摘要：近年來的社會發(fā)展中，混凝土面板壩建設(shè)在我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用，也為國民經(jīng)濟的發(fā)展做出了卓越的貢獻。目前，我國已經(jīng)建成了多座混凝土面板堆石壩，其中也有著世界上最高的混凝土面板壩結(jié)構(gòu)。本文就水電站面板堆石壩工程施工技術(shù)和特點進行了分析，從材料應(yīng)用與特點入手探討了其控制爆破設(shè)計的研究，并提出了合理有效的施工技術(shù)和施工工藝。
關(guān)鍵詞：混凝土面板 堆石壩 斷裂
在當前的水利水電工程項目施工中，堆石壩的施工是最為常見的一種施工技術(shù)模式和方法，其是施工的過程中無論從施工設(shè)計還是從施工技術(shù)的選用去分析，其都存在著極為嚴密的特殊性，這種現(xiàn)象主要表現(xiàn)在在工程施工的過程中爆破控制的難度較大，且爆破施工技術(shù)范圍越來越廣泛。在爆破工程中，其中施工的主要難點在于在技術(shù)設(shè)計、爆破器材選擇、施工組織設(shè)計和技術(shù)安全管理等多個因素上，因此在目前的工程施工中需要我們進行系統(tǒng)、全面的控制和管理，針對其施工中存在的各種問題進行深入、系統(tǒng)的思考與完善。
一、面板堆石壩概述
面板堆石壩在當前的水利工程施工建設(shè)中采用越來越廣泛，其施工技術(shù)和施工質(zhì)量、施工效益都得到了人們的關(guān)注與認可。在目前的面板堆石壩施工中，其主要是指采用堆石或者砂礫石分層碾壓填筑形成的水利工程壩體結(jié)構(gòu)，這種壩體結(jié)構(gòu)在施工的過程中是采用混凝土面板作為主要的防滲壩體，簡稱面板堆石壩或者面板壩。這種壩體結(jié)構(gòu)在施工的過程中最早出現(xiàn)于上個世紀初期，當時的面板堆石壩在施工的過程中是以拋填堆石壩為主的施工階段，其隨著社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也在不斷的進步與完善。
1、材料的應(yīng)用和特點
1.1、在混凝土面板堆石壩的材料研究和分析中，主要通過研究硬、軟巖石材料的工程特性，針對在施工中如何合理的應(yīng)用開挖材料，通過自愈性研究確定墊層料、小區(qū)料。同時在現(xiàn)場施工中爆破試驗和現(xiàn)場碾壓試驗進行合理的堆石體變形特性的研究和反復(fù)分析。
1.2、在堆石體應(yīng)力變形的應(yīng)用和分析中，對堆石體的流變特性進行綜合分析和研究，在六邊形模型以及參數(shù)的確定中取得了良好的進展，進行了面板考慮研究和堆石體流變因素的中和分析之后，為大壩的綜合施工和設(shè)計提供了依據(jù)。
1.3、在面板開裂耐久性的方面，對混凝土抗裂性能以及影響因素進行了研究，進行了面板抗裂分析，研究了面板的合理配筋率和配筋位置，據(jù)此提出了面板的抗裂措施；進行了混凝土的溶蝕機理的研究，對混凝土溶蝕耐久性進行的合理的預(yù)計和估算。
1.4、在周邊的縫止水結(jié)構(gòu)施工中，對常規(guī)止水結(jié)構(gòu)進行了合理論證，提出了更具有安全性的新型結(jié)構(gòu)形式，對自愈性結(jié)構(gòu)進行了研究，在止水材料的施工和分析中，通過改進國產(chǎn)塑性嵌縫止水材料，在性能上已經(jīng)超過了國外相關(guān)研究材料，底部銅的止水和分析設(shè)計中有了較大的突破。這些研究成果和成果在應(yīng)用中已基本上能夠滿足200m的高級面板建設(shè)需要和施工。
在水利工程施工的應(yīng)用地區(qū)和分配中面板的動力是通過二維、三維面板壩振動模型試驗對各種試驗，對各種試驗裂縫得到了相應(yīng)的自動振頻和振興的動力特性，為了試驗和改進計算方法以及程序提供了全面的資料，研究了面板三維有效應(yīng)力和分線性動力的應(yīng)用措施和程序。重新考慮和分析中堆石壩的應(yīng)用中堆石壩的碾壓中少用或者采用不用水的措施和方法。
