壩體過流技術(shù)在堆石壩填筑中的應(yīng)用分析

張力

摘 要：堆石壩壩體過流技術(shù)的安排以及施工對整個水利大壩施工質(zhì)量影響重大，同時也會對同期以及后期的施工作業(yè)造成影響。過流技術(shù)的合理應(yīng)用是壩體施工作業(yè)的基礎(chǔ)要求。實(shí)際的施工中無論是客觀條件還是主觀條件都有可能影響到技術(shù)應(yīng)用效果，因此技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格操作，規(guī)范各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)，以保證作業(yè)進(jìn)度的順利推進(jìn)?；谶@一點(diǎn)文章以某工程為例，簡要分析了壩體過流技術(shù)，并以全面控制的角度提出相應(yīng)的質(zhì)量控制手段，從而保證堆石壩施工質(zhì)量及作業(yè)安全，切實(shí)提高堆石壩填筑水平及工程效益。

關(guān)鍵詞：水利工程；堆石壩；壩體過流；技術(shù)

堆石壩是我國水利大壩施工中應(yīng)用最為廣泛的，但是混凝土面板壩體往往容易受到外界各類因素的影響，因此各類施工問題層出不窮，其中不乏質(zhì)量病害以及施工安全事故等問題。由于堆石壩是防水治水的主要結(jié)構(gòu)，這些問題嚴(yán)重影響到了堆石壩的質(zhì)量、使用壽命，因而對水利工程的整體質(zhì)量造成了不利影響，嚴(yán)重時會使得一個工程項(xiàng)目廢黜。因此，堆石壩的施工中必須采用復(fù)合實(shí)際施工需要的填筑手段，全面把控工程各個環(huán)節(jié)的銜接，因此壩體過流技術(shù)應(yīng)時而生，通過該技術(shù)能夠有效提高壩體填筑適量，降低水流對壩體的侵蝕作用，提高堆石壩防水治水性能?；谶@一點(diǎn)，本文結(jié)合某一混凝土面板堆石壩作為實(shí)際案例對壩體過流技術(shù)進(jìn)行分析。

1 工程概況

某水利工程施工環(huán)境為河谷區(qū)域，河谷高差100-150m，寬度范圍為10-25m，該工程壩體采用混凝土面板梯形堆石大壩。施工前通過勘察，河谷兩岸山坡山勢較陡，河谷左岸坡角為42°，右岸坡角為65°，河床及山坡基巖均裸露在外。為了保證施工安全以及施工質(zhì)量，確保完工后堆石壩能夠發(fā)揮應(yīng)有水利功能，填筑施工設(shè)計(jì)確定采用壩體過流技術(shù)。

通過測量計(jì)算，堆石壩填筑的總量為45萬m3，并且填筑分區(qū)設(shè)計(jì)內(nèi)容相對較多，從上游到下游包括墊層區(qū)、特殊墊層區(qū)、過度料區(qū)、堆石區(qū)、干砌石護(hù)坡區(qū)。主要通過開采石灰?guī)r獲得填筑料，灰?guī)r軟化系數(shù)為0.79，飽和抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到64MPa，干容重平均為27.5kN/m3，彈性模量為67GPa，下面便針對壩體過流技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行簡要敘述。

2 壩體過流技術(shù)分析

壩體過流技術(shù)應(yīng)用過程中必須嚴(yán)格設(shè)計(jì)規(guī)范，通過這種限制確保施工作業(yè)操作的規(guī)范性。該大壩的填筑的土方量不多，但是由于工程施工區(qū)域復(fù)雜，因而施工過程中存在一定困難，施工過程中容易受到外界因素影響，致使施工效率低下。為了避免施工質(zhì)量和施工效率受到施工環(huán)境影響，并在此基礎(chǔ)上保證施工人員的安全，可以應(yīng)用壩體過流技術(shù)。通過結(jié)合工程的實(shí)際需要，設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的壩體過流施工方案：1050m高程下課結(jié)合沿河路當(dāng)成填筑道路；填筑到1050m后，毀壞沿河路修建中線填筑道路，選擇馬道填筑到1080m高程；1080m高程以上選擇上壩路實(shí)施填筑。受到道路結(jié)構(gòu)形式的影響，在施工時要估計(jì)好不同的參數(shù)指標(biāo)，這樣才能達(dá)到導(dǎo)流洞和壩體同時過流的要求。

2.1 邊墻

為了切實(shí)發(fā)揮堆石壩防水治水的作用，該工程在暴雨中心部位施工，該區(qū)域在暴雨天氣下水體很容易出現(xiàn)暴漲暴跌的現(xiàn)象，因而壩體容易受損。因此施工過程中必須首先考慮上游壩體的保護(hù)問題，降低水流沖擊對上游壩體的損害。為此施工人員可以加大上游壩體施工質(zhì)量投入，保證過流技術(shù)的順利實(shí)施。

