混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)方法與實(shí)踐

李 陽(yáng)

（中國(guó)電建集團(tuán)北京勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司， 北京 100024）

1 混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)原則及理念

1.1 混凝土面板堆石壩壩體分區(qū)設(shè)計(jì)原則

在進(jìn)行混凝土面板堆石壩壩體設(shè)計(jì)時(shí)，首先要對(duì)壩體進(jìn)行分區(qū)，然后確定填筑標(biāo)準(zhǔn)，從上游到下游將其分成不同區(qū)域，并在周邊設(shè)置墊層區(qū)。此外，要根據(jù)不同高度來(lái)設(shè)置不同分區(qū)，例如，在100 米高度以上設(shè)置上游鋪蓋區(qū)等。在上游的面板堆石區(qū)，需要考慮到材料的滲透性，應(yīng)該遵循從上游到下游不斷增大的趨勢(shì)，使其能夠達(dá)到相關(guān)要求。在下游面板堆石區(qū)，則需在堆石壩體的上游要具備低壓縮性質(zhì)。砂礫石的透水性中等，無(wú)法自由排放水，為了保證大壩安全，必須要使壩體位于一個(gè)非飽和的狀態(tài)。因此。要求在沙礫石填筑面板壩的壩體設(shè)計(jì)一個(gè)L 型排水體，還需對(duì)不同壩體采取不同的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.2 變形協(xié)調(diào)原則

變形協(xié)調(diào)原則在工程建設(shè)中十分重要，在混凝土面板堆石壩分區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)，必須要遵循該原則，這樣能夠協(xié)調(diào)建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。為了防止面板以及相關(guān)系統(tǒng)出現(xiàn)變形，需要根據(jù)該原則，采取合理的措施或方法盡可能的減少變形。對(duì)防止壩體本身出現(xiàn)變形有著一定作用。對(duì)壩體本身變形問(wèn)題進(jìn)行協(xié)調(diào)，降低下游堆石區(qū)因變形造成上游出現(xiàn)脫空問(wèn)題。

1.3 開(kāi)挖料利用原則

在一些水利水電樞紐當(dāng)中，必須要充分運(yùn)用開(kāi)挖材料，避免浪費(fèi)，節(jié)省一定的資源，在一定程度上提高工程的經(jīng)濟(jì)效益。

2 工程概況

某工程項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容主要包含兩個(gè)方面，一方面是水源樞紐工程，另一方面是輸水工程。水源樞紐工程包括主壩、取水隧洞以及排洪洞等共同構(gòu)成。在此工程項(xiàng)目具體施工作業(yè)時(shí)，需要準(zhǔn)確記錄其等級(jí)情況，明確建筑物的實(shí)際級(jí)別，進(jìn)而得到更多可靠的施工作業(yè)信息。在本工程項(xiàng)目中，混凝土面板堆石壩最大的壩高為53m，而壩頂?shù)膶?shí)際寬度為6.8m，壩頂?shù)木唧w長(zhǎng)度是205.07m，壩頂高程是1245m，上游壩坡的比例是1∶1.4，而下游壩坡的比例是1∶1.4。面板厚度屬于0.4m 的等厚面板。

3 混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)方法

3.1 復(fù)形法

復(fù)形法是在單形法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)用于求解約束極值問(wèn)題的方法。所謂復(fù)形就是在n 維設(shè)計(jì)空間中，由k＞n+1 個(gè)滿足約束條件的頂點(diǎn)所構(gòu)成的多面體。復(fù)形法是將復(fù)形各頂點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值進(jìn)行比較，不斷的丟掉最壞點(diǎn)，保留既滿足約束條件，又使目標(biāo)函數(shù)值得到改善的新點(diǎn)，逐步走向最優(yōu)點(diǎn)。

3.2 混凝土面板堆石壩防裂設(shè)計(jì)方法

從混凝土面板堆石壩的防裂優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的實(shí)際應(yīng)用方面而言，首要工作是做好濕地考察。根據(jù)本工程的實(shí)際施工情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)混凝土面板周圍的地質(zhì)情況和地殼活動(dòng)等都會(huì)造成堆石壩混凝土面板裂縫，因此，在具體進(jìn)行混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)工作時(shí)，必須要對(duì)施工建設(shè)區(qū)域的基本地理情況做詳細(xì)的考察，其中包括基本的巖土結(jié)構(gòu)和地質(zhì)活動(dòng)等，這些要素的考察會(huì)使設(shè)計(jì)工作更加科學(xué)、合理，能夠掌握更多的資料信息。由于在信息分析過(guò)程中，需要確定工程建設(shè)的核心思想，并在一定的思想基礎(chǔ)上進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，能夠減小外圍因素對(duì)堆石壩混凝土面板造成的裂縫問(wèn)題。簡(jiǎn)言之，強(qiáng)調(diào)實(shí)地考察，以濕地資料做基本的設(shè)計(jì)依據(jù)，堆石壩混凝土面板防裂的效果會(huì)得到有效提升。