2、爆破參數(shù)
在水利水電面板堆石壩施工面較為狹小的地區(qū)，巖石層開挖限制較多，同時巖層與井壁支護之間的抗震能力較弱，因此在施工的過程中必須要采用一定的方法與手段對其進行限制與控制管理。一般在施工中通常都是采用小直徑炮和分段微量爆破的方法來進行施工。而對于樁徑開挖爆破參數(shù)的選擇既不能夠直接套用礦山小豎井的爆破挖掘參數(shù)，也不能夠用固定不變的參數(shù)控制。而對于參數(shù)值的控制應(yīng)當根據(jù)樁井開挖直徑的大小來選擇，同時也不能忽視風(fēng)化程度、開裂現(xiàn)狀等其他方面的因素，要確保所用的炸藥能夠滿足著種種因素的影響。
二、工程施工實例分析
1、工程概況
某水電站位于廣東省西北部懷集縣洽水鎮(zhèn)白水林場境內(nèi)的白水河上。電站壩址以上集雨面積為170平方公里，多年平均流量為6.51立米/秒，總裝機容量3.6萬千瓦。電站為引水式電站，以發(fā)電為主，結(jié)合防洪、灌溉的水利樞紐，整個樞紐由蓄水大壩、溢洪道、引水遂洞、發(fā)電廠房、110KV升壓站組成，其中大壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，最大壩高為110.7m，壩頂長為288.3m，壩體石料填筑總量為191.8萬m3，是廣東省已建、在建壩體最高的堆石壩工程。
2 料場的位置和地質(zhì)條件
某料場位于壩址下游河谷左岸，至壩址的直線距離接近一千米，為典型的河谷地貌。料場表層覆蓋層為1～2米，且局部巖石裸露。料場沿河谷分布，利用長度300m，高程在510m～340m之間，儲量在200萬m3以上。料場巖石主要為燕山期灰白色細粒花崗巖和灰白、肉紅色中粒花崗巖，巖性單一，地質(zhì)構(gòu)造簡單。場區(qū)內(nèi)分布有F102和F165兩條斷層，且規(guī)模不大，充填較好，對壩料開采爆破、壩料質(zhì)量及壩坡穩(wěn)定影響不大。巖石分布的四組主要節(jié)理相互形成自然切割，有助于爆破破碎。巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，由現(xiàn)場開挖斷面及平洞內(nèi)取樣進行室內(nèi)試驗的結(jié)果表明：巖石的比重為2.64～2.65，密度為2.51～2.64g/cm3，孔隙率3.03～4.92%，飽和吸水率0.2～1.01%；新鮮巖石的抗壓強度在123.2～178.1Mpa之間，巖石的普氏硬度系數(shù)f值平均在15左右，屬堅硬難爆巖石。
3、爆破施工優(yōu)勢
3.1 從爆破試驗、碾壓試驗和壩體填筑大量的挖坑取樣試驗成果可知，三種筑壩石料都呈現(xiàn)顆粒級配連續(xù)、不均勻系數(shù)Cu>10（過渡料的Cu>15）的特點，小于5mm的細顆粒占10%左右，有利于振動碾壓壓實，可見爆破所選用的鉆爆參數(shù)是合理可行的，可供有關(guān)工程作參考。
3.2 使用大孔徑Ф250mm鉆孔進行深孔梯段爆破開采壩料容易出現(xiàn)較多的超徑塊石，應(yīng)嚴格控制線裝藥密度在30～40kg/m之間，盡量縮短堵塞段長度。對料場的超徑塊石要進行二次分解，禁止不合格的壩料上壩填筑。
3.3 在壩料開采爆破中，為增加級配料中的中粗顆粒含量，可考慮適當增加鉆孔間距，所選用的底盤抵抗線值不宜作較大的變動。在以后大規(guī)模生產(chǎn)壩料對爆破效果的觀察，超徑大徑顆粒較一般Ф100mm孔徑的深孔梯段爆破相比明顯偏多，在生產(chǎn)實踐中，通過控制線裝藥密度，減少不必要堵塞段長度等途徑可以達到較佳的效果。在壩料填筑過程中，大量的挖坑取樣試驗進一步證實了Ф250mm大孔徑鉆孔開采壩料在某水電站大壩工程中取得了成功，其碾壓后的顆粒級配、干容重、孔隙率等技術(shù)指標均能滿足設(shè)計要求。
三、結(jié)束語
