1、中华人民共和国行业标准混凝土面板堆石坝施工规范SL 49-94 条文说明编制说明1987年12月，原水利电力部水利水电建设局根据国内混凝土面板堆石坝建设迅速兴起的形势，确定制订温凝土面板堆石坝施工技术暂行规定)(以下简称规定川，并委托中国水利学会施工专业委员会面板堆石坝学组组织编写。1988年5月形成初稿，经有关专家审查，并在1988年11月12月南宁全国土石坝情报网年会及浙江省在成屏召开的面板坝现场交流会上征求代表意见后，编写组讨论修改，形成规定的讨论稿。1989年5月在湖北宜昌面板堆石坝学组年会暨学术交流会上，征求与会代表的意见，并邀请部分专家召开了规定(讨论稿门的审查会，会上基本肯定了其
2、总体框架结构，进一步明确了编写原则。会后，编写组对规定(讨论稿)作了修改。1989年8月水利部建设开发司在北京约请有关专家和编写组部分成员，就规定(讨论稿)总的框架、章节的划分以及内容等，进行了更具体的讨论。经编写组修改，1990年元月形成了征求意见稿，向有关单位和专家征求意见;1990年10月在西宁召开的面板堆石坝学术交流会上，也征求了代表意见。在此基础上，1990年12月完成送审稿，并根据有关单位意见及征求意见稿的内容改名为混凝土面板堆石坝施工规范)01991年元月在天津杨村召开的规范)(送审稿)审查会上原则通过，并根据审查会专家意见经局部修改后，1991年2月完成报批稿。本规范共分九章及
3、一个附录，主编单位长江葛洲坝工程局施工科学研究所负责第一章、第四章的编写及全规范的统稿工作，其他各章的编写分工为:辽宁省水利电力厅负责第二章、第九章和附录，南京水利科学研究院负责第五章、第八章，新疆八一农学院水利系负责第七章，陕西省水利电力土木建筑勘测设计院负责26 第三章和第六章。本规范(送审稿)审查委员会主任委员为纪云生同志，参加送审稿和报批稿的修改及审定工作的有李允中、许红波、张严明等同志。本规范是我国第本?昆凝土面板堆石坝施工规范，编制过程中，特别注意广泛收集、总结我国第一批混凝土面板堆石坝工程实践经验，并参考了国外海凝土面板堆石坝的成功经验和有关技术标准。但我国兴建海凝土面板坝的历史
4、不长，加之编写经验所限，不足之处在所难免，希望使用者发现问题后及时函告主编单位。27 目次QdnUA他ERu-ntA哇tQdqLnJndqua哇，哇RuphurD理工处施设闭坡筑板埋搜岸料填趾施器制与与材坝与设仪控则流基坝石板水测量总导坝筑堆面止现质咱ioLquaaFhUFOntnxuny28 1 总则1.0.1 明确本规范的适用范围。混凝土面板堆石坝的级别，可根据水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)(SDl2-78)中的有关条款确定。建于峡谷河床的混凝土面板堆石坝，在库容较小的情况下，其工程等级按标准划分可能是N、V级，但坝较高，因此必须强调当坝高超过70m时，不论工程等级
5、，仍应遵循本规范。1. O. 2 研究和应用施工新技术、新工艺、新材料，是降低材料消耗，提高劳动生产率的有效措施，并可促进面板堆石坝施工技术水平的发展。对此，本条强调以既积极、又慎重的科学态度，在进行试验、验证、评定后，并经主管部门批准的条件下，积极采用。1.0.3 本条明确本规范与现行有关施工规范的协调与统一。本规范是针对混凝土面板堆石坝施工的特有问题作出规定，以替代和补充有关施工规范中相应的内容。因此，对本规范未列入的有关施工要求，还应遵照有关专项施工规范执行，如坝体堆石填筑，参照碾压式土石坝施工技术规范)(SDJ213-83);面板棍凝土施工，参照水工混凝土施工规范)(SDJ207-82
6、)。29 2 导流与渡汛2.0.1 施工导流、渡汛方案的选择，是土石坝施工中极为重要的环节。方案合理，不仅可以降低施工导流费用，还可缩短工期。在确定施工导流渡汛方案时，要充分研究工程所在地的水文、气象、地形、地质等自然情况及施工条件，经过方案比较，择优选用。2.0.2 面板堆石坝可以在有保护的条件下利用堆石坝体挡水甚至过水搜汛，以减少导流建筑物的规模。这既是降低工程造价的途径之一，也是施工的需要。对于面板堆石坝施工，特别是当工程规模很大或导流流量很大时，若不充分利用这一优点，则往往需要加大导流建筑物规模，使施工费用大幅度增加，同时，施工强度也很难满足安全渡汛的要求。西北口坝如果采用高围堪全年挡
