试议止水混凝土面板堆石坝止水修补技术结论

摘要：混凝土面板堆石坝河床段在施工过程中需要涉及到度汛问题，在这个过程中浇筑到位之后则需进行度汛保护，这时，对坝前基坑位置进行二次开挖是避免不了的问题，且趾板端头止水系统经常在这种情况下被破坏。因此，止水修复至关重要。在某水利枢纽的实际建设中，其中重要的设计内容是混凝土面板堆石坝的接缝止水设计。这项设计，主要针对的是超过110m以上混凝土面板堆石坝的正常坝高并对其进行了研究、对接缝止水的结构形式进行了研究、对运行情况进行了调查研究。并根据对水利工程实际情况的考察进行了接缝止水结构情况的试验。在对之前的筑坝工程积累的经验教训和水布垭工程的试验成果做了分析之后，专家组提出了用控制接缝位移、优化止水结构、选择止水材料的一些设想。这在筑坝建设中是个全新的开拓
关键词:混凝土面板；面板堆石坝：修补术；

1．面板堆石坝的发展
早在19世纪50年代的美国加利福尼亚州，面板堆石坝在华达山脉的矿区被人类利用。当时的堆石坝采用的是木面材料板防渗的。之后经过150余年的发展，现代面板堆石坝所使用的材料基本为混凝土

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面板。混凝土面板堆石坝（钢筋混凝土面板碾压堆石坝）是60年代以后发展起来的。面板堆石坝的发展大致可分为三个时期，早期阶段大约是在1850～1940年出现的，这个阶段的堆石坝基本是以抛填堆石为特征的，在这个阶段修建的堆石坝，一般高度较低，大约在100米以下，坝体在投入使用过程中，一般都会出现坝体严重变形的问题，而且面板开裂渗透的问题也很严重；过渡阶段大约是在1940～1965年出现的，这个阶段的堆石坝是从以抛填堆石到碾压堆石为原料的过渡阶段，该阶段面板堆石坝的发展处于基本停滞期；现在阶段1965年以后出现的，这时的堆石坝是以碾压堆石为特点的，这个时期，抛填堆石被碾压堆石完全的替代了。随着薄层碾压施工技术的不断进步和完善，大大提高了面板堆石坝的数量，堆石坝的高度也不仅仅局限在100米左右，混凝土面板堆石坝逐渐成为当今水利水电工程建设的主流坝型之一。

2.面板堆石坝的主要特点及取得的成就：

混凝面板堆石坝具有两个较为明显的特点，第一：造价低、第二：工期短，因此混凝土面板堆石坝在筑坝界得到了蓬勃的发展，在水利水电建设中被广泛利用，目前已成功建设200m级的高坝。现在坝工界比较一致的观点是：在建筑150m级面板堆石坝的筑坝技术中是成熟的，而在建筑200m级面板堆石坝的筑坝技术上还是需改进和完善的。中国最高的面板堆石坝于2011年建成，是位于湖北的清江水布垭水利枢纽，坝高233m。国外最高的面板堆石坝目前正在建设中，是位于秘鲁的莫罗·德·阿里卡水利枢纽，坝高220m。

3.某水利水电枢纽混凝土面板堆石坝的技术创新：

3.1某水利工程的总体情况

我国某水利工程混凝土面板堆石坝是在当今世界上已建和在建同类坝型中最高的面板坝。在期施工过程中，大部分施工地点地势险峻，对施工造成了很大困难其中最高的大坝高233 m ,坝顶宽度达 12 m ,坝底最宽的距离为660 m ,大坝上游坝坡坡度比例为 1∶1. 4 ,下游平均坝坡坡度比例为 1 ∶1 . 4 ,坝体填筑总工程量为1 568 万 m ，如此大的工程施工期较长，所以面临着很多新的问题，在之前的工程没有相关的规范可以借鉴，所以在建设过程中需要更多的创新和探索以解决工程施工需要面临的许多课题。在之前专题研究中，坝体基础处理和材料的选择工程强大。为建设好水利枢纽面板堆石坝工程 ,在工程施工前 ,针对超高面板坝施工中的如筑坝材料、坝体填筑 、面板施工 、接缝止水、基础处理 、工程管理等一系列技术难题，进行了施工技术专题研究。此水利工程混凝土面板堆石坝施工技术方案得到了坝工界的一致肯定 ,并被应用于这项工程建设中 。在大坝施工的过程中，为保证质量，坝体填料的种类多达十几种，坝基岩体主要有碳酸盐组成，因其结构面发育完整，岩溶化程度高，适合作为基础材料。在原料开采过程中，大坝基础和坝料开采料场大多处在溶沟、溶槽等地势复杂的地区 ,坝体基础处理及配料开采施工过程中难度非常大，为保证原料正常开采，在河谷处布置了九条上坝施工道路，施工工地总体设计纷繁复杂，使其在开采，运输过程中无重大问题，为筑坝提供了前提保障。