在當前的社會發(fā)展中，水利工程施工已成為建筑工程設(shè)計中不可缺少和忽視的重要部分，其在設(shè)計的過程中合理的利用堆石壩的各個基礎(chǔ)材料性能綜合分析，保證設(shè)計的合理與兩哦啊性，并且保證在施工的過程中對各個施工人員進行詳細的交底，提高工程質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：混凝土面板 堆石壩 斷裂
在當前的水利水電工程項目施工中，堆石壩的施工是最為常見的一種施工技術(shù)模式和方法，其是施工的過程中無論從施工設(shè)計還是從施工技術(shù)的選用去分析，其都存在著極為嚴密的特殊性，這種現(xiàn)象主要表現(xiàn)在在工程施工的過程中爆破控制的難度較大，且爆破施工技術(shù)范圍越來越廣泛。在爆破工程中，其中施工的主要難點在于在技術(shù)設(shè)計、爆破器材選擇、施工組織設(shè)計和技術(shù)安全管理等多個因素上，因此在目前的工程施工中需要我們進行系統(tǒng)、全面的控制和管理，針對其施工中存在的各種問題進行深入、系統(tǒng)的思考與完善。
一、面板堆石壩概述
面板堆石壩在當前的水利工程施工建設(shè)中采用越來越廣泛，其施工技術(shù)和施工質(zhì)量、施工效益都得到了人們的關(guān)注與認可。在目前的面板堆石壩施工中，其主要是指采用堆石或者砂礫石分層碾壓填筑形成的水利工程壩體結(jié)構(gòu)，這種壩體結(jié)構(gòu)在施工的過程中是采用混凝土面板作為主要的防滲壩體，簡稱面板堆石壩或者面板壩。這種壩體結(jié)構(gòu)在施工的過程中最早出現(xiàn)于上個世紀初期，當時的面板堆石壩在施工的過程中是以拋填堆石壩為主的施工階段，其隨著社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也在不斷的進步與完善。
1、材料的應(yīng)用和特點
1.1、在混凝土面板堆石壩的材料研究和分析中，主要通過研究硬、軟巖石材料的工程特性，針對在施工中如何合理的應(yīng)用開挖材料，通過自愈性研究確定墊層料、小區(qū)料。同時在現(xiàn)場施工中爆破試驗和現(xiàn)場碾壓試驗進行合理的堆石體變形特性的研究和反復(fù)分析。
1.2、在堆石體應(yīng)力變形的應(yīng)用和分析中，對堆石體的流變特性進行綜合分析和研究，在六邊形模型以及參數(shù)的確定中取得了良好的進展，進行了面板考慮研究和堆石體流變因素的中和分析之后，為大壩的綜合施工和設(shè)計提供了依據(jù)。
1.3、在面板開裂耐久性的方面，對混凝土抗裂性能以及影響因素進行了研究，進行了面板抗裂分析，研究了面板的合理配筋率和配筋位置，據(jù)此提出了面板的抗裂措施；進行了混凝土的溶蝕機理的研究，對混凝土溶蝕耐久性進行的合理的預(yù)計和估算。
1.4、在周邊的縫止水結(jié)構(gòu)施工中，對常規(guī)止水結(jié)構(gòu)進行了合理論證，提出了更具有安全性的新型結(jié)構(gòu)形式，對自愈性結(jié)構(gòu)進行了研究，在止水材料的施工和分析中，通過改進國產(chǎn)塑性嵌縫止水材料，在性能上已經(jīng)超過了國外相關(guān)研究材料，底部銅的止水和分析設(shè)計中有了較大的突破。這些研究成果和成果在應(yīng)用中已基本上能夠滿足200m的高級面板建設(shè)需要和施工。
在水利工程施工的應(yīng)用地區(qū)和分配中面板的動力是通過二維、三維面板壩振動模型試驗對各種試驗，對各種試驗裂縫得到了相應(yīng)的自動振頻和振興的動力特性，為了試驗和改進計算方法以及程序提供了全面的資料，研究了面板三維有效應(yīng)力和分線性動力的應(yīng)用措施和程序。重新考慮和分析中堆石壩的應(yīng)用中堆石壩的碾壓中少用或者采用不用水的措施和方法。
2、爆破參數(shù)