7、水方案，其围堪高度约50m，回填方量60万旷(其中粘土14.6万m3)，为修建高围堪，需要耗费大量投资，而且会推迟工期一年。因此，采用坝体挡水方案具有较多优点。2.0.3 当确定坝体挡水渡汛方案时，则必须对上游坡面进行防渗固坡处理，目前行之有效的处理方法主要有以下三种:(1)碾压砂浆固坡z在垫层面进行斜坡碾压后，摊铺58cm厚的水泥砂浆，用振动碾压实，以形成坚固的表层。我国成屏坝以150#砂浆固坡，挡水深18m，关门山坝采用50就砂浆固坡，挡水深11m，均取得了良好的挡水效果。(2)喷射混凝土固坡z在碾压后的垫层表面喷58cm厚的混凝土，以起到防渗、固坡作用。这种方法在南美使用较广泛。我国西北
8、口坝采用该法，汛期挡水水深达30m，效果良好。(3)喷洒阳离子乳化拥青固坡:在压实后的垫层表面，啧洒23层乳化切青，各层间并撒以呵砂，进行碾压，形成坚实表层。澳大利亚大部分面板坝均采用了此种固坡方法。2.0.4 利用堆石坝体汛期过流时，必须对坝体进行保护，特别是30 要保护下游坝坡，以免冲刷破坏。在澳大利亚，由于水文、气象因素特殊，几乎所有的面板堆石坝施工中都对下游坡进行过水保护，随时准备过流。堆石体过流保护措施，早期常用加筋堆石，具体做法是在下游堆石坡面，分层铺设钢筋网，并用水平拉筋锚入堆石体内。据统计，一般保护网所用钢筋直径及网格尺寸，纵向钢筋采用1428mm，间距1545cm;横向钢筋用
9、824mm，间距25100cm;水平锚筋用2038mm，长46m，水平间距为O.53m。钢筋网布置可参阅图2.O. 4-1。可l飞-.i二:/川J锚筋长f/f l 图2.O. 4-1 罗沃尔伦坝的钢筋网保护1 锚筋z底部锚筋25mm，长19m;上部锚筋12mm，长7m，水平向间距1500mm; 2 面层钢筋网z链式连接的网，用4mm铁丝，网孔尺寸50mmX50mm，网高23mm;3水平的主筋22mm，竖向间距1350mm;4一第2填筑层;5一第1填筑层由于设置钢筋网和堆石体填筑施工干扰较大，近期澳大利亚修建的一些面板坝，大都采用圆筒形钢筋石笼护坡。1981年建成的马琴托士(Mackintosh
10、)坝，高75m，下游坡采用圆筒形钢筋石笼防护，为防止过水对石笼的破坏，采用垂直防护墙结构，如图2.O. 4 -2所示。钢筋笼顺坝轴线水平分层放置，笼径。.94m，长2.4m，钢筋直径5mm，网格尺寸为50mm，每个石笼均以锚筋分别锚固，基础部位每笼用4根90mmX12mm、长8.6m扁钢锚固，j页部用2根75mmX9mm、长25.5m扁钢铺固，垂直墙高达23m。默奇松(Murchison)坝的困筒形石笼则是顺坡面放置，为防31 图2.o. 4 - 2 马琴托士坝的下游坡过水保护1一堆石;2一锚筋;3一圆筒形钢筋笼垂直精止漂木对石笼的破坏，在笼间烧筑温凝土，每个石笼用一根+24钢电4图2.o.
11、4 - 3 默奇松坝、F游波过水保护1一堆石;2一圆筒钢筋笼护坡;3一锚筋;4一钢筋笼混凝土35-圆筒形钢筋笼;6 水平铺筋;7-插筋筋锚固，如图2.O. 4 -3所示。澳大利亚1986年完建的利斯(Reece)坝，高122m.亦采用了顺坡水平安放钢筋笼的过水保护32 图2.o. 4 - 4 利斯坝堆石分区1-防浪墙;2 混凝土面板;3-2A区;4-2B区;5-2C区;6一混凝土趾板;7-2B区(坝顶堆石);8-3B区;9-2B区;10一用于充填钢筋笼的3C区;11一河床砾石层措施，如图2.0.4-4所示。因钢筋笼不再拆除，作为坝体的一个组成部分，因此，要求装笼石料要符合坝料要求，在振动台上填
12、充，使其充分密实，汽车运上坝面，吊车安装。采用预制石笼后，使施工速度加快。至于坡面保护的高度，各坝差别较大，约在250年一遇洪水位左右，大部分采用10年一遇洪水位，有一些工程还进行风险性分析，以获技术经济最优方案。坝体过流将对填筑面造成一定冲蚀和淤积，为确保坝体质量，应予处理。2.0.5 已建成的面板坝，大都采用低围堪保护、枯水期正常施工及大汛期坝体过流方案。在一般情况下，这-措施所需费用最少。2.0.6 渡汛临时断面失事将导致溃坝，因此，其顶部高程、坝坡等，须进行认真设计。33 3 坝基与岸坡处理3. 1 一般规定3.1.1 本条强调混凝土面板堆石坝坝基与岸坡处理的重要性。坝基的稳定和安全是
