混凝土面板堆石壩快速筑壩技術(shù)

趙博

摘 要：混凝土面板堆石壩快速筑壩技術(shù)作為當(dāng)前壩體填筑的技術(shù)之一，此種技術(shù)應(yīng)用不但能夠提升工程施工效率，而且對(duì)于保證工程施工安全、充分滿(mǎn)足工程施工目標(biāo)等有非常重要的作用。因此，本文分析了混凝土面板堆石壩快速筑壩技術(shù)的應(yīng)用，旨在為實(shí)際工作創(chuàng)新落實(shí)提供助力。

關(guān)鍵詞：混凝土面板;堆石壩;快速筑壩技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）32-0112-03

Rapid?Construction?Technology?of?Concrete?Face?Rockfill?Dam

ZHAO?Bo

（Sinohydro?Bureau?3?Co.，?Ltd.，Xi'an?Shaanxi?710024）

Abstract：?The?rapid?construction?technology?of?concrete?faced?rockfill?dams?is?one?of?the?current?dam?body?filling?technologies.?The?application?of?this?technology?can?not?only?improve?the?construction?efficiency?of?the?project，?but?also?play?a?very?important?role?in?ensuring?the?safety?of?the?construction?and?fully?meeting?the?construction?goals.?Therefore，?this?paper?analyzed?the?application?of?rapid?dam?construction?technology?for?concrete?faced?rockfill?dams，?with?the?aim?of?providing?assistance?for?practical?implementation?of?innovation.

Keywords：?rapid?damming?technology?for?concrete?panels;technology?applications;attention

混凝土面板堆石壩快速筑壩技術(shù)是當(dāng)前水電站施工建設(shè)中創(chuàng)新應(yīng)用的主要技術(shù)之一[1]。該技術(shù)的應(yīng)用極大改善了以往水電站壩體施工效率低且施工效果未能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的狀況，在滿(mǎn)足工程建設(shè)質(zhì)量要求等方面起著非常重要的作用。而在實(shí)際混凝土面板堆石壩快速筑壩技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)實(shí)際常用幾項(xiàng)技術(shù)的分析，積極與信息化技術(shù)相融合，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值，充分展現(xiàn)混凝土面板堆石壩快速筑壩技術(shù)效果，為質(zhì)量達(dá)標(biāo)和成本管控提供保障。

1 混凝土面板堆石壩快速筑壩技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

混凝土面板堆石壩快速筑壩技術(shù)從上壩道路布置、溢洪道開(kāi)挖料直接上壩、重型振動(dòng)碾碾壓、擠壓邊墻機(jī)施工等方面進(jìn)行研究[2]。其中，填筑料道路布置Z型上壩道路，能有效緩解原先利用兩岸岸坡道路和壩前上壩道路筑壩方式存在的不足，突破地形條件的限制，滿(mǎn)足質(zhì)量建設(shè)強(qiáng)度，并且促使施工技術(shù)能夠充分適應(yīng)特殊條件，提升筑壩效果;溢洪道開(kāi)挖料直接上壩能最大限度地保證安全性，建立與水電站工程整體運(yùn)行相適應(yīng)的壩體填筑體系，大大節(jié)省施工工期，降低工程成本;重型振動(dòng)碾碾壓，主要是在壩體材料準(zhǔn)備和回填到位的基礎(chǔ)上，直接使用大噸位機(jī)械設(shè)備通過(guò)高強(qiáng)度振動(dòng)碾壓提高壓實(shí)效果，確保大壩安全性，建設(shè)高強(qiáng)度和高硬度的壩體;擠壓邊墻機(jī)進(jìn)行擠壓邊墻施工，創(chuàng)造建設(shè)科學(xué)化的填筑工作面，同時(shí)能夠在結(jié)合項(xiàng)目水文氣象條件的基礎(chǔ)上，合理組織施工，滿(mǎn)足雨季和不利氣象條件下的施工質(zhì)量和進(jìn)度要求。此外，在水電站壩體施工中，一旦遇到下雨天氣，壩體填筑必然受到不良影響。為了實(shí)現(xiàn)工程施工目標(biāo)，控制施工進(jìn)度，人們應(yīng)選擇快速筑壩技術(shù)，其有著較大的便利性。整體而言，在快速筑壩技術(shù)發(fā)展中，混凝土面板堆石壩快速筑壩技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，受到各地水電站壩體填筑施工的關(guān)注和青睞。