3.2建筑过程中所面临的问题和发展方向

大坝筑坝过程中，超高坝面临着很多重大的问题，如坝体的沉降变形，面板的防裂措施，坝体的渗透控制等等。为了克服这些重大的施工问题，通过专家组的自主研究，不断创新，积极的引进和推广使用了新技术。大坝施工主要针对水布垭大坝复杂的自然条件，施工过程中遇到的困难，施工过程中遇到的技术问题提出的新想法。主要是找准堆筑造石坝新技术的发展方向 ,将新想法应用到大坝建设当中。其中，在爆破开采、趾板面板的利用、接缝止水中使用了新的技术。

3.3爆破开采的新技术

利用组合的爆破方式即水平光爆技术和边坡预裂爆破施工技术相结合的方法，通过“多循环 、小药弱爆破”的控制爆破施工工艺首先进行三向或两侧预裂，然后再进行斜坡 、扭面 、台阶等建基面的开挖 ,通过这种方法使边坡开挖质量得到了有效的控制 。开挖完成后 ,预裂面形成的缝隙良好 ,无径向裂缝和间隙 ,岩壁面平整 ,半孔率达到 95 %以上 ，坝坡边坡梯段的爆破效果好 ,没有挂边、拉 伤 裂 隙 现 象 , 马 道 平 台 平整 、整 齐。在利用声波检测趾板建基岩体完整性的过程中 ,大约86 . 6 %左右的岩体满足工程施工的基本要求，这样的爆破方式大大的保护了建基面的完整性。建基面的完整性有利于增加大坝的承载力，见几面越完整其所能承受的承载力越高,大坝安全性能也越高。

3.4趾板和面板利用的新技术

第一选材方面：趾板采用标准板与防渗板的结合的布置型式，面板采用精选混凝土原材料，掺优质粉煤灰与聚丙烯腈纤维合理配比，面板混凝土弹力底、抗裂度高、高度拉伸、性能良好，还具有足够的抗溶化抗腐蚀性能等特点，满足施工要求。第二趾板无永久性结构缝。第三：注重面板钢筋对面板抵抗结构的抗裂性。第四：面板表面涂刷水泥基结晶型防水材料，这样能大大增加面板的防裂与抗渗性能。这些创新在施工中减小了高陡岸坡趾板区的开挖工程量，满足了趾板基础水力坡降的需要。

3.5接缝止水方面的新技术

第一：接缝止水均采用波形止水结构，在高水头，大变形的结构下也能保证其密封性能不受影响。第二：所有止水材料，止水接头均采用一次冲压成型的铜件。第三：在大坝两岸，坝肩及面板分期浇筑过程中，接近接缝附近均使用双层钢筋，这种技术首次在现代意义的筑坝施工中使用。

3.6质量检测

质量过关是此水利工程取得成功的关键，大坝采用附加质量法新技术这种技术可以对坝体填筑密度进行快速检测与其研发的ＧＰＳ高精度振动碾运行轨迹实时监测系统配合，不但对坝体碾压施工过程与压实质量进行监测还对其今后的质量进行监控。此水利枢纽在设计理念、结构措施、基础处理、施工技术、质量安全、后期监测等技术中为超高特高面板堆石坝及类似的工程提供了重要的借鉴价值。在高水头平面定轮闸门及超大轮压及水封设计中取得了良好的效果在复杂地层设置软硬相间的大型地下围岩稳定等方面取得的创新，不仅解决了工程自身的难题，而且为类似工程提供了重要的借鉴价值。
结束语：
展望如今的筑坝项目工程，工程造价的控制与管理，仍需要进行深刻的研究。筑坝施工过程中仍存在着很多不安全因素。城市的水利枢纽建设的任务还很艰巨，如果我们能够坚持在技术上保持创新精神，正确面对水里建设中的不安全因素，对各个坝体进行深入的调查研究，及时发现存在的问题，解决问题，那么我相信，我国的筑坝事业一定会取得突飞猛进的进步，也为我国的筑坝事业为提供借鉴价值。希望我国的筑坝事业早日成为世界的主导者。
参考文献：
潘家铮.中国水利建设的成就问题和展望[J].中国工程学院
董海燕. 水利水电工程对环境的影响分析和解决办法[J]. 滦平县税务局
[3] 刘树坤. 水利建设中的景观和水文化[J]. 中国水利水电科学研究院