2.2 壩體

進(jìn)行堆石壩壩體填筑前需要預(yù)先處理填筑區(qū)域，并做好相應(yīng)的保護(hù)工作。預(yù)處理期間需要依照實(shí)際流域流量對大壩洪水進(jìn)行控制，以免由于水量過大導(dǎo)致壩體被損毀。另外需要注意填筑所需的石灰?guī)r應(yīng)當(dāng)現(xiàn)開現(xiàn)用，而石灰?guī)r本身具有的特性使得填筑區(qū)在施工過程中無需多家保護(hù)，只需要將填筑材料按照規(guī)定攤鋪、碾壓。但是汛期施工不同于平常的施工，需要適當(dāng)?shù)膶Υ髩芜M(jìn)行提升，提高壩面高度后再進(jìn)行填筑作業(yè)，若這一過程受到汛期影響而令壩體損壞，則應(yīng)當(dāng)立即修復(fù)。完成壩體的修復(fù)后才能繼續(xù)壩體澆筑，澆筑時壩體填筑的最后工序，澆筑完成后壩體填筑基本完成。這里還需要注意，為了保證大壩各區(qū)域間的有效性，提高壩體施工質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)盡可能分區(qū)施工。

2.3 壩后坡

石干切削法是壩后坡常用的施工方式，實(shí)際施工中結(jié)合了反鏟法以及人工削坡法兩種填筑方式，從而有效提高了壩體的施工效率以及工程質(zhì)量水平。壩后坡的該種施工方式可以有效提高壩體的抗沖壓性。但是需要注意壩后坡施工同其他施工環(huán)節(jié)一樣同樣需要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，確保施工安全。此外，基于大壩抗沖擊性能的要求，壩后坡的填筑區(qū)域要求填筑深度到壩尾處，填筑厚度不低于11m。

在施工過程中安放鋼筋籠，可以給后期階段的作業(yè)處理提供便利，此外還需要對壩后1035以及1045高程進(jìn)行合理的調(diào)整。具體操作步驟如下：將鋼筋籠安放在壩后，通過人工塊石進(jìn)行填充，接著再對鋼筋以及鋼筋籠進(jìn)行焊接使其融合，以連接鋼筋籠以及錨桿，進(jìn)而促使施工順利進(jìn)行。

3 結(jié)合案例分析過流技術(shù)應(yīng)用效果

某大壩總填筑工期接近1年，期間，大壩所在地區(qū)曾發(fā)生過一場特大洪災(zāi)，洪災(zāi)平息后，相關(guān)技術(shù)研究人員對大壩性能作了觀察和檢測，發(fā)現(xiàn)在此次洪水沖刷下，大壩壩體主體結(jié)構(gòu)并沒有受到嚴(yán)重?fù)p傷，只有大壩下游部位，臨近大壩填筑區(qū)域處有一條洪水沖刷形成的深槽。這說明壩體過流技術(shù)能對大壩壩體進(jìn)行洪水保護(hù)，能提高大壩壩體的抗沖擊能力，減少洪水對壩體的損害。

再次過流時大壩已采取中線對道路進(jìn)行填筑，整個壩面都上升。這次過流持續(xù)了6小時，流速以及壩面水深分別為3m/s以及2-3米。過流后對其進(jìn)行了察，發(fā)現(xiàn)坡腳，壩面以及壩后均沒有受損，只在壩后坡發(fā)現(xiàn)一些漂浮物需要進(jìn)行處理。這次的過流，意味著對電站堆石壩采取的過流保護(hù)方法是正確的。與此同時，還對損壞處的修復(fù)結(jié)果進(jìn)行了檢驗(yàn)，表明對首次過流損害采取的修復(fù)手段是積極有效的。

第三次過流持續(xù)了3個小時，流速以及壩面水深分別為1m/s以及1米。過流后對其進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)坡腳，壩面以及壩后都沒有受損，只在壩面發(fā)現(xiàn)一些漂浮物需要進(jìn)行處理。

通過對該大壩的實(shí)際過流情況進(jìn)行分析可以看出，壩體在擠壓邊墻的保護(hù)下可以有效抵擋水流的侵蝕破壞，因而擠壓邊墻具有一定的保護(hù)功能。另外墊層區(qū)以及過渡區(qū)在錯臺填筑的保護(hù)下過流損害有效降低。其中過流保護(hù)最為關(guān)鍵的是壩后坡設(shè)置的大石以及鋼筋籠，過流時該結(jié)構(gòu)是保護(hù)的重要結(jié)構(gòu)。通過實(shí)際過流保護(hù)效果可以看出，過流時應(yīng)當(dāng)盡可能提高整個填筑堆石區(qū)，從而才能有效提高過流效果。

4 結(jié)束語

上述技術(shù)分析以及實(shí)例分析可以看出，堆石壩過流技術(shù)是目前水利大壩施工中相對較為常見的技術(shù)，通過過流技術(shù)不但能夠提高堆石壩的整體質(zhì)量，降低水患災(zāi)害的破壞，有效發(fā)揮大壩的治水、防水功能，同時壩體的抗沖擊性能也可以得到有效提升，減少水災(zāi)對壩體的損害，確保堆石壩的穩(wěn)定以及使用壽命。本文僅大致對堆石壩的過流技術(shù)進(jìn)行了簡要敘述，并針對施工流程進(jìn)行了分析，希望可以和廣大同仁進(jìn)行討論，共同為我國水利事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

參考文獻(xiàn)

[1]任懷璋.水利混凝土面板堆石壩填筑施工中的壩體過流技術(shù)[J].黑龍江科技信息，2014（6）：252-252.

[2]潘家軍，饒錫保，徐晗，等.壩料流變對高面板堆石壩的應(yīng)力變形影響研究[J].西北地震學(xué)報，2011（S1）：27-31.

[3]劉攀，唐芬芬.蘇家河口水電站混凝土面板堆石壩壩體填筑質(zhì)量管理綜述[J].水利水電技術(shù)，2011（5）：53-54.