高混凝土面板堆石坝质量控制.doc

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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赵增凯(水利部水利水电规划设计总院)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

2、和勘测设计之中。我国在面板坝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

3、1。1(1A)–上游铺盖区；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1:0.52.1

4、021.32.025.03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

5、率1:0.2～1:0.5；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区底

6、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，处于安全和正常运行

7、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