混凝土面板堆石壩擠壓邊墻的施工技術(shù)

宋思諭　侯譚松　張力川

摘要：混凝土面板堆石壩指的是利用不同粒徑堆石料進(jìn)行分層碾壓施工后形成的壩體。在施工的過(guò)程中，使用擠壓邊墻的施工方法對(duì)上游坡面進(jìn)行臨時(shí)保護(hù)，具有施工便利、橫斷面積小、安全性高、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)應(yīng)用極為廣泛。基于此，文章對(duì)混凝土面板堆石壩擠壓邊墻的施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：混凝土面板；堆石壩；擠壓邊墻；施工技術(shù)；壩體施工；水利工程 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TV544 文章編號(hào)：1009-2374（2015）25-0098-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.25.048

在混凝土面板堆石壩施工中，混凝土面板堆石壩坡面碾壓保護(hù)施工工序繁瑣，并且對(duì)影響壩體的填筑施工，坡緣的密度和平整度控制難度大，施工效率低。而使用擠壓邊墻的施工技術(shù)來(lái)保護(hù)坡面，可以使整個(gè)施工流程簡(jiǎn)化，提高施工進(jìn)度以保證工程的碾壓質(zhì)量，有效提高了施工的安全性。

1 案例介紹

某水庫(kù)大壩為混凝土面板堆石壩，主要由溢洪道、提水泵站、供水管道及下游灌區(qū)管線組成，最大壩高為37.0m，工程等別為Ⅲ等，工程規(guī)模為中型。大壩總庫(kù)容為1264.0萬(wàn)m3。壩體主要由擠壓邊墻混凝土、混凝土面板、墊層區(qū)、過(guò)渡區(qū)、堆石區(qū)、下游護(hù)坡等。大壩上游墊層保護(hù)使用擠壓邊墻施工技術(shù)來(lái)進(jìn)行施工。

2 擠壓邊墻施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

混凝土面板堆石壩擠壓邊墻主要是使用機(jī)械擠壓的方式來(lái)形成墻體，然后利用擠壓過(guò)程中產(chǎn)生的反向作用力向前移動(dòng)。在填筑上游壩面的各個(gè)墊層之前，要先使用擠壓邊墻設(shè)備順著上游墊層料區(qū)的坡面提前制出一個(gè)低彈性模量、低強(qiáng)度、半透水的干性墻體，墻體厚度和墊層壓實(shí)厚度一致?；炷潦┕?～5h后，使用墊層料后方進(jìn)行回填，然后進(jìn)行碾壓。達(dá)到規(guī)定要求后，再按照上述工序繼續(xù)向上填筑，直到形成一個(gè)強(qiáng)度和完整性均良好的混凝土壩面。

使用這種方法進(jìn)行施工，施工速度快，可以同時(shí)進(jìn)行墊層料、過(guò)渡料和壩體堆石料的生產(chǎn)，相較于常規(guī)作業(yè)方法，有下述五個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：（1）可以一次性完成上游坡面和同層墊層料的填筑施工。在進(jìn)行上游坡面墊層施工時(shí)，不需要碾壓斜坡、整修坡面、超填削坡等施工，可以提高碾壓和填筑的施工速度，使壩體的施工效率增加；（2）使用垂直碾壓的方式代替了無(wú)側(cè)向約束的坡面斜坡碾壓，提高了墊料層的密實(shí)度，面板的抗水壓能力和支撐能力提升；（3）可以一次實(shí)現(xiàn)上游坡面的成型。施工過(guò)程中堆石體填筑、過(guò)渡層施工、墊層施工可以同時(shí)提升，便于施工管理；（4）在施工的同時(shí)，可以有效保護(hù)坡面，使坡面的抗雨水沖刷和汛期抗洪水沖刷能力提升；（5）整個(gè)施工過(guò)程中，不需要投入過(guò)多的碾壓設(shè)備、整平坡面設(shè)備以及坡面防護(hù)設(shè)備，施工參與人員少，經(jīng)濟(jì)

