄能电站上、下水库大坝河北120.355626沂蒙抽水蓄能电站上水库大坝山东27金寨抽水蓄能电站上、下水库大坝安徽98.555428达岱大坝柬埔寨110.0882.32、水布垭混凝土面板堆石坝施工关键技术

公司通过承建的20多座大型混凝土面板堆石坝工程积累了丰富的经验，下面将以公司承建的清江水布垭混凝土面板堆石坝为背景，重点介绍混凝土面板堆石坝相关施工关键技术。最大坝高：233m最大坝前作用水头：200m坝顶高程：409m坝轴线长：675m坝顶宽度：12m最大坝底宽：660m大坝上游坝坡：1:1.4下游平均坝坡：1:1.4坝体填筑分区数：7个坝体料型：10种坝体填筑总量：1568万m3填筑工期：52.5个月混凝土面板厚：0.3m～1.10m面板最大斜长：191m面板总面积：13.9万m2水布垭混凝土面板堆石坝大坝基本参数图2-1水布垭枢纽鸟瞰图图2-2

水布垭混凝土面板堆石坝三维效果图2.1强夯加固基础覆盖层技术

面板堆石坝坝基广泛分布着河床覆盖层，按照传统的处理方法是将其全部挖除再回填。传统的处理方法实施将会带来施工工期、成本、环保等方面的严重影响。为此，经过考察研究和试验论证，选取了强夯法加固基础覆盖层的施工方案。强夯加固是以大吨位的起重机械将80KN～300KN的重锤提升至6m～40m的高处自由下落，利用重锤自由下落产生的强大冲击波和动应力对土体进行加固，提高地基强度并降低其压缩性、改善土的振动液化条件以及提高土层均匀程度。水布垭工程强夯施工分两序进行：

I序：夯锤重：20t；落距：15m；夯击点距：4m；夯击方式：点点跳夯、排排跳夯；结束标准：最后2击沉降量不超过5cm。

II序：满夯一遍、夯锤重16t、落距10m。图2-3

基础覆盖层强夯加固强夯加固在水布垭工程中应用，历时1个月，完成强夯面积13179m2

，减少基础开挖量13万m3、相应减少回填量13万m3

。应用结果表明：砂卵石层干密度：2.1g/cm3→2.18g/cm3；坝基承载力：300kPa→600kPa以上；渗透系数：i×10-1cm/s→i×10-2cm/s；作用深度：4.5m～5m。2.2

高强度坝料填筑动态优化调配技术

面板堆石坝的填筑量、开挖量、运输量巨大，料型多、填筑分区多，上坝运输道路布置复杂，坝料调配的工作量和难度均较大，土石方调配施工的科学性和管理效率对于工程的顺利实施具有重要作用。如何提高开挖料直接上坝率，减少弃料量和料场开采量，均衡施工强度，提高坝料调配决策的科学化水平和管理效率，成为面板堆石坝施工的关键环节之一。坝料优化调配的技术原理为，尽量挖掘和充分利用开挖料直接上坝，对料源性能满足要求但当前不需要的开挖料则中转后上坝，对开采料场的料源精细控制，做到级配最优。基于坝料优化调配模型，开发坝料优化调配与管理系统（EOAMS），实现调配施工管理的信息化和自动化。

用户用户界面系统管理数据传输优化调配人工调配统计分析其他功能用户注册权限管理参数设置人工输入与打印与Excel数据交换与P3数据交换月调配计划制定周调配计划制定日调配计划制定人工制定计划人工调整人工干预挖填进度统计场地使用统计机械使用统计道路强度统计报警系统帮助系统图2-4

优化调配与管理系统功能体系系统管理模块工程数据数据传输优化调配模块数据传输调配方案统计分析人工干预报警系统调配结果反馈工程数据用于统计分析现场执行外界数据数据流信息流现场执行结果反馈图2-5

优化调配与管理系统运行流程采用多维动态坝料优化调配技术，实现了水布垭面板堆石坝高强度、填筑上升。现场调配效果良好，满足坝料性质的建筑物开挖利用料全部用于坝体填筑；存料场的储存料全部回采；料场的开采缩小到最小规模；建筑物开挖料直接上坝1208万m3，直接上坝率高达82.88%。开挖量的利用程度高、弃料少、料场料开采少，节约了施工成本；并通过少占耕地和弃料用地，减少了地表和植被破坏、水土流失等对环境的不利影响，实现了绿色筑坝。2.3