13、保证面板坝正常运行的先决条件，趾板地基又是面板坝防渗的关键部位。而且由于坝基与岸坡处理系隐蔽工程，若处理不当不仅直接影响坝的安全，亦较难补救，甚至拖延工期和增加投资。因此，本条提出对坝基与岸坡的处理，必须按设计要求与有关规范认真施工，并应特别注意趾板地基的处理。工程实践表明，地质勘察工作不仅仅限于设计阶段，而且要延续到施工阶段。在施工期间，对坝基与岸坡的开挖清理，常会发现一些新的地质问题，有时甚至还会发现重大地质问题。为此，本条还强调在坝基与岸坡处理过程中，应有地质人员参加，如实、准确地进行地质描绘、编录及整理。如发现新的地质问题，应及时研究处理。使坝基与岸坡处理符合客观实际情况，确保工程质量
14、。3.1.2 在面板堆石坝施工中，岸坡附近的截流排水是一个普遍存在的问题，不加处理或处理不当就可能造成垫层冲蚀破坏。哥伦比亚坝高148m的萨尔瓦兴娜坝，在施工过程中曾发生雨水严重冲蚀上游垫层的问题，为修补工作带来很大困难。事后，在紧靠趾板外缘设置了挡坎，并在斜坡上修建木制导流槽。当被冲蚀的区域重建时，又遇到一场暴雨，两小时达60mm。由于巳采取上述防护措施，因而没有引起什么问题。如安其卡亚及西北口工程，在施工中也发生过类似问题。据此，本条特别提出在岸坡处理时，应采取截流排水等措施，如在趾板外缘砌筑临时挡坎，或在岸坡上修筑专门排水系统，以防止岸坡暴雨径流对上游坝坡及垫层造成冲蚀破坏。34 3.2
15、 坝基与岸坡开挖3.2.1 已建成的面板坝工程都十分重视趾板部位的地基定线与开挖，趾板最终定线是在施工过程中完成的。为了获得地质条件较好、开挖与处理工程量较省的趾板线，有时还需要对坝轴线进行适当的调整修改。3.2.2 两岸岩石岸坡的趾板地基开挖清理，要力求连续平顺，目的在于避免因地基突变而引起不均匀沉陷，导致面板局部应力集中。1986年，泰国的高兰坝(高130m)，在成功地运行2年以后，突然发生裂缝事故，引起严重漏水。1986年7月对面板检查，发现面板裂缝位于较高凸起的岩石附近，该凸起岩石明显地将堆石体分成两个部分。裂缝几乎从上至下贯穿面板，裂缝最大宽度达7mm。产生这些裂缝的原因是，岩石突起
16、的两侧与凸起的上方的沉陷不同所致。对于趾板上游岸坡开挖揭露的岩石，如裂隙发育、风化速度较快时，必须采取喷水泥砂浆或喷混凝土的保护措施，以防止岩石表面风化、波浪淘刷等的破坏。3.2.4 本条内容系综合国内外面板堆石坝坝体下覆盖层处理的资料提出的。如我国1988年建成的坝高58.5m的关门山坝，坝轴线下游的河床砂砾石覆盖层，经勘查无软弱夹层存在，予以保留。坝轴线上游部分，最初根据面板应力分析结果，考虑到坝基沉陷对面板影响较大，故原计划将该部位2-6m厚的河床砂砾石覆盖层全部清除;但在施工中发现，沉积于河床部位的砂砾石非常密实，将其挖除而换填以堆石料并无必要。我国坝高95m的西北口面板坝，经坑探与趾
17、板基础开挖，查明河床覆盖的7-8m厚的砂砾石层没有淤泥及粉细砂层。根据试验结果，砂砾石不仅级配优良而且变形模量大于堆石。因此，确定仅挖除靠近趾板50m范围的砂砾石覆盖层。澳大利亚1971年建成的110m高的塞沙那坝，保留了堆石坝35 体下6m厚的砂砾石覆盖层。这是因为考虑到砂砾石比较完好，并且在蓄水前大坝重量可以使其固结。根据监测结果，坝的运行性态良好。哥伦比亚1985年建成的坝高148m的萨尔瓦兴娜坝，坝基为厚约30m的冲积层，原决定全部控除。但在开挖上游围堪基础时，发现冲积层为密实的砂砾石，与坝、体内用振动碾压实的砂砾石相近，可作为坝基承载层，确定直接在冲积层上填筑坝体。蓄水以来变形较小，
18、运行情况良好。上述已建工程的实践表明，对面板坝堆石坝体下的覆盖层，应改变过去一概挖除的过高要求，先布置方格网点，勘探查明覆盖层的组成及其性状，是否有淤泥、泥炭、粘土和细粉砂层，通过试验测定砂砾石层的密实度、级配与有关力学指标，再确定开挖范围与深度。3.3 基岩防渗处理3.3.1 趾板地基承受的水力梯度最大，因此，除对地基进行固结和帷幕灌浆以外，还必须对趾板部位岩石节理和裂缝进行严格的处理。基岩表面节理和裂缝中，一般有充填物，承受水力梯度的能力不高，需要清除充填物后，灌入水泥浆或水泥砂浆，以提高其抗冲蚀能力。地基开挖好后，进行严格冲洗，不应留有任何松散颗粒，目的是使趾板混凝土与岩石牢固结合。当岩