性佳。

3 擠壓邊墻的施工

3.1 布置邊墻

通常情況下，在趾板和墊料層連接的小區(qū)料上布置擠壓邊墻。擠壓邊墻主要是使用擠壓機(jī)進(jìn)行連續(xù)擠壓后形成的一個(gè)混凝土小墻。本工程中，上游坡面設(shè)計(jì)比例為1∶1.4，墊層填筑壓實(shí)層設(shè)計(jì)厚度為40cm，因此，設(shè)計(jì)擠壓邊墻的頂部寬度為10cm，高度為40cm，底部寬度為71cm的梯形結(jié)構(gòu)，下游坡比為8∶1，上游坡比為1∶1.4。

3.2 擠壓邊墻配混凝土施工配合比的試驗(yàn)

為保證施工質(zhì)量，首先要確保施工混凝土的配合比達(dá)到要求，混凝土濕度過(guò)高或者過(guò)低均會(huì)影響擠壓機(jī)的正常行走。為了便于施工，要求混凝土具有良好的和易性。本工程設(shè)計(jì)C5級(jí)標(biāo)號(hào)的混凝土來(lái)進(jìn)行施工。以干硬性混凝土配合比來(lái)設(shè)計(jì)墻體混凝土，設(shè)計(jì)水的使用量為95～120kg/m3，水泥的使用量為85～100kg/m3，設(shè)計(jì)水灰比為1.1～1.3，要求混凝土的滲透系數(shù)控制在

10-2～10-3cm/s，混凝土抗壓強(qiáng)度為1～3MPa，參考推薦配合比，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行復(fù)核以后，將擠壓邊墻的最佳施工配合比確定出來(lái)。如表1所示：

3.3 平整施工場(chǎng)地

在邊墻擠壓施工時(shí)，為了方便設(shè)備施工，要先對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行整平，使用墊層料填平趾板頭部下游三角槽，然后從趾板頂部高層開(kāi)始向上提升擠壓邊墻。每完成一層施工，都需要查看墊層料平臺(tái)的完好度，并對(duì)其進(jìn)行整理和修補(bǔ)。為了保證邊墻擠壓機(jī)直線行走過(guò)程中可以達(dá)到規(guī)定要求，要保證墊層料平臺(tái)3m范圍中的平整度。為更好地對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的平整度進(jìn)行控制，使用一個(gè)鋼模板放置在擠壓邊墻的頂部，鋼模板的寬度為10cm、長(zhǎng)度為150cm、高度為4.9cm。使用墊層料鋪在鋼模板的內(nèi)側(cè)，要求模板頂部和松鋪?lái)敳勘３铸R平。再使用碾壓振動(dòng)設(shè)備壓實(shí)，確保平整度達(dá)到規(guī)定要求。

3.4 進(jìn)行測(cè)量放線

在擠壓各層邊墻之前，要保證放線的準(zhǔn)確性，將擠壓機(jī)和邊墻下邊線的軌跡線標(biāo)出，然后使用平頭鐵將墊層料中標(biāo)識(shí)打入。各個(gè)標(biāo)識(shí)之間的間隔距離為10cm，露在外部的長(zhǎng)度為1cm。使用塑料線或細(xì)鋼絲將沿鐵釘拉緊，保證擠壓設(shè)備作業(yè)過(guò)程中，標(biāo)示線不產(chǎn)生位移，達(dá)到邊墻精度控制的基本要求。

3.5 安排擠壓機(jī)就位

擠壓機(jī)一般使用吊運(yùn)或者人工推移的方式運(yùn)輸?shù)绞┕?chǎng)地，擠壓機(jī)就位后機(jī)身要保持水平，并通過(guò)水準(zhǔn)尺調(diào)節(jié)擠壓機(jī)。控制好擠壓機(jī)的高度，由于擠壓機(jī)后輪的高度對(duì)混凝土邊墻的高度有一定的影響。因此，在施工前要調(diào)整好擠壓機(jī)的高度。此外，要使擠壓機(jī)外坡刀片和前一層邊墻的坡頂緊貼，以免在擠壓好混凝土邊墻后坡角有松動(dòng)的情況出現(xiàn)。邊墻擠壓機(jī)施工時(shí)，行走的平直行對(duì)擠壓邊墻的平整度有比較大的影響，所以要使用定位線或定位針布置在擠壓機(jī)靠近扶手的側(cè)板上，在擠壓機(jī)行走的過(guò)程中，定位線和標(biāo)識(shí)保持一致，從而保證擠壓機(jī)行走的平直性。