高面板坝坝体预压反台填筑技术

混凝土面板堆石坝体施工成功的关键之一是控制坝体的不均匀沉降变形，为保证坝体安全稳定运行提供技术保障。而要控制高堆石坝体的沉降变形，就需要根据堆石体的变形规律，寻找可靠的技术路径，在施工期就给堆石坝体预留出足够的沉降变形时间和空间，并以此来控制堆石坝体不均匀沉降变形。通过堆石体间隔分期填筑，给高堆石坝体变形提供时间通道，在施工期就给堆石坝体沉降变形的预留出足够的沉降变形时间。采用间歇分期填筑，将坝体填筑分为6期，面板施工分3期。1期和2期填筑之间间歇5个月；2至5期之间连续高强度填筑施工；5期和6期之间间歇20个月。

根据堆石体加荷产生瞬间变形的特点，在3期填筑中，通过连续均衡高强度反台填筑，加大堆石坝体后区在施工期的沉降变形量，为控制堆石坝体前后区的不均匀沉降变形提供空间通道。在填筑施工的某个阶段，改变通常的前高后低的台阶法填筑上升形式，采取前底后高的反台法填筑上升。图2-6

坝体预压反台填筑预压反台填筑施工技术在水布垭面板堆石坝填筑施工中得到了全面的应用，效果显著。水布垭混凝土面板堆石坝体累计最大沉降量2473mm，仅为坝高的1.06%。采用反台法填筑施工，保障了坝体填筑连续上升，提高了设备的利用率，加快了填筑施工进度。2.4提高坝体填引筑密实缴度施工洽技术面板堆订石坝过接大的坝既体沉降造总量和灯不均匀艳沉降必俗将给大迅坝的正扬常运行蜓甚至安殃全带来流严重不萍利影响盈。在坝厕体填筑考中，如邮能够运倘用先进堵技术和多综合措抓施，尽兆可能提禾高坝体壳填筑的辈密实度韵、降低患孔隙率揭，便可科以有效烧地抑制院坝体的搅各种沉速降。面板堆委石坝堆辱石体压什实密度旦的大小工，主要组受堆石踢料岩性砖、堆石湿料级配练以及填躲筑碾压呀参数等没控制。料在水布舰垭面板欲堆石坝肆堆石体融填筑过洽程中，血采取的刘控制技硬术有：坝料扭级配胡的精农确控蛛制：房诚经过蚕大量败的坝遣料开叼采试体验和颠垫层篮料开棒采与套制备危工艺牢试验怀，找估到最蜡佳坝孩料级报配，裁为提滴高压踢实密宴实度笼奠定蔑基础炸。碾压机低械的优请化选择食：通过篇比对试妥验，选延定大吨油位、效燃果优的喷振动碾诱压设备骂，保证液坝料级荷配与碾抚压的最踩佳配合腾。填筑层喇厚和碾踩压遍数言的优化劝试验：涂针对各协种材料注、各种欢层厚、幅各种碾绍压遍数专进行不木同组合巡寿试验，踏得出关蚀系曲线译，找出哥最优组兆合，用赶于施工纷。坝料硬洒水筛方式貌的创斑新设立计：势传统展的方爱式是州在坝胜料摊觉铺后搭洒水私作业州，采菜用碾麦压前20控h完成政洒水晨作业瘦，以数保证萍浸润来时间城。故厚采用余了在尾运输车途中蜻加水潮和坝床面加满水相品结合估的方吵式，茶以分颠时段愁多次布加水敢来达葛到提泄高碾贡压效超果的哲目的售。图2-7运输途猪中和坝纷面加水价相结合水布杂垭面援板堆推石坝菌填筑方施工格中，颜通过陡认真呢研究秃、综房诚合采宵取上李述一中系列令影响碧高面佳板坝挖填筑垦密实陵度的行技术甚和措及施，抖达到劣了显黄著提除高坝滤体填玩筑密嚷实度扫的良植好效渡果。现场实井测数据穴表明：券干密度肯由设计气阶段要惕求的2.西10赴g/宵cm3提高希至试副验阶擦段的坟实际免的2.衣15陶g/武cm3，直脆至施灾工阶男段所居达到违的2.2嫁0g/每cm3，提烈高幅继度达4.全7%。坝体递碾压密诸实度的记提高保诸证了水已布垭面灿板堆石隙坝填筑贴施工质壁量和变扑形控制牺，同时壤为以后嘱的高面垦板堆石成坝施工具提供了外宝贵的旨经验。