高混凝土面板堆石坝质量控制几个问题的启示

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1、高混凝土面板堆石坝质量控制几个问题的启示随着我国水利水电建设事业的发展，混凝土面板堆石坝(以下简称面板坝)从八十年代中期起步建设至今，已有16年，取得了长足的进展，积累了丰富的实践经验。据不完全统计，到2001年底，已建和在建的面板坝有近百座，其中坝高100m以上的高坝有22座。已建成最高的面板坝是天生桥坝(178m)；在建最高的是水布垭坝(233m)。在西部大开发的大好形势下，贵州的洪家渡(179.5m)、引子渡(129.5m)、四川的紫坪铺(156m)、青海的公伯峡(139m)以及新疆的吉林台(152m)等一批高坝相继开工兴建。还有更多的面板坝在施工准备和勘测设计之中。我国在面板坝

2、发展过程中也出现过一些问题，但经验和教训都是宝贵的，认真总结和改进，不断提高了建坝水平。对此曾有文作过简要的回顾[3]。鉴于近年来百米以上高坝日益增多，有共同的特点但又有各自的特殊性，有关单位正深入开展专题研究和论证工作。本文仅就高面板坝工程质量控制方面遇到的几个问题谈谈粗见，供参考。1．关于坝体主、次堆石分区(1)关于坝体主堆石区和下游堆石区(常称次堆石区)的分界线，在面板坝设计规范中列有分区示意图，并原则注明主、次堆石区分界线依坝料特性及坝高而定[1][2]。但此分区界线的定量位置需通过工程类比综合分析确定。见图１。我国已建的多座高坝的主、次堆石区分界情况列于表1。1(1A)–上游

3、铺盖区；2(2B)–盖重区；3(2A)–垫层区；4(2B)–特殊垫层区；5(3A)–过渡区；6(3B)–主堆石区；7(3C)–下游堆石区；8(3D)–下游护坡；9–可变动的主堆石区与下游堆石区界面，角度依坝料特性及坝高而定；10(3E)–抛石区(或滤水坝趾区)；11(F)–混凝土面板图1硬岩堆石坝体主要分区示意图表1部分已建高面板坝主、次堆石区分界实例序号坝名坝高(m)主、次堆石区分界线主堆石区堆石填筑标准次堆石区堆石填筑标准γd(g/cm3)n(%)γd(g/cm3)n(%)1花山80.8倾下游1:0.52.0522.12.0223.22东津85.5倾上游1:0.52.1021.32

4、.025.03大桥93.0中部倾下游1:0.52.1621.72.125.04万安溪93.8倾下游1:0.252.1019.02.1021.05西北口95.0倾下游1:0.252.1523.02.1025.06柴石滩101.8倾下游1:0.52.2023.32.125.07茄子山107.0倾上游1:0.22.0721.32.024.08白云120倾下游1:0.22.1022.02.05约239芹山122倾下游1:0.52.0522.02.023.010天生桥178坝轴线分界2.1023.02.1522.0从表1可以看出，120m级及以下的坝，多数坝的主次堆石区分界线倾向下游，采用坡率1

5、:0.2～1:0.5；也有个别坝倾向上游，坡率1:0.2～1:0.5，选用的坝料分区、填筑标准比较合适，建成运行几年来坝的性态良好。但是实践说明对于坝高达180m的天生桥坝，其主、次堆石区分界线和坝料填筑压实，则对坝体上游区及混凝土面板变形性状有明显影响。经过工程实践的检验，增强了我们对高坝分区、分期、压实的认识。(2)天生桥坝施工期(1999.3)最大沉降292cm，相当于坝体高度的1.64%，蓄水初期(2000.10)坝体最大沉降达338cm，相当于坝高的1.9%(位于次堆石区内)。下游坝体横向位移最大值约107.3cm。在坝体分期填筑中，个别阶段抢筑拦洪的临时断面形成了顶部和下游

6、区底部123m的高差。主、次堆石区产生了明显的沉降差，致使上游坝面局部产生了较大差异变形[3]。以0+630较大剖面为例，在下游坝坡处，水平位移增量的峰值等值线呈“开口型”，沿坝坡扁平向分布，数值较大的等值线从下游坝坡底部一直延伸到上游坝坡750m高程上下。这种变形分布特点，在反演的三维有限元计算中，无论采用试验室参数或反馈参数，其计算结果都再现了这种特点[8]。坝体和面板曾出现了多条裂缝以及面板顶部与垫层之间的脱空现象，已进行了妥善处理。大坝坝前已蓄至正常蓄水位870m，近期原型监测表明，坝体变形除面板顶部的测点外，其它趋向稳定，渗流量稳定在150L/s左右，大坝性状未见异常，处于安

7、全和正常运行状态[4](图2～图5)。株树桥面板坝(78m，1990)，施工期间为了抢筑到拦洪渡汛高程，承建单位采用了下游边坡1:1的临时断面，并且堆石区与滞后填筑的垫层、过渡层之间形成了最大高差23.1m的不均衡形象。经工地两次检查，曾发现垫层和过渡层部位出现34条裂缝，最宽裂缝40mm，大部分平行坝轴线且形成向下游弯曲的弧线；裂缝开口的上游面高于下游面，说明堆石区的沉降对垫层区、过渡区产生了明显的差异变形。之后，采用“挖除、碾压、强夯、重新