大壩在水利工程中是十分常見的一種構(gòu)造物，主要用于蓄水灌溉。加強(qiáng)其施工過程中的質(zhì)量控制，有利于其正常的運(yùn)行。本文結(jié)合多年的施工經(jīng)驗(yàn)就大壩施工及質(zhì)量控制進(jìn)行敘述。
1 地質(zhì)條件
庫區(qū)為一斜向盤地，地層有中泥盤紀(jì)郁江層砂巖，東崗嶺灰?guī)r，上泥盤紀(jì)榴江組灰?guī)r、頁巖等，地質(zhì)構(gòu)造上處在斜向中南部，褶皺與斷裂大部分為南北，與河流平行。因此庫區(qū)內(nèi)大部分雖處在可溶性碳酸鹽巖石中，水庫畜水后，四周沒有經(jīng)常滲漏地段，加以庫內(nèi)地下水埋藏不深，地面水流豐富，為一良好水庫。
2 設(shè)計(jì)說明
2.1 孔口設(shè)計(jì)
1）泄水方式的選擇
重力壩的泄水主要方式有開敞式溢流和孔口式溢流，前者除泄洪外還可以排除冰凌或其他漂浮物。設(shè)置閘門時(shí)，閘門頂高程大致與正常高水位齊平，堰頂高程較低，可利用閘門的開啟高度調(diào)節(jié)水位和下泄流量，適用于大中型工程，、所以為使水庫有較大的泄洪能力，本設(shè)計(jì)采用開敞式溢流。
2）溢流壩段總長度的確定
初步擬定閘墩厚度，中墩厚d=7m，邊墩厚t=5.5m，則溢流壩段的總長度b0為：b0=nb+（n-1）d+2t=5×12+（5-1）×7+2×5.5=99m。
3）閘門高度的確定
門高=正常高水位-堰頂高程+（0.1～0.2）=182-176+（0.1～0.2）=6+（0.1～0.2）取6.5m。
4）定型設(shè)計(jì)水頭的確定
堰上最大水頭hmax=校核洪水位-堰頂高程，即hmax=184.73-176=8.73m。定型設(shè)計(jì)水頭hs=（75%～95%）hmax=6.5475～8.2935m，取7.5m。
5）泄流能力校核
運(yùn)用堰流公式q=σmmξb（2g）0.5h01.5分情況校核溢流堰的泄流能力，計(jì)算成果知|（q，-q）/q|<5%，說明孔口設(shè)計(jì)符合要求。
2.2 泄水孔設(shè)計(jì)
本次設(shè)計(jì)中發(fā)電孔設(shè)計(jì)成有壓孔，灌溉孔設(shè)計(jì)成無壓孔，利用發(fā)電尾水供水。有壓泄水孔的設(shè)計(jì)發(fā)電孔的進(jìn)口處設(shè)置攔污柵和事故閘門（兼做檢修閘門用），工作閘門布置在出口，孔的斷面為圓形，孔內(nèi)用鋼板襯砌。發(fā)電孔共設(shè)四條，為單元供水方式。
1）孔徑d的擬定
最大發(fā)電流量87.687m3/s，共有4臺機(jī)組，由公式d=（4q/πvp）0.5來計(jì)算。
其中：q為多個發(fā)電孔引取的流量，m/s；vp為孔內(nèi)允許流速，m/s，對于發(fā)電孔vp=3m/s～3.6m/s；則d=〔87.687/3.14×3〕～〔87.687/3.14×3.6〕=3.05m～2.785m，取d=3m。
2）進(jìn)水口體形設(shè)計(jì)
進(jìn)水口頂部采用橢圓曲線，方程為x2/a2+y2/b2=1，其中：
a為橢圓長半軸，圓形進(jìn)口時(shí)，a為圓孔直徑；矩形進(jìn)口時(shí)，頂面曲線a為孔高h(yuǎn)，側(cè)面曲線a為孔寬b；
b為橢圓短半軸，圓形進(jìn)口時(shí)，b=0.3a；矩形進(jìn)口時(shí)，頂面曲線b=（1/3～1/4）a，側(cè)面曲線b=a/5。
此處a=3，b=0.3a=1，則有x/9+y=1。
3）閘門與門槽
進(jìn)水口設(shè)置攔污柵和平面事故閘門，平面工作閘門。事故閘門緊貼上游壩面布置，門槽尺寸為0.8m×0.5m的矩形閘門槽。
4）漸變段
在進(jìn)水口閘門后設(shè)置漸變段，漸變段采用圓角過渡，其長度為（1.5～2.0）d，此處取5m。
5）出水口
出水口前采用1：10壓坡段，出口斷面，面積為孔身斷面的85%～95%，由于孔身斷面面積為a=π（d/2）2=7.065m2，故出口斷面面積為6.005m2～6.711m2。出口斷面為方形，其尺寸為2.5m×2.5m，面積為ac=6.25m。
6）泄流能力驗(yàn)算
泄水能力按管流公式q=μac（2gh）計(jì)算。式中
μ為流量系數(shù)；
ac為泄水孔出口斷面面積，m2；
h為庫水位與出口水面之間的高差。取流量系數(shù)μ=0.85，則q=0.85×6.25×（2×9.8×39）0.5=146.878m3/s。
7）無壓泄水孔設(shè)計(jì)灌溉孔的工作閘門布置在進(jìn)水口，工作閘門后的孔口頂部升高形成無壓流。進(jìn)水口體形設(shè)計(jì)進(jìn)水口由進(jìn)口曲線段、檢修閘門槽和壓坡段組成，進(jìn)口曲線也用1/4橢圓曲線，其后接一段直線壓坡段，坡度為1：5，長度為6m。