19、石节理、裂隙比较发育，会引起严重渗水时，需要烧筑混凝土盖板或喷射、混凝土z为防止细料被渗漏带出，盖板后还需铺设反滤料。只有这样才能保证趾板地基承受大的水力梯度。3.3.2 本条规定对与趾板相交的断层或破碎带必须按设计要求进行处理，主要是消除它在渗漏、管涌与溶蚀等方面的危害。顺河向的断层、破碎带常是库水渗漏的通道，必须予以特别注意。3.3.3 趾板基础的灌浆是为了减小通过趾板基础的渗漏量，保证地基的稳定性，要求通过灌浆截断渗流通道及加固可能发生漫蚀的地层。因此，灌浆作业除严格遵守水工建筑物水泥灌浆施工36 技术规范)CSDJ210-81)外，还提出了三点要求:(1)面板堆石坝的趾板即为灌浆的盖板
20、，因此，只有在趾板由凝土烧筑并达到设计强度后，才能在其上进行灌浆施工。为便于灌浆钻孔，防止破坏趾板钢筋，根据国内外经验，趾板宜预留灌浆孔。(2)如果在水库蓄水后再进行灌浆施工，将是一项复杂和困难的工作。在上游水头的作用下，地下水压力高，渗透流速大，灌入的水泥易被渗水带出而影响灌浆质量。因此，本条强调水下部位的灌浆，应在水库蓄水前完成。(3)为保证灌浆质量，应进行灌浆试验。在保证不致将趾板抬起的条件下确定灌浆压力，灌浆时严格控制灌浆压力。37 4 筑坝材料4.1 料场规划4. 1. 1 为保证料源的质量和储量，本条强调施工单位在进入现场后，应对设计给工程提出的料场进行复查，确定料场的质量和储量是
21、否满足施工要求z并在料场复查和设计资料的基础上，依据工程施工总进度的安排，做好料场开采规划z如料场开采顺序，梯段开采高度、掌子面分块分段长度，堆、弃料场地，风、水、电设施、火工材料库、运输道路、排水系统的布置，以及钻爆、挖、运设备的配备等。在西北口面板堆石坝工程施工中，由于对料场选择及坝料开采经验不足，料场规划简单化。尽管施工单位挖运设备生产能力强，也无法满足坝体挡水安全渡汛所需要的开采强度，造成料场供给受影响，致使当年坝体填筑到渡汛挡水高度的目标受挫，坝体被迫采取过流搜闭保护，耗资上百万元，原预计可缩短一年工期的目标也未能达到。可见，搞好料场规划的重要性。4.1.3 垫层料制备系统，要具有足
22、够的生产能力和规模，并要有一定储备数量，否则，会影响工程质量和进度。如湖南株树桥面板坝工程，因垫层料供应不足，致使垫层料层面低于过渡料和主堆石料，形成了高差达29m，使后续垫层料填筑时，两种坝料结合处压实不匀，坝料纵向结合层面出现断续沉陷开裂缝，缝隙达35cm。后来进行了返工，重新填筑，可见，垫层料要有足够的储备量，以适应坝体填筑强度同步上升的需求。4.2 坝料开采与加工4.2.1 面板坝主堆石料及过技料，由于粒径较大，常由石场直接开采，为获得较好级配坝料及较大的开采强度，绝大部分已建和在建面板坝工程，采用了深孔梯段开采及微差挤压爆破技术，采38 用100型钻，梯段高度约为1Z-15m。爆破试
23、验的目的，是为施工提供合理的爆破参数，以获得粒径与级配符合设计要求及成本低廉的坝料。爆破试验应在主要料场中有代表性的地段进行。对于中、低坝，亦可结合施工进行试验工作。4.2.2 垫层料颗粒设计较粗时，如经爆破试验可以满足垫层料设计级配要求，垫层料也可以由采石场直接开采，可使造价大幅度降低，关门山工程已提供了成功的经验。4.2.3 砂砾石料场，大都分布在河床附近，施工受河水及地下水影响较大。对寒冷地区，冬季琼深较大，而冻结后的砂砾石料会使机械开采困难。因此，为保证冬季正常施工，必须储备足够的坝料，以降低砂砾石的含水量，供冬季坝体填筑使用。4.2.4 料场开采结束后，对于不稳定的边坡和危岩，若不处
24、理，可能成为事故的隐患。料场的开采，破坏了周围的农田和植被，因此，为保护周围环境，防止水土流失，也应采取一些环保措施予以处理F即使在库内淹没线以下的料场，进行适当处理，也将有利于养殖业生产。4.3 道路与运输4.3.1 在现代土石坝施工中，自卸汽车运输占主导地位，国内90%以上的土石坝施工，均采用了正铲装车、自卸汽车运输的方式。因此，提高汽车运输效率就具有十分重要的意义，其主要措施是建好场内外道路。布置运输线路应重视以下问题:优先考虑单向循环线路，使轻型、重型汽车互不干扰F同时，还需合理确定路面等级，尽量降低纵坡坡率，以提高行车速度。面板坝坝址常位于河流的中上游，由于山谷狭窄，公路大都顺河流走
25、向修建，如把防洪标准定得过高，势必抬高路面、加大桥涵，使筑路费用加大，另外，临时公路即使遭到损坏，恢复也较容易，因此，防洪标准可以较低。根据国内外建坝经验，其防洪标准以不低于5年一遇为宜。39 4.3.2 一般山区公路的标准较低，大都不能满足大型施工运输机械的运行要求，因此，施工队伍进场后，应对可利用的永久公路局段，进行安全复校。坝下游坡是否设置之字形上坝道路，设计中应有明确规定。4.3.3 在面板坝施工中，运输线路难免跨越趾板和垫层区。工程实践已经证明，只要采取适当的保护措施，线路跨越趾板和垫层是不会有问题的。至于保护措施，有的采用钢找桥跨越，但大多数工程是采取在趾板上垫以一定厚度的石渣来保