混凝土面板堆石壩快速筑壩技術(shù)實(shí)施期間，人們要按照有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，做好前期勘察和測(cè)量工作，開(kāi)展上壩料爆破參數(shù)試驗(yàn)，通過(guò)使用BIM技術(shù)加強(qiáng)跟蹤管理，提升快速筑壩技術(shù)效果。

2 混凝土面板堆石壩快速筑壩技術(shù)的具體應(yīng)用

南公1水電站位于老撾南部的阿速坡省內(nèi)的南公河上，處于老撾、越南、柬埔寨三個(gè)國(guó)家的交界區(qū)域，為二等大（2）型工程，以發(fā)電為主。主壩壩型采用鋼筋混凝土面板堆石壩，壩頂高程為325.00m，壩頂總長(zhǎng)為409.946m，壩頂寬為8.8m，最大壩高為88.00m。上游邊坡坡比為1∶1.4，下游邊坡坡比為1∶1.35，下游分別在300.00m和270.00m高程各設(shè)置一級(jí)馬道，寬度分別為3m和4m，壩料填筑總量為184.71萬(wàn)m3，大壩壩體墊層料及過(guò)渡料利用新鮮巖體開(kāi)挖料加工。大壩主堆石料利用溢洪道弱風(fēng)化及以下開(kāi)挖料。大壩次堆石料利用溢洪道強(qiáng)風(fēng)化及以下開(kāi)挖料，主壩最大剖面圖如圖1所示。

2.1 爆破處理

為保證上壩料的質(zhì)量符合直接上壩要求，在溢洪道開(kāi)挖區(qū)進(jìn)行生產(chǎn)性爆破試驗(yàn)。而整個(gè)試驗(yàn)的進(jìn)行需要工地實(shí)驗(yàn)室及時(shí)對(duì)爆破料進(jìn)行原材料檢驗(yàn)，即測(cè)試堆石料巖石的比重、容重、級(jí)配料的比重等。通過(guò)爆破試驗(yàn)，不斷優(yōu)化爆破參數(shù)，使爆破后料的級(jí)配充分滿(mǎn)足實(shí)際工作要求。在實(shí)際爆破工作中，工程人員應(yīng)該優(yōu)先選擇較為成熟的觀測(cè)方法、儀器設(shè)備以及分析計(jì)算方法和經(jīng)驗(yàn)公式等，同時(shí)根據(jù)直觀的爆破效果，確定試驗(yàn)參數(shù)。試驗(yàn)必須得出合理的鉆爆參數(shù)和起爆方式，以確保開(kāi)挖料的質(zhì)量，并且保證開(kāi)挖邊坡與附近建筑物的安全。試驗(yàn)結(jié)果必須具有合理性，以便為后期大面積爆破工作實(shí)施奠定基礎(chǔ)。

