寒區(qū)水利水電工程設(shè)計與施工技術(shù)

張廣柏　樊喜歡

摘要：近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，寒冷地區(qū)筑壩技術(shù)也在不斷進步。為了更好地完善寒區(qū)的水利水電工程建設(shè)，本文針對寒區(qū)石壩的設(shè)計與施工以及混凝土的低溫施工技術(shù)等進行研究分析。

關(guān)鍵詞：寒區(qū)；水利水電；施工技術(shù)

中圖分類號： TV93 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.03.028

我國有一半以上的地方都位于高海拔地區(qū)，寒冷地區(qū)環(huán)境條件對寒區(qū)的水利水電工程建設(shè)造成很大影響。因此，本文在寒冷地區(qū)的水利水電工程建設(shè)的基礎(chǔ)上，針對寒區(qū)的融層、堤防及筑壩等技術(shù)進行重點研究與分析。

1寒區(qū)的堆石壩技術(shù)分析

混凝土面板堆石壩是由振動碾與裝運工具結(jié)合發(fā)展的產(chǎn)物，它最早出現(xiàn)在上世紀60年代，不僅技術(shù)較為成熟，還具有良好的經(jīng)濟性，因此，在我國的水利水電建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛。為了使寒冷地區(qū)的水利水電工程建設(shè)更為成熟，經(jīng)過長時間的應(yīng)用實踐研究，推出了一種新型的寒冷地區(qū)的面板堆石壩技術(shù)，包括防凍止水技術(shù)、防裂混凝土技術(shù)及壩坡墊層施工技術(shù)等，這些技術(shù)的應(yīng)用不僅具有良好的經(jīng)濟效益，還對寒冷地區(qū)的水利水電工程起著巨大的推動作用。

1.1面板抗凍配套施工技術(shù)

由于受冬季氣候條件的影響，寒冷地區(qū)的面板壩在施工過程中會出現(xiàn)橡膠板與混凝土不能緊密結(jié)合的現(xiàn)象，使止水結(jié)構(gòu)不能發(fā)揮其作用，其主要表現(xiàn)為兩個方面。一是當角鋼與橡膠板、橡膠板與混凝土的結(jié)合處遇到水后，會產(chǎn)生冷凍膨脹，增大拉拔力，對止水結(jié)構(gòu)發(fā)揮作用產(chǎn)生很大的干擾；二是角鋼與橡膠板止水蓋受冰面沉降的影響，使止水結(jié)構(gòu)的凍部在拉力及剪力的影響下對自身產(chǎn)生破壞。要對止水結(jié)構(gòu)的材料及止水結(jié)構(gòu)進行優(yōu)選與優(yōu)化，還要注意對橡膠蓋板端頭進行處理，同時還要拓展橡膠板的功能使用范圍。這些技術(shù)的優(yōu)化，不僅降低了來自寒區(qū)冰面的膨脹力與拉拔力，提升止水結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性及防凍能力，還能延長止水結(jié)構(gòu)的使用期限，對寒區(qū)壩體的長久運行提供了重要保障。

1.2混凝土面板石壩固坡技術(shù)

在傳統(tǒng)的墊層料坡的施工過程中，通常用超填、削坡及碾壓等方式完成對料坡的處理。具體操作為在墊層料坡超出設(shè)計線30厘米的時候進行碾壓處理。在墊層料坡填土15米左右時進行削坡與碾壓處理。但由于采用這樣的方式不僅施工工期較長，操作工序繁瑣，而且對料坡的坡面也無防護設(shè)施處理，在受到雨水沖擊的情況下，容易對料坡的墊層密度造成影響，從而不能保證寒區(qū)面板的穩(wěn)定性。因此，為了更好地解決這一問題，可將固坡砂漿與墊層料施工緊密結(jié)合，使面板形成一個均勻穩(wěn)定且高強度的工作面，這種工作基面的形成不僅能緩解汛期壓力，發(fā)揮擋水的性能，還能提高寒區(qū)面板混凝提的抗裂、抗?jié)B性能，增強設(shè)備的實用性。通過這項技術(shù)的實施，不僅能縮減施工工期、簡化施工工序，還能降低施工成本，提高施工過程的靈活性。