26、护的。位于垫层区或其它部位的坝内道路，要求按坝体规定的料物填筑，并进行压实，不允许以浮渣筑路。4.3.5 运输工具的选择，应按坝料性质、运输条件、施工强度要求等因素综合分析后选定。堆石料以采用较大吨位揭自卸汽车为宜;砂砾石料则可用自卸汽车，也可用皮带运输机，但宜经过技术经济比较后选定。40 5 堆石坝填筑5.1 一般规定5. 1. 1 本条目的在于保证堆石坝体的填筑质量，保证坝基、坝头岸坡处理以及趾板浇筑的质量，避免交叉施工干扰，以利施工安全。此种交叉施工，在西北口工程已有教训。当时左岸坝基处理未结束，河床段趾板正施工，而大坝填筑已进行，为了留出邻近趾板的填筑工作面，大坝填筑不得已采用了先填主
27、堆石区，后填过渡层、垫层区的做法，结果形成了大坝上游低，下游高的梯田式填筑，梯田台阶层次最多达6层，大大影响了填筑质量与施工效率。株树桥、成屏一级坝施工中也有类似现象。在国外，如A.瓦蒂(A.Varty , 1985)等在总结澳大利亚在这方面的经验时，强调要竭尽全力在堆石填筑开始之前完成全部趾板施工，其原因也在于此。然而，当坝底较宽、较长，或有专门施工安排时，经过周密规划、组织，也允许坝体填筑在相应部位的趾板完成后提前进行。此种安排，有时也是保证安全渡汛或缩短工期所必须的。5.1.2 堆石坝的填筑与碾压是控制施工质量的关键工序，也是加快工程进度的重要环节。由于每一工程的规模、坝体设计要求、填筑
28、坝料的性质、施工单位的技术装备和技术水平等各不相同，填筑与压实的参数也有差别，因此，本条要求在堆石坝填筑开始之前，对坝料进行碾压试验。其目的在于根据工地具体条件，对设计提出的压实标准进行复核，选择合适的施工机械和确定合理的施工参数(铺料厚度、碾压遍数、加水量等)，并提出完善的施工工艺和措施。本条进一步明确坝料碾压试验的规模和深度，依工程的重要性及具体条件有所区别，不强求一致。对于大型、重要或特殊情况(如高地震区等)的工程，都应进行碾压试验F而对于中小型41 工程或坝不高的情况，则可根据压实机械、工程经验采用类比法选定压实参数，并结合施工在坝的下游部位进行检验性试验。5.1.3 填筑压实参数确定
29、后，强调施工中应严格控制并抽样检查。其目的在于，把现时主要靠挖试坑等检查法控制填筑质量的做法，逐步转变为依靠严格掌握压实参数来保证填筑质量，以减少施工干扰，提高施工效率。5. 1. 4 坝体填筑应做到平起、均衡上升，是一般土石坝施工的总要求，对于面板堆石坝来说，垫层、过渡层与相邻主堆石区的填筑尤应如此。坝面的平起、均衡填筑指有计划的，各分区、各部位相互呼应的连续填筑，并非一定是全断面的平起填筑，特别是在坝的底部，或坝较高、断面较大时。在后一情况下，除抢筑临时断面的安排外，允许在下游部位预先填筑堆石以争取进度。但是，绝不能形成梯田式或鱼背式的填筑坝面。按照国外经验，面板下游30m以内的坝面，应保
30、证连续平起、均衡上升。垫层、过渡层、主堆石区之间的填筑面高差，澳大利亚规定以相应的一层铺筑厚度为限，比较严格。根据我国经验，本条规定层差不超过一层。其目的在于保证各分区之间的良好结合，以及面板下游一定范围内的堆石体达到较高的密实度。5.1.5 本条强调，上坝材料应在料场或采挖地即予以控制和认可，做到不合格的坝料不上坝。因为一旦上坝，即影响坝体填筑的正常进行，造成返工处理和不应有的干扰。对于巳运至坝面的不合格材料，原则上予以坚决铲除，但视其类型与成份可运至指定的填筑标准较低的部位。5.1.6 观测仪器、设施的埋设、建置是坝体施工的个组成部分，本条在于强调对该项工作的重视，特别需要注意观测设施的施
31、工保护。5.1.7 在一些面板坝施工中，特别是在坝高大，底部宽的条件下，往往坝体填筑与面板诺筑、坝基灌浆等工序同时进行。由于平行立体作业，会带来一些质量问题和不安全因素，因此，本条强调做好规划，采取切实可行的保证质量和安全措施，防止事故的42 发生。5.2 坝体填筑5.2.1 本条强调接触带的坝体填筑用较细石料与小型振动碾碾压，原因在于这些部位大型振动碾难以压到，容易形成空隙，并可能出现集中渗流。5.2.2 垫层料、过渡料、主堆石料，其各个颗粒间只有单纯的接触连系，因而不同粒径与质量的颗粒，在卸料、铺筑、推平过程中，由于重力的作用，会产生不同程度的颗粒分离。这是迄今面板堆石坝施工中普遍存在的问