2.2 碾壓處理

碾壓工作是整個(gè)混凝土面板堆石壩快速筑壩技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，加強(qiáng)這一階段管控是非常必要的。實(shí)際管理中，首先，施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照工程填筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，正式填筑前通過(guò)碾壓試驗(yàn)確定壩體填筑碾壓參數(shù)，如表1所示。一般都是事先確定多種填筑厚度，然后根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目狀況，碾壓之后進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，選擇最佳的填筑和碾壓參數(shù)。其次，快速筑壩中，特殊地區(qū)的填筑材料、墊層料、過(guò)渡料和堆石料在試驗(yàn)場(chǎng)同樣需要進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果確定機(jī)械和施工等參數(shù)，并及時(shí)上報(bào)監(jiān)理人。再次，快速筑壩技術(shù)通常需要進(jìn)行前期爆破，碾壓階段質(zhì)量要求高，人們要積極引入BIM技術(shù)手段，通過(guò)構(gòu)建三維模式實(shí)現(xiàn)直觀化監(jiān)測(cè)管理。要采集信息來(lái)構(gòu)建建筑過(guò)程中的時(shí)間和空間模型，直觀地以三維可視化的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)、修改、分析及指導(dǎo)施工，并在施工過(guò)程中不斷優(yōu)化施工工藝。最后，面對(duì)大型水電站工程項(xiàng)目，人們需要科學(xué)核查混凝土面板堆石壩快速筑壩技術(shù)的應(yīng)用效果。這就需要強(qiáng)化對(duì)北斗衛(wèi)星監(jiān)控TC63智能壓實(shí)系統(tǒng)的使用，在確定碾壓遍數(shù)、行車(chē)速度、行走軌跡及填筑厚度等參數(shù)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)合理控制。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化報(bào)警，一旦某個(gè)方面參數(shù)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)范圍，則會(huì)自動(dòng)報(bào)警，工作人員要及時(shí)核查處理。此外，通過(guò)BIM技術(shù)和其他輔助信息系統(tǒng)的使用，碾壓工作完成后會(huì)生成碾壓報(bào)告，要及時(shí)上傳給相關(guān)管理人員，管理單位人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行總結(jié)，為下一階段或者下一項(xiàng)目施工運(yùn)用提供有效支持。

3 混凝土堆石面板快速筑壩技術(shù)應(yīng)用的注意事項(xiàng)

3.1 前期清理工作到位

在爆破工作完成后，進(jìn)行快速筑壩技術(shù)之前，應(yīng)做好前期清理工作。對(duì)壩體基礎(chǔ)填筑位置進(jìn)行清理，提升后期材料填筑的完整性，要及時(shí)清除不合格的材料和可能會(huì)對(duì)周?chē)钪牧袭a(chǎn)生較大污染的物質(zhì)。

3.2 坑槽和挖洞優(yōu)先處理

如果快速筑壩壩基存在開(kāi)挖造成的坑槽和挖洞等，要優(yōu)先處理，合理選擇回填材料。工程人員嚴(yán)格按照施工要求實(shí)施封堵處理。此外，面對(duì)填筑基礎(chǔ)存在的軟弱夾層，利用前期測(cè)量進(jìn)行加固處理。工程人員可以選擇相應(yīng)的回填材料，按照施工圖紙要求調(diào)整施工坡度，保證坡度在合理控制范圍內(nèi)，保證最終回填效果。

3.3 壩基填筑工作及時(shí)驗(yàn)收

由于混凝土面板堆石壩快速筑壩技術(shù)對(duì)填筑基礎(chǔ)要求較高，因此工作人員必須在前期基礎(chǔ)填筑驗(yàn)收合格后，才能夠進(jìn)行上層快速筑壩，避免基礎(chǔ)不牢固出現(xiàn)大面積塌陷現(xiàn)象。

3.4 合理規(guī)劃石料運(yùn)輸路線

快速筑壩對(duì)其他方面工作要求較高，為了保證石料能夠快速運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，工作人員要結(jié)合水電站主壩施工區(qū)域，確定最佳的壩體快速筑壩石料運(yùn)輸路線，同時(shí)避免將大量雜質(zhì)帶到運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)，以免影響快速筑壩工作。

3.5 過(guò)渡段集料合理選擇

快速筑壩期間，過(guò)渡段質(zhì)量有效管控是非常重要的。人們要合理選擇過(guò)渡段集料。過(guò)渡料最大粒徑為300mm，小于5mm顆粒的含量控制在20%以?xún)?nèi)，小于0.075mm顆粒的含量不大于5%，并且級(jí)配連續(xù)。壓實(shí)后，孔隙率應(yīng)不大于20%，填筑干密度≥2.20g/cm3。