3.6 邊墻擠壓施工

在進(jìn)行邊墻的擠壓施工時(shí)，擠壓機(jī)的行走方向要安排專人來(lái)進(jìn)行控制。擠壓機(jī)的行走速度和攪拌車的速度保持在45～60m/h。本工程中設(shè)計(jì)混凝土坍落度為0，為了避免骨料出現(xiàn)分離，在進(jìn)行卸料時(shí)，將骨料中的一部分粗骨料剔除。保證卸料均勻以后，在將骨料倒入到擠壓機(jī)的料斗中。作業(yè)人員要將擠壓機(jī)的前進(jìn)方向控制好，并使用長(zhǎng)度為50cm的抹子對(duì)成型后的邊墻進(jìn)行收光，確保邊墻的美觀性和平整性。

3.7 處理邊墻的端頭

使用人工立模的方式在邊墻和兩岸岸坡趾板連接處的終止端和起始端進(jìn)行邊墻的澆筑。澆筑混凝土和邊墻混凝土材料一致，并人工搗實(shí)混凝土。

3.8 處理擠壓邊墻的對(duì)接坡間

完成邊墻的擠壓作業(yè)后，人工修補(bǔ)對(duì)接坡間出現(xiàn)的一系列混凝土缺陷問(wèn)題進(jìn)行處理。并使用木抹進(jìn)行平整，確保對(duì)接坡間的美觀性。

3.9 填筑碾壓墊層料

在完成邊墻混凝土施工3個(gè)小時(shí)以后，即可進(jìn)行墊層的施工。設(shè)計(jì)墊層施工厚度為45cm，并使用振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)。對(duì)于接近邊墻20～30cm區(qū)域使用BW-75S小型振動(dòng)設(shè)備進(jìn)行振搗。填筑施工流程如圖1所示：

4 施工質(zhì)量的控制和檢測(cè)

4.1 質(zhì)量控制

（1）要做好混凝土配合比的設(shè)計(jì)工作，要求混凝土的滲透系數(shù)、彈性模量等指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求；（2）為避免出現(xiàn)混凝土出現(xiàn)離析、顆粒直徑過(guò)大等情況，要注意保持卸料速度的均勻性；（3）為達(dá)到擠壓邊墻的直線要求，要求擠壓機(jī)行走過(guò)程中的誤差在22～30mm以內(nèi)；（4）為保證邊墻表面的平整度和混凝土的密實(shí)度，要將擠壓機(jī)的行走速度保持在42～50m/h；（5）摻入速凝劑時(shí)要控制好摻入量，并攪拌均勻。

4.2 質(zhì)量檢測(cè)

為保證邊墻性能的各項(xiàng)指標(biāo)都能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，每完成10層邊墻施工，都需要檢測(cè)一次邊墻的強(qiáng)度和干密度，每20層檢測(cè)一次邊墻的滲透性和彈性模量。為更好地了解大壩成型以后上升過(guò)程中變形情況以及邊墻施工過(guò)程中的變形情況，每20m設(shè)置一個(gè)擠壓邊墻變形觀測(cè)點(diǎn)，每7d檢測(cè)一次。

5 結(jié)語(yǔ)

在使用擠壓邊墻施工技術(shù)后，提高了施工效率，避免了一些比較危險(xiǎn)的施工作業(yè)，墊層料的碾壓質(zhì)量得到了保障。施工完成后，擠壓邊墻施工質(zhì)量良好，改善了安全環(huán)境，為類似工程施工提供了參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬如騏.混凝土面板堆石壩施工特點(diǎn)和有關(guān)技術(shù)[J].水利水電施工，2002，（4）.

[2] 苗樹(shù)英，白昭鵬.擠壓式邊強(qiáng)施工法在混凝土面板壩工程中的應(yīng)用[J].陜西水力發(fā)電，2001，（12）.

[3] 孫玉軍，洪鏑，武選正.公伯峽面板堆石壩混凝土擠壓式邊墻技術(shù)的應(yīng)用[J].水利發(fā)電，2002，（8）.

作者簡(jiǎn)介：宋思諭（1989-），女，河南許昌人，中國(guó)電建集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司助理工程師，研究方向：水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）