32、题。然而，对于垫层与过搜层而言，由于其相对于面板的变形以至渗流性质的需要，不允许其在填筑过程中产生严重的颗粒分离。为了减少颗粒分离现象，一般有两个途径可循，即改善材料的级配与采取相应的有效施工方法。级配改善主要是增加细颗粒的成份，使其起一种包裹、挟持的作用，以阻滞较大颗粒的分选、集中。根据J.谢拉德(J.Sherard) 1985年的研究成果，当小于5mm的颗粒含量少于20%时，施工时不可能避免分离，但如增加到40%或更多，则有可能避免分离。从施工上说，为了减少颗粒分离可采用以下方法:(1)跳堆法，即在已压实的坝面上，按铺筑一层料需要的数量，跳隔一定距离卸料，然后推平成连续层的方法;(2)润湿
33、坝料法，即使材料在运输车内润湿，以增加颗粒之间的团聚力，阻滞颗粒彼此分离F(3)掺混法，即对巳分离集中的大颗粒区掺谴较细坝料的方法。国外曾用此法。5.2.3 本条规定，旨在保证碾压后的上游坡面满足设计要求。关于超填宽度，在巴坦艾(BatangAi)坝为10cm，在特劳湖(TerrorLake)坝为15cmo国外较多的工程，规定碾压前的坡面不平整度为015cm或515cm。本条结合国内情况，取其较大值。5.2.4 堆石坝填筑时加水，目的在于使材料浸温，软化细粒并降43 低粗粒的抗压强度，以提高压实密度和效率，减少竣工后的后期沉降。加水的作用效果与堆石母岩的岩性与岩质、堆石的粒径与形状等因素有关。
34、一般来说，新鲜、坚质、浑圆形的堆石、砂卵石，加水对其压实的效果不明显。这方面已有不少实例和试验资料，如奥罗维尔(Oroville)、首取川、横山坝等。但对于湿单轴抗压强度显著降低的岩石、砂粒和细粒含量较高的堆石，其加水效果较好。基于以上情况，本条仍强调应加水，尤其对于中、高坝。堆石的加水量，是以其填筑堆石的体积比表示，一般依堆石料的类型、性质、填筑部位、坝的高度等条件并经试验确定。本条所提的加水量指标是根据国内外堆石填筑的工程经验确定的。5.2.5 面板堆石坝主要的设计原则是控制堆石坝体的变形，尽量使堆石坝料碾压密实，因为只有振动压实才能保证堆石的高密度。为此，本条规定坝料必须采用振动碾碾压。
35、由于堆石填筑包括卸料、铺料、洒水、压实等多道工序，在垫层坡面上还需要进行修整、斜坡碾压和堆石保护。由于工序较多，为避免温乱和出现安全事故，本条规定坝面填筑应分区分段进行，宜适当划分工作面，在各填筑块上依次完成各道工续。振动碾的减振轮胎压力、振动轮的转数等，随振动碾的工作而逐渐降低或衰减，从而影响其工作功能与效率，因而必须定时检查，及时调整、处理。为了确保压实质量，本条提出应保持振动碾的规定工作参数。垫层区在进行水平碾压时，在保证安全的条件下，应尽量向上游边缘延伸，以便垫层充分压实。根据国内经验，40cm是保证安全的最佳距离。5.3 垫层坡面碾压与防护5.3.1 垫层坡面的防护，是在面板烧筑之前
36、的临时措施。其主要目的在于，防止雨水冲蚀与施工期的挡水或过水渡汛，以及提供面板施工的工作基面。然而，最经常的则是防止垫层坡面受雨水冲蚀，特别是在多雨地区。垫层坡面，特别是邻接岸坡的部位，如44 不作相应防护或防护不及时，最易遭受暴雨径流的冲蚀破坏。这方面，国内外都有严重教训。如国外安其卡亚(AltoAnchicaya , 1974)，萨尔瓦兴娜(Salvajina，1983)坝，国内的西北口坝，都遭受过垫层的冲蚀破坏。1988年6月，西北口坝区暴雨，洪流顺右岸山坡自溢洪道进口直冲垫层坝面。结果，靠近右岸趾板的垫层被冲成宽1216m、最深达9.5m的深槽，冲蚀总方量约3000m气为了及时地对垫层
37、坡面进行防护，而又保持堆石坝的填筑施工效率，根据国内外的经验，本条规定，垫层填筑每升高1015m，即应进行一次垫层坡丽的碾压与防护。在多雨地区，尤其当垫层料为砂卵石时，尚应缩短这一填筑与防护的周期。垫层坡面碾压前，应以已超填的坡面为基础进行修整。修整后的坡面不平整度，国内尚无资料，国外一些工程的规定则不甚相同。在塞沙那(Cethana)、下比曼。ieman)为十5+15cm，在高兰(KhaoLaem)为0士15cm，在温尼克(Winneke)为0十15cm。参照这些规定，结合我国的施工情况，本条对此不平整度，从偏严的方面考虑，高于设计线510cmo当垫层材料为砂卵(砾石时，由于此种材料较易受雨
