Page 67 - 水利学报2021年第52卷第2期

变形控制的角度，将设计填筑标准由 0.85 提高到 0.90，并采用现场相对密度试验代替室内相对密度
试验确定砂砾石筑坝填筑标准，是十分必要的。工程实践表明，采用合适的碾压参数和施工工艺是
完全可以达到更高的设计填筑标准。
从不同年份修建的混凝土面板堆石坝的沉降量和沉降率来看，竣工沉降量占坝高的比例都在
0.3%以上，大多在 0.5%左右，工后沉降量大多在 400 mm 以上，变形控制的效果明显不如砂砾石坝。
导致这种变形控制效果差异的原因，除了堆石料和砂砾石料颗粒形状特征和岩性导致的颗粒破碎、
湿化和蠕变等物理、力学性质的差异外，填筑标准的不同也是重要原因。爆破堆石料筑坝填筑标准
采用孔隙率控制，而爆破堆石料压实后的孔隙率具有级配相关性，而筑坝堆石料的级配通常为一个
较宽范围的包线，包线范围内不同级配在相同碾压参数下碾压达到的孔隙率是不同的，填筑标准采
用孔隙率进行筑坝质量控制难以反映堆石体真实的松密程度。鉴于此，结合国家重点建设的堆石坝
工程，进一步研究爆破堆石料筑坝填筑标准的表示方法和确定方法，以更好的实现堆石坝变形控制
是十分必要的。
4.3 混凝土面板堆石坝施工碾压参数的选择 提高筑坝的压实干密度，一个方面是提高大坝的填筑

标准，相应的也伴随着采用更高标准的碾压参数，最主要的是振动碾吨位的增大。振动碾吨位由 16 t
提高到 20 t 及由 20 t 提高到 26 t 时，面板砂砾石坝和混凝土面板堆石坝的沉降率显著减小。振动碾吨
位由 26 t 提高到 32 t 时，新疆尚缺少混凝土面板堆石坝的相应数据，由分别采用 26 t 和 32 t 振动碾施
工填筑完成的卡拉贝利面板砂砾石坝和阿尔塔什面板砂砾石坝看，沉降率减小的幅度有限。但这里
有两个方面的不确定因素，一是数据过少，二是阿尔塔什混凝土面板堆石坝坝基存在近 100 m 厚的深
厚覆盖层。因此，振动碾由 26 t 提高到 32 t 对面板砂砾石坝和混凝土面板堆石坝的变形控制的效果尚
有待结合更多的工程案例进行分析。
目前水利水电工程大坝碾压施工采用同时控制填筑干密度和施工参数的“双控”方法来控制压实
质量，有效地控制碾压参数是保证碾压施工质量的重要手段。新近发展的基于大坝填筑智能碾压施
工管理系统及配套检测、监测方法可实现大坝碾压施工参数和施工工艺的数字化和精细化控制。建
于近 100 m 深厚覆盖层上的阿尔塔什水利枢纽面板砂砾石坝（164.8 m），在设计相对密度 0.90 的填筑
标准下，结合信息化施工监控，取得了良好的变形控制效果，坝体竣工沉降率仅 0.14%。

5 结论

（1）根据新疆地区筑坝材料的特点，对于 100 ~ 150 m 级混凝土面板堆石坝，当坝体以砂砾石填筑
时，竣工沉降率基本上能控制在 0.3%左右，运行多年趋于稳定的沉降率约为 0.5%；当坝体以堆石填
筑时，竣工沉降率基本上能控制在 0.5%左右，运行多年趋于稳定的沉降率基本能控制在 0.7%左右。
在充分保证坝体填筑施工质量的前提下，两种筑坝材料均能满足混凝土面板坝坝体变形控制的要
求。但由于新疆地区大部分坝址区天然沉积的砂砾石具有较为优良的级配特征，筑坝碾压时细颗粒
对粗颗粒骨架孔隙的充填较好，采用砂砾石材料填筑的混凝土面板坝坝体变形量更小，具有更好的
变形特性，这一优势对于新疆高震区覆盖层上坝高 150 m 以上的高混凝土面板堆石坝尤为突出。（2）
提高混凝土面板堆石坝的坝体压实密度对于改善大坝的变形特性具有非常重要的作用，将高震区
150 m 级以上的高面板砂砾石坝的设计填筑相对密度从不小于 0.85 提高到 0.90 对于保证大坝安全非常
必要。由于室内试验的材料缩尺效应及压实功能与现场存在较大差异，对于面板砂砾石坝工程，应
采用现场原级配大型相对密度试验代替室内试验方法确定其填筑标准。（3）为达到设计要求的坝体碾
压控制标准，应通过现场碾压试验确定合理的碾压施工参数。提高碾压机具的吨位，增加其压实功
能，可有效改善坝料的碾压施工效率，更好地达到设计要求的碾压控制标准。因此，对于 150 m 级以
上高混凝土面板堆石坝，推荐采用更大吨位的振动碾进行坝体碾压施工。

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