水电站混凝土面板堆石坝技术优化与质量管控措施

水电站混凝土面板堆石坝技术优化与质量管控措施

刘彪余建华

中国水利水电第十工程局有限公司四川成都610072

摘要：技术应用的作用首先体现在工程质量能够得到保障，其次，工程建设效率能够提升，并且人员安全能够获得一定保障。但是上述目标达成都是基于技术正确应用的前提下，影响技术应用结果与质量的因素是多方面的，工作人员如果没有完全考虑，对其应用过程没有严格把控，就可能会带来隐患。因此，施工单位一方面需要积极引入应用新技术，另一方面也需要结合到建设项目的具体情况对技术进行动态的优化，使技术能够更好地服务于项目建设工作开展。

关键词：混凝土面板堆石坝；技术优化；质量管理

引言：工程项目建设质量控制是一项重要内容，尤其对于水利水电工程而言，前期如没有对质量进行严格控制，后期应用过程中就可能会出现严重的问题，甚至是威胁到居民生命安全。而质量控制工作又需要从不同的环节与层面入手，比如材料质量控制、设计方案质量控制、工艺质量控制、人员管理等。尤其是技术利用能够为工程质量提供保障，但是如果技术在应用的过程没有依据相关标准，就可能会埋下隐患。

一、工程概况

某水电站位于我国西南地区，属一级大型工程，以发电为主，兼顾旅游与航运。电站枢纽由溢洪道、泄洪冲砂洞、混凝土面板堆石坝、引水隧洞、地面建筑等组成。

二、技术优化

（一）堆石坝基础优化

坝体左侧沿着河流的流向展布，分布于1055m高程之下到江边是崩积、洪积、冲积与冰水堆积形成的混合体，其主要组成包括了卵砾石、碎石土等。堆积物主要是漂石混合土，中等透水性而颗粒偏细，泥质弱胶结而总体结构密实，具有一定变形与承载能力，经过分析能够满足堆石坝要求。为了进一步研究堆石坝的可行性，布设了一定数量的勘探孔，研究此堆积体物质组成、层次结构、厚度等。结合到实验数据对颗粒进行分析，开展了现场注水、干密度、三轴压缩等实验，试验结果表明，堆积物体小于5mm的颗粒占到了总数的20%~40%之间。经过综合分析，左侧堆积物体的组成物质与砂砾石料具有相似性、压缩性较低、承载力要求也能够较好的满足。通过应力及应变分析，左侧堆积物不会对应力与变形产生不利影响，因此可以将其保留，作为坝基。此项优化措施能够降低工作开挖量、缩短施工周期、节约成本、增加经济收益。

（二）进水口冰水堆积体粗颗粒用于下游堆石干燥区优化

水电站进水口位于左岸坝前堆积体的北侧边缘地带，冰水堆积体量达到了400多万m3，组成物质主要是砂卵砾石，其中的粗颗粒又主要是灰岩、玄武岩等，颗粒总体偏细。对堆积体的颗粒进行分析，进行渗透性、天然干密度、三轴压缩试验。考虑到堆积体开展工作比较复杂，结合到进水口开挖工作情况，进行了堆积体现场碾压实验，室内颗粒分析，以此来验证冰水堆积物质应用于干燥区域的行性。颗粒分析实验表明，冰水堆积体砂卵砾石共分两层，水电站的进水口高部开挖料中小于5mm的含量在30%~50%范围内，并且相对较细。而中低部位其含量则保持在30%甚至是更低水平，颗粒级别相对较粗。对粗颗粒部分进行了现场碾压与室内分析，试验的结果表明，粗颗粒组成中，小于5mm的含量保持在30%左右。通过综合分析，进水口高低程开挖冰水堆积物质能够满足堆石料相关要求，可以将其应用于下游干燥区。此项措施能够减少料场开挖工作量，边坡支护工程量，节约大量成本。