38、水冲蚀，应采用较薄的填筑层，以便及时进行坡面碾压与防护。对于较重要的工程或雨水较大时，也可采用巴坦艾坝采用的加设细铁丝网表层防护法。即，随垫层填筑，随时在其坡面铺设细铁丝网，并予压实、防护的方法。5.3.2 坡面碾压，是由于已压实合格的垫层，其上游邻坡边缘带(含超填部分)无法进行平面碾压，为使棍凝土面板有一个坚实的支撑面，而在垫层上游坡面上进行的专门碾压。这也是面板堆石坝特有的碾压工序。上述无法进行平面碾压的垫层上游邻坡边缘带，其宽度一般不会超出0.4m，例如关门山坝、西北口坝。亦即实际需要压实的松散层的厚度不大，加之在斜坡上工作的条件，故其碾压机械的吨位不宜过大。按国外实践，一般坡面用振动碾
39、重10t，仅法迪斯45 (Les Fades)坝用8.5t.萨尔瓦兴娜坝用5t;关门山坝用9-10t，西北口坝用12to为此，本条规定用8-10t。这也是国内可以做到的。在巴坦艾坝的施工中，曾使用过振动板。此种机械很适用对连接趾板区的压实，故本条规定也可使用振动板压实。5.3.3 对于垫层坡面防护的方法，本条规定了目前国内外常用的碾压砂浆法，喷射?昆凝土法，以及喷射阳离子乳化沥青法。碾压砂浆法简单易行，对中型工程特别适用，例如关门山、成屏一级坝的经验。喷1昆凝土法对于较高的坝优越性明显，并已用于西北口坝，情况良好。防护层的敷设，调整、补偿了垫层坡面的表面不平整度与材料分布的不均一程度。但防护层
40、的表面仍然不可能十分平整，因而从施工上讲，仍需有不平整度的规定。防护层施工不平整度的规定，涉及混凝土面板应当按超厚还是应当按欠厚浇筑考虑。从国外经验来看，阿里亚(Areia)坝面板平均超厚70mm，高兰坝面板超厚83mm，萨尔瓦兴娜坝超厚50-220mm;塞沙那坝设计时允许超厚125mmo但下比曼坝则允许欠厚，规定当承压库水水头为29-55m时，允许欠厚5-25mm。我国混凝土面板坝的施工经验尚不足，面板厚度控制的经验尚待积累。考虑到这种情况和实际施工的方便，为安全计，本条按照防护层表面的起伏差作了相应规定。即对于水泥砂浆层，在5m范围内的起伏差不应高于设计线5cm.低于设计线8cm;对于喷射
41、混凝土层，与设计线偏差不大于5cm。对于阳离子乳化沥青层，由于层厚很薄，可通过试验确定。46 6 面板与趾板施工6. 1 一般规定6.1.1 鉴于面板与趾板处于外部水位变化区，经常受水流冲刷，在寒冷地区尚有抗冻要求，因此宜优先选用硅酸盐水泥，且要求其标号不低于425号。水利水电科学研究院曾对西北口面板坝工程采用不同品种水泥进行混凝土性能试验，结果表明，水泥品种对面板混凝土和易性有较大影响，采用保水性好、泌水量少的水泥，其温凝土和易性好，且易于输送。试验认为，硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，最适宜于浇筑面板混凝土;矿渣水泥保水性差，泌水量大，其1昆凝土和易性也差。为此，本条规定，对矿渣水泥，应经试验
42、论证及主管部门批准后方可使用。6.1.2 合理的混凝土配合比必须z(1)达到设计的混凝土标号，满足混凝土设计强度的要求;(2)保证混凝土具有良好的和易性，满足施工对1昆凝土流动性的要求;(3)具有一定的抗渗性、抗冻性及抗侵蚀性，满足工程运用时的防渗与耐久性要求。在同时满足上述三项要求的前提下，应达到节约水泥、降低工程造价的目的。面板?昆凝土配合比的选择有其特殊性，这是因为面板采用滑模施工。为了保证模板顺利滑升，要求拌制出的混凝土凝结时间合适;便于滑槽输送，且在输送过程中不离析，不分层z入仓后易于振捣，出模后不泌水、不下塌、不被拉裂。根据以上要求，参考国内外工程经验(如表6.1.2-1)，本条规
43、定水灰比应通过试验确定，一般宜为0.45-0.55。47 表6.1.2-1几座坝面板混疆土性能与主要控制l参数建成抗压强度最大骨水泥水灰比含气量拥落度坝名R Z8 料粒径用量备注时间(MPa) (mm) (kg/m3) W/C %) (cm) 320- 0.41-塞沙那1971 40 40 3-5 4 卵石骨料370 0.47 下比曼1986 40 40 280 0.55 3-5 4 人工骨料考兰坝1984 32.5 37.5 300 4-6 最大8阿里亚5. 0-7. 用引气剂1980 20 和减水剂萨尔瓦混凝土1985 34.3 平均4.110左右泵和溜兴娜槽输送谢罗罗1984 27.6