3 施工工藝
3.1 壩頂構(gòu)造
1）閘門的布置
工作閘門布置在溢流壩段處稍微偏向下游一些，以防閘門部分開啟時(shí)水舌脫離壩面而形成負(fù)壓。采用平面鋼閘門，門的尺寸為5m×12m，工作閘門的上游設(shè)有檢修閘門，二門之間的凈距為2m。
2）閘墩
閘墩的墩頭形狀為上游采用半圓形，下游采用流線型。其上游布置工作橋，頂部高程取非溢流壩壩頂高程即176m。中墩厚度為7m，邊墩厚度為5.5m，溢流壩的分縫設(shè)在閘孔中間，故沒有縫墩。工作閘門0.532槽深1m，寬1m，檢修閘門槽深0.5m，寬0.8m。
3）導(dǎo)水墻
邊墩向下游延伸成導(dǎo)水墻，其長度延伸到挑流鼻坎的末端。邊墩的高度應(yīng)高出摻氣后水深0.5m～1.5m，平直段摻氣后水深估算公式為：hb=h（1+ξv/100）。式中：
h、hb為摻氣前、后的水深，m；
v為摻氣前計(jì)算斷面的平均流速，m/s；
ξ為修正系數(shù)，一般為1.0～1.4m/s，v>20m/s時(shí)，取較大值。
則導(dǎo)水墻高度為代入數(shù)據(jù)得hb=1.8×（1+1.4×22.887/100）=2.377m，2.377+0.6=2.977m，導(dǎo)水墻需分縫，間距為17m，其橫斷面為梯形，頂寬取0.7m。
3.2 壩體分縫與止水
1）橫縫垂直于壩軸線布置，縫距為19m，縫寬2cm，內(nèi)有止水。
2）止水
壩體設(shè)有兩道止水片和一道防滲瀝青井。止水片采用1.0mm厚的紫銅片，第一道止水片距上游壩面1.0m。兩道止水片間距為1m，中間設(shè)有直徑為20cm的瀝青井，止水片的下部深入基巖30cm，并與混凝土緊密嵌固，上部伸到壩頂。
3）縱縫
縱縫為臨時(shí)性縫，縫內(nèi)設(shè)有鍵槽，待混凝土充分冷卻后，水庫蓄水前進(jìn)行灌漿?？v縫與壩面正交，縫距為20cm。
4）水平施工縫混凝土澆筑塊厚度為4m，縱縫兩側(cè)相鄰壩塊的水平縫錯開布置，上下層混凝土澆筑間歇為5d，上層混凝土澆筑前對下層混凝土鑿毛，并沖洗干凈，鋪2cm厚的水泥砂漿。
3.3 廊道系統(tǒng)
1）基礎(chǔ)廊道
廊道底部距壩基面4m，廊道底部高程為147m，上游側(cè)（中心點(diǎn)）距上游壩面4m；形狀為城門洞形，底寬2m，高3.5m，內(nèi)部上游側(cè)設(shè)排水溝，并在最低處設(shè)集水井。平行于壩軸線方向廊道向兩岸沿地形逐漸升高，坡度不大于40。
2）壩體廊道
自基礎(chǔ)廊道沿壩高每隔18m設(shè)置一層廊道，共設(shè)兩層。底部高程分別為161m，179m，形狀為城門洞形，其上游側(cè)（中心點(diǎn)）距上游壩面4m，底寬2m，高3m，左右岸各有一個出口。
3.4 壩體防滲與排水
1）壩體防滲
在壩的上游面、溢流面及下游面的最高水位以下部分，采用一層厚2m且具有防滲性能的混凝土作為壩體的防滲設(shè)施。
2）壩體排水
距離壩的上游面5m沿壩軸線方向設(shè)一排豎向排水管幕。管內(nèi)徑為20cm，間距為2.5m，上端通至壩頂，下端通至廊道，垂直布置。排水管采用無砂混凝土管。
3.5 壩體混凝土的強(qiáng)度等級
壩體混凝土應(yīng)滿足強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕、抗沖刷、低熱、抗裂、硬化時(shí)體積變小等性能的要求。為了合理使用材料，壩體混凝土可按不同部位、不同工作條件采用不同的強(qiáng)度等級，上游面的厚度比下游面大，基礎(chǔ)混凝土（ⅳ區(qū)）厚度為0.1b（b為壩體底寬），并不小于3.9m，不同強(qiáng)度等級混凝土之間要有良好的接觸帶。
3.6 地基處理
1）壩基的防滲處理
在基礎(chǔ)灌漿廊道內(nèi)鉆設(shè)防滲帷幕和排水孔幕，其中心線距上游壩踵處分別為3m和5m。防滲帷幕采用膨脹水泥漿做灌漿材料，其位置布置在靠近上游壩面的壩基及兩岸。帷幕的深度取10m～30m，河床部位深，兩岸逐漸變淺，灌漿孔直徑取80mm，方向豎直，孔距取2m，設(shè)置一排。
2）壩基排水壩基的排水孔幕在防滲帷幕的下游，向下游傾斜，與灌漿帷幕的夾角為10°，孔距取3m，孔徑為130mm，孔深為10m～15m，沿壩軸線方向設(shè)置一排。
在施工前，一定要對工程進(jìn)行認(rèn)真的分析，根據(jù)工程的實(shí)際情況綜合考慮選擇最佳的施工方法。同時(shí)在施工時(shí)，施工的管理人員一定要做好協(xié)調(diào)與安排，對施工工藝進(jìn)行嚴(yán)格的把控，施工人員做好質(zhì)量控制及關(guān)鍵工序的驗(yàn)收工作，確保工程的質(zhì)量。