2.5混凝良土挤消压边雀墙技脏术混凝土吹面板堆肥石坝垫突层料按传统施工方法需超填第约40c气m左右，继再按照虑设计坡揭比进行刺削坡，真之后进大行斜坡欣碾压，块由于面军板浇筑姓需要在摊大坝填宰筑到一毫定高度例后才能今进行，怀这期间屯大坝坡颤面需要遍进行必户要保护盯，避免更破坏已晚经形成尖的坡面压，施工魄过程中愚稍有不仗慎，还犬可能造确成运行凉阶段混号凝土面呆板脱空绞，因此万传统的冶施工方隆法，工联序繁多宝，进度怕缓慢，循成本较画高，存津在重大农质量隐个患和风蜡险。利用混礼凝土挤丸压边墙歇作为垫相层料区讲的一部习分，能战快速形酱成坡面串，减少苦了削坡节、护坡殊、斜坡堂碾压成蜓形等工乓序，极大的详提高了棉施工人饮员的安抖全性，懒降低了脾施工难管度，保傍证了垫遵层料的皱压实质预量和提吴高坡面袭的防护芳能力，减少词垫层谱料损岔耗90%以上济，极应大地鼻加快驻了施葛工进筐度，胃避免烦运行誉阶段镜面板盼脱空虾风险疮。图2-8混凝箱土挤词压边督墙施咸工2.6面板曾混凝需土抗像裂综滴合技墨术面板总堆石都坝混洗凝土楼面板嘴结构例具有夺下述杆特点巷：一严是面墙板长携度大纳；二内是长岩宽比被大；蜡三是桶厚度个较薄秀。在幸温度赌变化适、干株缩、轮坝体雀填料音的不涨均匀昏沉降馅等作弃用下界面板病混凝赏土易宇于产泼生裂肤缝，睛甚至零是贯炸穿性镰裂缝要。提高面逗板混凝粱土抗裂势性能是谦一项系庆统工程会，它涵跟盖了混广凝土施台工的每光一个环识节，需宪要实施死集成创债新。主恳要方面膨包括：原材料印的优选公：含MgO水泥请，I级粉煤们灰，第菠三代聚桑羧酸高姑效减水解剂和与幕之相匹舞配的引竟气剂，康掺聚丙盈烯腈纤骆维掺和难料。图2-9聚丙扯烯腈恨纤维者掺和泰料施工龟方案芳的优临化：恳负压嘱溜槽跟配无光轨滑悄模；聋在滑赚模支妖架上竿设置早暖棚洪，以箱防寒浩潮；况混凝匀土脱莲模后馅实施稍二次摔压面挨。图2-10面板混裙凝土浇辛筑施工过晃程的精仅细控制从：选择刻低温季瓶节浇筑场，当坝萄体变形存达到缓躁慢或稳淡定状态塞后再浇朵筑面板伞混凝土握，有利鼻防裂。混凝粥土的降养护绒与保唯护：判表面苦覆盖伞绒毛舅毡保拾温被激；不薄间断斩喷水醉，直基至蓄傻水；夫在面伶板混暑凝土味表面准涂刷撕水泥君基渗差透结局晶型收材料穴进行进表面洒保护路等。图2-11面板养棕护与保消护2.7长铜止把水片现糕场连续篮滚压成结型技术面板租部位混的铜尿止水幕不仅右长度培大，昌而且配与周怕边缝洪、面寺板垂怪直缝岛等部突位的译交叉党接头极多，暂现场病的加捏工和泻安装粮难度觉较大畏。传统隐施工贫方式请“分穗段制浩作、匪现场呢焊接覆”存界在着容接头保部位予多、姨焊缝杆工作亏量大洒、易反产生愉安装苹误差舒和变羊形、捎施工缎进度剩慢、匹接头批材料成浪费兄大、胳施工喉干扰裤大、敢人工湿劳动后强度斧高、皇坡面运作业甘不安白全等详不足雁。为确府保长我铜止摔水的量施工奏质量拐，针悟对传统统施刚工方烫法的陡缺陷产，经第过反披复试佳验，谢自主君研制留开发徒了一羊种可棵直接剃置于揉现场唉工作荣面上寨的长斜铜止蠢水整才体连技续滚芬压成瞒型设插备。图2-12长铜喇止水油整体葬连续米滚压皆成型锄设备根据需其要的加竟工尺寸温和结构炼形式，源止水铜热片加工螺原料经执过滚压恩轮组的困滚压，渔将止水走铜片原朗材料的之中部鼻泽子折叠喘成型，蜜将止水掀铜的两小翼折叠苹上翘，兆形成所蛛需要的蛋止水铜街片结构粥形式。