（三）分期施工缝，坝面接缝止水优化

混凝土面板堆石坝面板止水通常应用了三层止水结构，表层主要是塑性填料或者是无粘性自愈填料，接缝中部止水带，缝底铜止水。工程建设的实际经验表明，中部止水带施工难度较大，并且难以与混凝土保持紧密结合，容易出现漏水问题，同时受到接缝位移作用，止水带集中应变比较大，如果受到破坏将无法确保止水效果。对于100m以上高度坝体而言，通常不会考虑中部止水，主要是在表面设置塑性填料，与自愈填料达成止水目标。面板止水缝需要考虑的问题有，利用膨胀螺栓将常用盖板进行固定，以此作为止水在实际情况下发挥的作用得有限。面板表面的混凝土无法绝对平顺，并且螺栓之间会有一定的间距，利用刚性连接的方式，紧密无缝可靠性较低。周边缝口多变曲折，存在不同形状的接头与折角，防浪墙底部与顶部折角可能会大于90°，上述部接头与扁钢安装工作容易出现问题。螺栓在水位变化区域受到温度的影响可能会脱落，扁钢与压存条存在腐蚀与耐久问题。塑性填料与盖板二者结合不严实，在冰压力的作用下容易受到损坏。盖板自身质量会存在一定的问题，不同的厂家生产的产品在质量与标准方面会存在某些差异，因此，在协调性方面可能会存在一定的问题。为确保大坝止水缝施工效果，建设单位开展专项课题研究，工作人员提出了利用柔性防渗涂层来替代卷材盖板，涂刷于混凝土表面与塑性填料的表面。固化能够形成整体柔性的防护层，与混凝土成为一体，既能够作为独立的防水止水层，同时又能够对塑性填料起到较好的保护作用，具备了较好的变形适应能力。

三、施工过程中的质量控制措施

（一）管控好质量问题

质量控制工作还需要从技术应用的角度来考虑，无论是哪一项技术应用都需要标准标准规范与流程进行操作，使技术应用的每一个步骤都能够与对应的标准相符，以此来确保工程整体的质量。技术应用涉及到机械与人两个方面因素，因此，质量控制工作也需要从此两个方面来考虑，比如机械在选择的时候就需要考虑到工程实际情况特点，避免工程环境情况对设备性能造成影响，从而使其性能发挥受到影响，影响到技术应用的结果。人的因素在其中占据重要比例，无论是技术应用还是设备操作都需要人参与其中，因此项目建设技术应用需要考虑到相关工作人员能否胜任此项工作，工作人员技能与经验是否能够应对工作中可能会出现的各种问题。为了避免人为因素对工程建设质量造成负面影响，前期有必要对工作人员予以相应的培训，尤其是在新技术应用时，由于没有经验可以借鉴，更需要通过前期准备工作，使工作人员有良好心理状态，了解技术原理、存在的不确定性因素，以及技术应用过程中可能会出现的问题、应对措施等。

（二）建立专用信息系统

从施工采用的具体措施来看，大坝在建设的过程中，为了有效采集与施工相关的各项数据，研发了专用的信息管理系统，系统组成包括了控制中心、分控站、基准站、服务器组等设备。应用的技术包括了附加质量快速检测密度，依据相关规范规定，过渡料与垫料层、堆石料等压实干密度检测，通常采用挖坑灌水的方法，也可以利用其它成熟可靠的方法作为辅助。但是考虑到坝体的高度，各分区检测保持了较高的频次，利用坑测方法对于大粒径石块难以有效挖出，会对精度产生一定影响。对于细颗粒可以考虑采用环刀法，并且方法提交结果的时间比较长，如果其间出现某些问题可能会屋导致返工，在影响到正常工作进度的同时也会增加工程整体成本，在综合多项因素考虑基础上采用了附加质量快速检测方法进行测量[2]。

结论：

简而言之，水电站工程需要严格控制其质量，确保下游安全，由于工程项目环境特殊，需要应用专业的技术与方法。工程在建设的过程中需要对质量进行严格的控制，针对具体情况制定针对性措施，从而确保整体工程能够及时完成。

参考文献：

[1]杨秀方，石成名，陈宇.梨园水电站混凝土面板堆石坝技术优化与质量管控措施[J].水力发电，2015（41）.

[2]冀丰伟．数字大坝系统在梨园水电站面板堆石坝施工的应用[J].云南水力发电，2013，29(6):105-108．