混凝土面板堆石坝在昭通市黑石罗水库工程建设中的应用

0引言

我国用现代技术修建混凝土面板堆石坝始于1985年，由于这种坝型在水利水电工程中具有断面小、施工方便、安全性、经济性和适应性良好的特点，常常成为交通不便、天然建筑石材丰富、可以就近取材的山区河流建坝首选坝型，并在坝工建设中得到了广泛应用。在从国外引进混凝土面板堆石坝之前，我国山区河流中小型建坝大多选择土坝，施工断面大、用料多，耕地破坏面积大，土料要求高、选料较为困难，施工不便，安全性和经济性不高。通过从国外引进混凝土面板堆石坝技术后，经过不断的研究、开发、利用，从目前的发展水平看，100m和200m级坝高的混凝土面板堆石坝筑坝技术日渐成熟。我国的混凝土面板堆石坝在数量、坝高、工程规模、技术难度等方面现已走在世界前列，这些混凝土面板堆石坝遍布全国，覆盖了各种不利气候、地形、地บ质条件。据不完全统计，截至2009年底，我国坝高30m以上混凝土面板堆石坝已建成约170座，在建、拟建各约40座，总数约260座。高度100m以下的中坝最多，大中型水库为主，中小型电站居多。我国已建、在建及拟建的混凝土面板堆石坝分布在全国29个省。已建的混凝土面板堆石坝最高的是水布垭坝，坝高233m， ﭢ亦为目前世界最高的混凝土面板堆石坝。坝体填筑规模最大的是天生桥一级坝，坝高178m，坝顶长1104m，填筑量约1800万m3，水库总库容102.57亿m3。

云南省的混凝土面板堆石坝起步修建较其他省市稍晚，至2009年底，已建混凝土面板堆石坝超出10座。昭通地区的混凝土面板堆石坝修建始于1998年，分别开始修建巧家县的炉房水库，总库容1860万m3，坝高53.1m;镇雄县大水沟水库，总库容2270万m3，坝高75.6m。至今✘昭通地区已建有混凝土面板堆石坝5座，均属于中型水库。现在建的混凝土面板堆石坝有13座，其中8座属于中型水库，5座属于小型水库。昭通市黑石罗水库是目前昭通地区在建的中型水库中库容最大的一座混凝土面板堆石坝，总库容4992.1万m3。彝良县双河水库是目前昭通地区在建的中型水库中最大坝高的一座混凝土面板堆石坝，坝高82.5m。这种坝型在全市范围内水利工程建设中得到迅速广泛的推广及应用。

1工程概况

昭通市黑石罗水库位于冷水河中下游，行政区划属昭阳区苏甲乡水井村，距离昭阳城43km。坝址坐标东经1033342，北纬273131。水库总库容4992.1万m3;正常库容4575.2万m3;死库容980.9万m3;调洪库容1299万m3。灌溉渠道总长82.166km。黑石罗水库是一座以集镇和农村人畜饮水及农业灌溉为主，兼有下游村镇、农田防洪保护作用的综合性中型水利工程。设计集镇和农村供水人口15.1万人、牲畜18.1万头，灌溉面积5.5万亩，下游防洪保护人口1.6万人、农田1.75万亩。

2大坝设计

大坝主要由趾板、面板及其接缝止水系统、大坝填筑体、坝顶防浪墙及坝面护坡等组成。大坝上游设置铺盖，下游坝脚设置观测渗漏的量水堰。

2.1大坝形体结构

大坝坝顶长206.0m，坝顶高程2051.7m。趾板最低建基面高程1973m，最大坝高78.7m，最大坝底宽242.2m，坝顶宽8.0m。上游坝坡1:1.5;下游坝坡1:1.5。在下游坝坡中间位置设置净宽3.6m的上下梯步，采用混凝土阻滑梁和预制块护坡。在高程2026.7m、2006.7m及1988.0m处设三道2.0m宽马道。坝顶上游侧设置L型钢筋混凝土防浪墙，防浪墙高3Σ.7m，墙底高程2049.0m，墙顶高程2052.7m，底部伸入坝体2.7m，坝顶以上1m，与面板坚固、稳定的紧密结合。

∞ 2.2混凝土面板

面板采用垂直缝分块。混凝土强度等级为C25，抗渗等级为W8，抗冻等级为F100。面板顶部垂直坝面厚度为0.3m，底部最大厚度为0.55m。面板总面积1.75万m2。在面板中部配置单层双向钢筋，各向含筋率约为0.4%;在面板靠近垂直缝、周边缝的边缘配置面板边缘钢筋。

3大坝填筑施工

黑石罗水库大坝填筑施工分3期进行，填筑方量约106万m3。

Ⅰ期度汛坝体填筑43.8万m3，坝高42.5m，填筑至高程2015.5m。工程形象面貌：2014年1月7日至4月20日，共3.5个月，平均强度12.5万m3/月。

Ⅱ期坝体填筑计划于2014年11月底封顶。工程形象面貌：截止2014年9月30日，共5.5个月，填筑至高程2020m，填筑方量26.2万m3，平均强度4.8万m3/月。Ⅲ期为坝上游铺盖任意料填筑。

4工程建设进展情况

黑石罗水库工程于2012年10月26日开工建设，经过半年的前期准备，2014年4月1日泄洪冲砂隧洞开始施工，6月18日导流隧洞开挖全线贯通，全长440m;9月30日完成混凝土衬砌;10月20日完成隧洞回填、固结灌浆，11月15日通过云南省水利厅组织的截流阶段验收，11月25日正式截流。大坝基础于2013年7月15日开始开挖，12月23日通过昭通市水利局组织的大坝基础开挖阶段验收。2014年1月2日，河床位置趾板第一仓混凝土开始浇筑，同年5月10日趾板混凝土浇筑顺利完成，5月13日趾板边坡支护完成。坝体填筑于2014年1月7日开始进行，Ⅰ期度汛坝体于4月20日填筑完成，填筑高度42.5m，填筑方量43.8万m3;现在正进行Ⅱ期坝体填筑，截止今年9月底，填筑至高程2020m，填筑方量70.0万m3，计划于11月底实现大坝填筑封顶。

5工程项目管理

黑石罗水库工程是云南省2012年开工建设的三个一百重点建设项目之一，是昭通市十二五规划建设的骨干水源工程，也是昭通市首个以BT模式进行建设的水利工程。BT模式作为一种新的政府融资运作方式，该项目总投资6.59亿元，除国家、省级投资外，市级投入部分2亿元全部纳入BT模式融资建设范围。中标人负责项目所需市级投入部分的融资和本项目建安工程施工工作，由招标人负责费用支付，工程完工后，通过竣工验收，将合格的工程移交给回购人，即为BT模式的内涵。该工程采用BT模式建设，有助于缓解工程建设初期政府财政压力;有助于防范地方政府债务风险;有助于加快工程进度，缩短工程建设工期;有助于控制工程建设项目成本和保证工程建设质量。较好地体现了资本、技术、管理、市场以及政策等资源的有效整合。随着我国社会经济的快速发展，BT模式在基础设施建设中会被越来越多地使用。

6结束语

混凝土面板堆石坝技术从引进至今，在我国已经历了29年的发展历程，技术日益成熟，积累了许多经验，具有很多优点，适应性很强，是山区河流建坝的首选坝型，在我国各地得到广泛的推广应用，推进了水利工程建设的快速发展。但是，随着混凝土面板堆石坝坝高的增加，对于未来的超高混凝土面板堆石坝则仍难以把握其技术上的可行性和适应性，一些工程特性、关键技术和运行特点还面临重大挑战，有待于进一步进行深入、细致的研究。