图2-13长铜亮止水裤片现喷场连形续滚班压成所型长铜持止水资片现刮场连难续滚眠压成姨型机助在水渣布垭说面板嚼堆石趴坝施葬工中畜得到萌了全芝面应如用，惠结果炸表明帝：加工仆的铜券止水枕片最犬大长话度达141衬m，结兄构尺敞寸偏脑差仅萌为±2货mm，远伟小于征规范拍值±5m财m；有效炼减少仇铜止北水片谦的焊喂接接紧头、擦节约息材料僚；加工握成型东的止喉水铜笑片精却度高颤、可蒜保证衣大坝摆止水鹅效果恒；设备操寻作、维铲护、安很装方便冒，加工絮劳动强摸度小。图2-14长铜咏止水晴片现扑场连追续施使工3、长龙山面板堆石坝施工相关建议长龙锹山抽民水蓄器能电狱站枢债纽工店程主仅要由惕上水析库、机下水乞库、填输水巧系统溉、地兵下厂邻房及屈开关誓站等原建筑昆物组扒成。上水库料位于山翼河港右指岸横坑藏坞大型鹊冲沟源窝头，由己主坝、朗副坝和图库周山民岭围成背。主、相副坝均透采用钢蜂筋混凝棒土面板茧堆石坝绿，坝顶令高程赶980息.2m负，主坝乎最大坝牛高1览03m代，坝顶隆长3奋72.烧12m乳；副坝惑最大坝络高7榴8.0剧m，坝拢顶长贱278祸.65驳m，主尿、副坝雪坝体总棚填筑量油34赌3.3愈万m3。下水碑库位伏于山件河港种中游应河段啄，建铅拦河作坝而盏成，祝挡水钓坝采峡用钢撤筋混哥凝土吼面板群堆石束坝，却最大铁坝高僚10怖0m仍，坝溪顶长推3惩00赵.0乔m，角坝体波总填捧筑量框2匪48妹.7遵万浮m3。序号工程名称所在地最大坝高（m）坝顶长度（m）填筑总量（万m3）1上水库大坝浙江省安吉县1033723432下水库大坝浙江省安吉县100300265图3-1上下库剪混凝土必面板堆植石坝平趟面图3.1建议阁采用混凝三土挤酱压边楚墙技役术在混盏凝土棵面板洁堆石裤坝上邮游坡糟面垫摘层料见施工溜中，户传统档的方教法是大在每钩一层倘垫层愉料的俱铺筑绞时向搁上游仓超宽返30姐cm宫左右涛，填锣筑高局度达灭到3醒~5爷m后凳由人援工配份合机丹械削芦坡，附待坡阶面达卖到一抄定长传度后益采用睬振动虎碾碾者压并柜进行拌砂浆轿固坡逮。此史种方顺法施液工工词序多剪、施嘉工干闸扰大涝且施改工进昂度慢辫，甚访至影贩响大职坝度愉汛挡刊水。针对此弊种情况叫，引进绩并应用贯了挤压斑边墙施惩工技术霉，该技哲术是在凶每一层卷垫层料螺填筑之堂前，用柏专门的另挤压设星备沿上羽游挤压赢混凝土另造出一宪道墙，改墙体的带上游边机坡与设武计坝坡锁重合，喜墙体高叠度与每旬层垫层挠料的厚机度一致存，如此盛循环上符升。挤压边刷墙施工狡技术自岂200档0年引握入我国结以后，看先后在械青海公尘伯峡、管甘肃龙攀首、湖孤北芭蕉配河等面咽板堆石德坝工程蠢中应用舌，取得晌了较好物的效果写。图3-2混凝土众挤压边淡墙施工必技术上述所牧采用的河挤压边困墙技术僵的坝高史均在1均50m虑以内，按通过优蜡化边墙绳混凝土欲材料、露将边墙忙混凝土分在面板俩分缝处振同缝凿幼断、在圾边墙混抬凝土与便面板之赴间喷乳抗化沥青絮隔层等劲多项创喊新和改护进，使哄挤压边讲墙施工赌技术直将接应用会于坝高劳超过2炒00m烘水布垭搬面板堆夺石坝中州，满足诱各项要晚求。水布垭宇高面板丘堆石坝丢创新应扶用挤压魔边墙混屿凝土技匀术的实是践证明震，挤压木边墙技炉术简化爷了边坡雾防护方显式和度疮汛措施渗，降低圆了工程亦施工难播度，节垫省了上疾游面施漂工工期篇，边墙春混凝土台表面对技面板混疾凝土的啊约束较锄小，能寨够适应晓坝体性押能特点既，特别搅是挤压遭边墙混致凝土能驳够顺应骨垫层和报面板的膏变形，姑有效的赶保障了妥坝体及浑面板的父稳定安椅全运行隙。3.2建议究采用面板树混凝得土抗技裂及补无轨胞滑模记浇筑挥技术在国内招外已建柜成的众乔多面板碎堆石坝狂中，混阴凝土面私板均不篮同程度烘的产生绸了裂缝驼，给大慨坝的安珍全稳定笔