1.3可控補償防裂技術(shù)

由于混凝土堆石壩技術(shù)不僅具有取材簡易、操作方便等特點，還能簡化工期，降低施工成本，對寒區(qū)面板的穩(wěn)定性有著重要的保障，因此，在國內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛。但在實際施工過程中，仍存在一些因素對寒區(qū)面板的防裂、防滲性能造成影響，這主要是由于堆石壩的面板是一種通過混凝土澆筑形成的薄板，由于在施工期間內(nèi)受環(huán)境的溫度、濕度及自身密度不均勻的影響，會使面板的混凝土產(chǎn)生干縮變形，對面板密度較小的部位產(chǎn)生較大的拉力應(yīng)變，從而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，對面板的防滲效果造成嚴重的影響。通過采用膨脹劑及減縮劑的制配，實現(xiàn)對混凝土收縮的補償，從而提升混凝土石壩的抗?jié)B與抗裂心性能。

2寒區(qū)土石壩防滲心墻施工技術(shù)

2.1冬季低溫施工技術(shù)

新型的冬季低溫施工技術(shù)主要是指通過對鋪布碾壓及對金屬罩的覆蓋利用等措施，實現(xiàn)對冬季施工的保溫。碾壓式瀝青混凝土技術(shù)打破了施工規(guī)范對環(huán)境溫度的要求，使其最低施工溫度達到-17℃。而瀝青混凝土防滲心墻的碾壓施工能使芯樣的孔隙率小于3%，且滿足抗?jié)B試驗無滲漏的要求。該項技術(shù)通過提模施工工藝的使用，采用土工無紡布對混凝土砌塊副墻的代替，不僅能解決寒區(qū)冬季低溫施工造成的困難，降低施工成本，還對提高防滲心墻整體的防滲性及變形穩(wěn)定性有很大的幫助作用。

2.2振搗式防滲心墻的施工技術(shù)

振搗式防滲心墻技術(shù)最早應(yīng)用在尼爾基水利樞紐工程中。由于傳統(tǒng)的防滲心墻技術(shù)主要采用瀝青混凝土碾壓式及澆筑式，雖然具有一定的施工效果，但操作工序較為復(fù)雜，且施工成本較高，因此應(yīng)用并不廣泛。但振搗式防滲心墻的出現(xiàn)不僅填補了國內(nèi)外防滲心墻技術(shù)的空白，還具有很好的施工效果。它與其他產(chǎn)品不同，不受瀝青材料產(chǎn)品的制約，且具有設(shè)備簡便，造價低廉的特點，在國內(nèi)外防滲心墻技術(shù)施工中得到了廣泛的應(yīng)用。

3結(jié)語

近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的快速提升，我國的寒區(qū)水利水電工程建設(shè)也在不斷地完善與發(fā)展。本文經(jīng)過對寒區(qū)堆石壩技術(shù)及土石壩防滲心墻技術(shù)的研究與分析，提出了一些優(yōu)化方案，經(jīng)過實踐，這些技術(shù)的應(yīng)用不僅操作簡便、施工工期短，還能有效縮減施工工序，節(jié)省經(jīng)濟成本，為堆石壩與土石壩施工的穩(wěn)定性提供保障，對我國寒區(qū)的水利水電工程建設(shè)起著巨大的推動作用。

參考文獻

[1]鄭茂盛.寒區(qū)水利水電工程設(shè)計與施工技術(shù)[J].中國水利，2010，20（11）：72-74.

[2]王建華.芻議水利水電工程施工技術(shù)[J].黑龍江水利科技，2012，11（02）：242-243.

作者簡介：張廣柏，本科學(xué)歷，松遼水利水電開發(fā)有限責(zé)任公司，工程師，研究方向：勘察設(shè)計；樊喜歡，本科學(xué)歷，松遼水利水電開發(fā)有限責(zé)任公司，助理工程師，研究方向：工程施工管理。