4 混凝土面板堆石壩壩體建設(shè)要點(diǎn)

4.1 混凝土堆石壩壩體填筑施工實(shí)際應(yīng)用

在工程項(xiàng)目實(shí)際施工作業(yè)的過(guò)程當(dāng)中，一般情況下，混凝土堆石壩壩體填筑主要是在岸坡以及壩基等位置展開(kāi)混凝土澆筑，因此，在實(shí)際施工作業(yè)時(shí)，需要全面考慮與探究水域度汛情況，填筑工期也十分緊張。所以在施工設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中要進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，做好對(duì)工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的清理作業(yè)。在實(shí)際填筑壩體時(shí)，要使用流水作業(yè)手段展開(kāi)，這樣可以合理有效地測(cè)量每個(gè)填筑單元情況。與此同時(shí)，也要有效調(diào)整工程項(xiàng)目的實(shí)際施工工序，使用連續(xù)性施工作業(yè)方法，這樣可以提高壩體施工作業(yè)質(zhì)量與實(shí)際效率。

4.2 測(cè)量控制

在處理完成基面之后，需要做好相應(yīng)的驗(yàn)收作業(yè)，確保驗(yàn)收質(zhì)量，在經(jīng)過(guò)驗(yàn)收合格之后，應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求做好測(cè)量工作，之后施工放羊。這樣可以更好的控制沉降量。在實(shí)際測(cè)量時(shí)要嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)要求明確壩頂具體高程，做好斷面繪圖，這樣可以整理原始性記錄，之后歸檔有關(guān)檔案，進(jìn)而了解與掌握之后的施工作業(yè)情況。最終在之后的施工作業(yè)過(guò)程當(dāng)中做好相應(yīng)的總結(jié)以及歸納。

4.3 混凝土堆石壩壩料攤鋪

在對(duì)混凝土堆石壩壩體進(jìn)行填筑的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該在填筑位置的最低點(diǎn)進(jìn)行填料。與此同時(shí)，在實(shí)際填筑時(shí)應(yīng)該關(guān)注具體填筑手段，保障混凝土堆石壩填筑質(zhì)量與實(shí)際成效。在混凝土堆石壩施工作業(yè)的時(shí)，要使用相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備運(yùn)送填料。同時(shí)，保障材料的可靠性，推土機(jī)落實(shí)好碾壓施工作業(yè)，確保施工作業(yè)攤鋪的實(shí)際厚度符合要求，做好其厚度檢查工作，提高實(shí)際施工質(zhì)量。

4.4 壓實(shí)

一般情況下，在實(shí)際壓實(shí)作業(yè)過(guò)程中，主要使用自行碾壓手段，此方法可以保障在具體碾壓時(shí)使用平行形式展開(kāi)。同時(shí)，在具體碾壓過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際情況，靠近施工道路以及岸坡進(jìn)行碾壓，能夠不斷提高碾壓強(qiáng)度。保障混凝土堆石壩碾壓質(zhì)量與實(shí)際成效。除此之外，在具體碾壓時(shí)，對(duì)于次堆石料以及主堆石料等，都需要使用差異性壓實(shí)手段，進(jìn)而保障實(shí)際施工質(zhì)量與成效。對(duì)于碾壓設(shè)施設(shè)備沒(méi)有辦法達(dá)到的位置，要采取手動(dòng)方式保障實(shí)際碾壓成效。

4.5 混凝土堆石壩面板壩養(yǎng)護(hù)

在澆筑完成以后，需要等待混凝土堆石壩面板的混凝土進(jìn)行初次凝固，然后在表面使用塑料膜展開(kāi)鋪設(shè)，在此薄膜之上使用養(yǎng)護(hù)氈展開(kāi)覆蓋，之后展開(kāi)灑水養(yǎng)護(hù)，在把頭供水位置要使用鋼管根據(jù)壩長(zhǎng)情況鋪設(shè)相應(yīng)的水管。水管當(dāng)中要在2m 的位置焊制分叉類型的淋水管，這樣可以向混凝土噴水，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)目標(biāo)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間一直到蓄水時(shí)便可以結(jié)束。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，隨著社會(huì)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在現(xiàn)代化社會(huì)當(dāng)中，我國(guó)工程項(xiàng)目數(shù)量增多，需要采取合理的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行應(yīng)用實(shí)踐，確保面板堆石壩設(shè)計(jì)的科學(xué)、合理性。通過(guò)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)在實(shí)際設(shè)計(jì)和施工過(guò)程當(dāng)中問(wèn)題較多，因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，需要合理控制壩體填筑測(cè)量具體情況，提高施工作業(yè)的質(zhì)量以及實(shí)際成效。在實(shí)際填筑時(shí)要關(guān)注厚度方面的問(wèn)題，提高其使用成效，促進(jìn)混凝土面板堆石壩工程建設(shè)項(xiàng)目可持續(xù)發(fā)展。