在水利水電面板堆石壩施工面較為狹小的地區(qū)，巖石層開挖限制較多，同時巖層與井壁支護之間的抗震能力較弱，因此在施工的過程中必須要采用一定的方法與手段對其進行限制與控制管理。一般在施工中通常都是采用小直徑炮和分段微量爆破的方法來進行施工。而對于樁徑開挖爆破參數(shù)的選擇既不能夠直接套用礦山小豎井的爆破挖掘參數(shù)，也不能夠用固定不變的參數(shù)控制。而對于參數(shù)值的控制應(yīng)當根據(jù)樁井開挖直徑的大小來選擇，同時也不能忽視風(fēng)化程度、開裂現(xiàn)狀等其他方面的因素，要確保所用的炸藥能夠滿足著種種因素的影響。
二、工程施工實例分析
1、工程概況
某水電站位于廣東省西北部懷集縣洽水鎮(zhèn)白水林場境內(nèi)的白水河上。電站壩址以上集雨面積為170平方公里，多年平均流量為6.51立米/秒，總裝機容量3.6萬千瓦。電站為引水式電站，以發(fā)電為主，結(jié)合防洪、灌溉的水利樞紐，整個樞紐由蓄水大壩、溢洪道、引水遂洞、發(fā)電廠房、110KV升壓站組成，其中大壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，最大壩高為110.7m，壩頂長為288.3m，壩體石料填筑總量為191.8萬m3，是廣東省已建、在建壩體最高的堆石壩工程。
2 料場的位置和地質(zhì)條件
某料場位于壩址下游河谷左岸，至壩址的直線距離接近一千米，為典型的河谷地貌。料場表層覆蓋層為1～2米，且局部巖石裸露。料場沿河谷分布，利用長度300m，高程在510m～340m之間，儲量在200萬m3以上。料場巖石主要為燕山期灰白色細粒花崗巖和灰白、肉紅色中粒花崗巖，巖性單一，地質(zhì)構(gòu)造簡單。場區(qū)內(nèi)分布有F102和F165兩條斷層，且規(guī)模不大，充填較好，對壩料開采爆破、壩料質(zhì)量及壩坡穩(wěn)定影響不大。巖石分布的四組主要節(jié)理相互形成自然切割，有助于爆破破碎。巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，由現(xiàn)場開挖斷面及平洞內(nèi)取樣進行室內(nèi)試驗的結(jié)果表明：巖石的比重為2.64～2.65，密度為2.51～2.64g/cm3，孔隙率3.03～4.92%，飽和吸水率0.2～1.01%；新鮮巖石的抗壓強度在123.2～178.1Mpa之間，巖石的普氏硬度系數(shù)f值平均在15左右，屬堅硬難爆巖石。
3、爆破施工優(yōu)勢
3.1 從爆破試驗、碾壓試驗和壩體填筑大量的挖坑取樣試驗成果可知，三種筑壩石料都呈現(xiàn)顆粒級配連續(xù)、不均勻系數(shù)Cu>10（過渡料的Cu>15）的特點，小于5mm的細顆粒占10%左右，有利于振動碾壓壓實，可見爆破所選用的鉆爆參數(shù)是合理可行的，可供有關(guān)工程作參考。
3.2 使用大孔徑Ф250mm鉆孔進行深孔梯段爆破開采壩料容易出現(xiàn)較多的超徑塊石，應(yīng)嚴格控制線裝藥密度在30～40kg/m之間，盡量縮短堵塞段長度。對料場的超徑塊石要進行二次分解，禁止不合格的壩料上壩填筑。
3.3 在壩料開采爆破中，為增加級配料中的中粗顆粒含量，可考慮適當增加鉆孔間距，所選用的底盤抵抗線值不宜作較大的變動。在以后大規(guī)模生產(chǎn)壩料對爆破效果的觀察，超徑大徑顆粒較一般Ф100mm孔徑的深孔梯段爆破相比明顯偏多，在生產(chǎn)實踐中，通過控制線裝藥密度，減少不必要堵塞段長度等途徑可以達到較佳的效果。在壩料填筑過程中，大量的挖坑取樣試驗進一步證實了Ф250mm大孔徑鉆孔開采壩料在某水電站大壩工程中取得了成功，其碾壓后的顆粒級配、干容重、孔隙率等技術(shù)指標均能滿足設(shè)計要求。
三、結(jié)束語
在當前的社會發(fā)展中，水利工程施工已成為建筑工程設(shè)計中不可缺少和忽視的重要部分，其在設(shè)計的過程中合理的利用堆石壩的各個基礎(chǔ)材料性能綜合分析，保證設(shè)計的合理與兩哦啊性，并且保證在施工的過程中對各個施工人員進行詳細的交底，提高工程質(zhì)量。