44、38 5 最大5.1 250- 0.44-西北口1989 26.2 4-5 4-7 310 0.52 在混凝土中掺用引气剂，能显著改善混凝土的和易性，减少离析与泌水，提高混凝土的密实性、不透水性及抗裂性，并明显改善混凝土的抗冻融性能。国内外大多数工程面板温凝土中均掺入引气剂，其含气量在3%5%范围内。至于其它外加剂，如减水剂、调凝剂等，可根据其作用和具体的施工条件选用。根据试验研究和工程经验，掺用减水剂，能改善混凝土的和易性，减少混凝土的离析与泌水，使棍凝土宜振捣密实，并节约水泥用量。掺用调凝剂(包括早强剂、速凝剂、缓凝剂)，能根据不同条件的施工需要调节温凝土的凝结时间，以保证面板滑模上升速度
45、，以及出模后的混凝土稳定性。掺用的外加剂及其合适的掺量，都应根据对棍凝土性能的要求与施工工艺需要，通过试验确定。混凝土的明落度，应根据海凝土的运输、浇筑方法和气温条48 件决定。滑槽输送面板混凝土的关键是明落度的选用是否恰当。确落度太大，超过lOcm时，渥凝土的滑行速度过大，在滑行过程中石子先于砂浆，出现入仓后、混凝土的不均匀现象F塌落度太小，低于2cm时，混凝土松散，增加滑行阻力，不仅影响施工速度，而且在滑行过程中有砂浆在下、石子在上的分层现象。娓落度对棍凝土入仓后的振捣、出模后的泌水或流浆都有很大的影响。混凝土太干时，难于振捣，出模后混凝土表面因缺浆容易形成蜂窝、麻面F混凝土太稀时，在振捣
46、过程中易形成石子下沉的分层现象，因砂浆大部分在上面，出模后泌水较多，在混凝土表面产生水流的痕迹，严重的会造成流浆，影响施工质量。西北口坝、曾进行面板混凝土施工工艺的试验研究，当明落度在47cm范围内时，石子与砂浆粘结牢圃，在滑行过程中很少离析分层，且滑行速度适中，沿滑槽下滑的状态良好。为研究混凝土和易性与施工质量的关系，还分别对几种不同拥落度与出模渥凝土质量情况进行了比较，结果如表6.1.2-2所示。表6.1.2-2不同现落度条件下出模的jl.土质量序号现落度出模混凝土质量情况(cm) 表面有蜂窝、麻面现象，难1 1-3 以振捣密实2 4-7 表面较为平滑3 8-9 表面泛浆4 10以上出现流
47、淌上述资料表明，明落度对泪凝土输送、面板滑模施工的提凝土由筑工艺均有显著影响。因此，在施工中必须对漉凝土拥落度严格加以控制。本条依据工程实践经验和试验成果，提出面板滑模施工49 用滑槽输送时，渥凝土拥落度应控制在47cm范围(晚间混凝土入仓拥落度宜为4-5cm;白天混凝土入仓拥落度宜为67cm)。6.1.3 面板坝工程的提凝土运输设备，国内一般采用自卸汽车、皮带输送机或吊罐等，国外有采用混凝土泵运输的，可根据地形条件、施工设备情况与运输要求等综合考虑选用。选择的渥凝土运输设备及其能力，应与拌和、浇筑能力相造应，以保证混凝土混筑的连续性，以及运输过程中不致过多损失混凝土的拥落度。6.1.4 国内
48、外面板坝工程的施工实践均已证明，滑槽是较为合适的坝面斜坡运送氓凝土拌和物工具。西北口坝滑槽输送混凝土的系统，主要由集料斗、滑槽、Y型叉槽与摆动槽支架等部件构成。滑槽采用36cmX40cm的U型槽，每节长度为1.2m和1.5m两种，随滑模上升逐节脱落。经施工现场运用表明，滑槽输送泪凝土设备简单，施工方便，操作容易，使输送后的混凝土仍具有原有的和易性，且能保证混凝土不出现离析现象和混凝土浇筑连续进行。关门山坝的滑槽，用厚2mm的铁板制成宽40cm、高25cm的U型槽，每节净长175cm，搭接5cm，重28.5kg。为了减小滑槽入仓口的摆度，尽量减少平仓作业量，每块12m宽的面板设两条滑槽，施工运用
49、效果良好。巴西的阿里亚坝，面板混凝土烧筑时采用长达170m的滑槽，混凝土也未出现分离现象。6.1.5 面板与趾板施工期间，应加强气象预报工作。根据气象资料，对不同施工雨季事先作好妥善安排。6.2 趾板施工6.2.2 本条是基于国内已建面板坝、工程经验提出来的。用微膨胀水泥或预缩细砂浆紧密填塞，目的在于保证锚筋的锚固作用。6.3 面板施工6.3.1 对坝高度大于50m的坝，根据施工安排和工程运用的需50 要，面板混凝土可分段海筑。如巴西1980年建成的160m高的阿里亚坝，7.昆凝土面板分两期施工。哥伦比亚1985年建成的148m高的萨尔瓦兴娜坝，棍凝土面板分三期烧筑。分段烧筑面板的实践已表明，在坝体填筑继续进行的同时，浇筑混凝土达某一中间高程是可行的，在经济上也是合理的。没有发现因随后坝体填筑引起的位移，而使前期浇筑的混凝土面板