3.6 注重爆破工作落實(shí)的安全性

混凝土面板堆石壩快速筑壩技術(shù)施工前期需要進(jìn)行相應(yīng)的爆破處理，需要加強(qiáng)安全管理工作，在科學(xué)管控范圍內(nèi)，保證爆破工作安全落實(shí)。最終爆破既能夠滿(mǎn)足后期快速填筑質(zhì)量建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，又不會(huì)影響施工人員人身安全。

3.7 注重混凝土石壩快速筑壩技術(shù)應(yīng)用關(guān)鍵部分的落實(shí)

大壩填筑質(zhì)量管控中，堆石體施工作為關(guān)鍵部分，這一階段施工要合理控制壩料級(jí)配和填筑密實(shí)度。因此，在大壩施工中，有效地控制壩料級(jí)配和填筑密實(shí)度是保證大壩施工質(zhì)量的關(guān)鍵。為了有效達(dá)到快速筑壩目標(biāo)，直接上壩料控制爆破至關(guān)重要。而在直接上壩之前，做好上壩料控制爆破試驗(yàn)，確定滿(mǎn)足上報(bào)級(jí)配要求的爆破參數(shù)，同時(shí)使用BIM施工管理平臺(tái)和壩體填筑質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，直觀地以三維可視化形式進(jìn)行設(shè)計(jì)、修改、分析及指導(dǎo)施工，并在施工過(guò)程中不斷優(yōu)化施工工藝。同時(shí)，借助BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)壩體填筑質(zhì)量進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)大壩施工進(jìn)行遠(yuǎn)程、移動(dòng)、高效、及時(shí)、便捷的管理與控制，實(shí)時(shí)指導(dǎo)施工，有效控制工程建設(shè)過(guò)程，以提高管理水平與效率。

3.8 注重大壩碾壓自動(dòng)化監(jiān)控機(jī)制作用的發(fā)揮

在應(yīng)用混凝土面板堆石壩快速筑壩技術(shù)時(shí)，首先注重利用高精度北斗衛(wèi)星定位終端設(shè)備實(shí)時(shí)采集自身定位數(shù)據(jù)，并將自身定位數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送至監(jiān)控中心。其次，通過(guò)振動(dòng)加速度傳感器及采集器實(shí)時(shí)采集碾壓振動(dòng)頻率及反饋的諧波頻率與幅度數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送至監(jiān)控中心。然后，監(jiān)控中心獲取現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)發(fā)送的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)、分析，通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)解析、轉(zhuǎn)換、屬性匹配，形成質(zhì)量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并發(fā)送至監(jiān)控終端。監(jiān)控終端收到監(jiān)控中心反饋的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)展現(xiàn)，包括碾壓軌跡展現(xiàn)、覆蓋范圍展現(xiàn)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)展現(xiàn)及其他狀態(tài)和信息展現(xiàn)。最后，監(jiān)控中心還集成實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)警平臺(tái)，以碾壓控制參數(shù)為依據(jù)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，出現(xiàn)異常時(shí)自動(dòng)報(bào)警。此外，當(dāng)碾壓設(shè)備操作人員、施工人員和現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)控人員接收到系統(tǒng)發(fā)布的報(bào)警時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)反饋的填筑施工質(zhì)量監(jiān)控信息（如提示的不達(dá)標(biāo)的詳細(xì)內(nèi)容以及所在空間位置等），碾壓設(shè)備已進(jìn)行必要處理（如按提示指令，進(jìn)行補(bǔ)碾，調(diào)整運(yùn)行軌跡等），從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)反饋與動(dòng)態(tài)修正，提高施工質(zhì)量。

4 結(jié)論

混凝土面板堆石壩快速筑壩技術(shù)可以提升工程施工效率，保證施工質(zhì)量。在實(shí)際應(yīng)用中，做好前期爆破處理后，快速將碾壓工作做到位。同時(shí)，合理規(guī)劃運(yùn)輸路線，注重爆破工作安全性、大壩碾壓數(shù)字化監(jiān)控以及BIM信息技術(shù)使用，提升技術(shù)應(yīng)用水平。

參考文獻(xiàn)：

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[2]沈鳳生.混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)與實(shí)踐關(guān)鍵技術(shù)研究[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2017（1）：1-6.