擠壓邊墻在柏葉口混凝土面板堆石壩中的應(yīng)用

郝轉(zhuǎn)劉偉明

（1.山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西 太原030027 2.柏葉口水庫(kù)管理局 山西 交城 030501）

1 擠壓邊墻技術(shù)現(xiàn)狀

混凝土面板堆石壩是目前我國(guó)水利水電工程中的主要壩型之一，壩體斷面主要由混凝土面板、墊層區(qū)、過(guò)渡區(qū)、主次堆石區(qū)組成［1］。擠壓邊墻技術(shù)是混凝土面板堆石壩上游坡面填筑碾壓施工的新方法，邊墻位于墊層區(qū)和面板之間。1999年巴西埃塔面板堆石壩建設(shè)中首先使用該技術(shù)，在國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的工程采用了這項(xiàng)技術(shù)［2，3］，據(jù)悉，鯉魚塘水庫(kù)、芭蕉河水電站、公伯峽水電站等都采用了此技術(shù)。2010年7月山西省柏葉口水庫(kù)混凝土面板堆石壩施工中采用該技術(shù)進(jìn)行壩體填筑，該工程是山西省第一座混凝土面板堆石壩，因此擠壓邊墻技術(shù)在山西省水利工程中的應(yīng)用也是首次。

2 擠壓邊墻的優(yōu)勢(shì)

擠壓式邊墻施工技術(shù)是在墊層料的上游側(cè)采用機(jī)械設(shè)備擠壓而形成一道混凝土邊墻，避免了傳統(tǒng)工藝墊層料超填、斜坡碾壓、削坡等繁瑣工序，簡(jiǎn)化了墊層料的施工工藝，加快了施工進(jìn)度，將斜坡碾壓改為垂直碾壓，保證了墊層料填筑質(zhì)量，且整個(gè)上游壩面平整美觀［2］。邊墻擠壓機(jī)是為面板壩邊墻施工新工藝專門研制的一種新型混凝土施工機(jī)械，也用于需要修建混凝土邊墻的各種場(chǎng)合，如江河、湖泊防洪堤壩的混凝土護(hù)面，公路、鐵路填方工程的混凝土的護(hù)坡，建筑物周圍及山體防滑混凝土護(hù)墻等。

柏葉口水庫(kù)位于呂梁市交城縣會(huì)立鄉(xiāng)柏葉口村上游約500 m的文峪河干流上，水庫(kù)大壩為面板混凝土堆石壩。在柏葉口水庫(kù)施工中，擠壓邊墻位于大壩上游過(guò)渡層與混凝土面板之間的墊層區(qū)。單層擠壓墻外側(cè)（上游）坡比1:1.4，內(nèi)側(cè)（下游）坡比8:1，頂寬0.1 m，底寬0.71 m，高0.4 m，斷面呈梯形。施工中先做邊墻，然后進(jìn)行墊層料的鋪填、碾壓，直到和邊墻頂部高程齊平，再做上一層的邊墻，再進(jìn)行墊層鋪填、碾壓，依次向上進(jìn)行?；炷撩姘逍璧鹊綁误w竣工、沉降穩(wěn)定后進(jìn)行。柏葉口水庫(kù)擠壓邊墻施工情況及擠壓邊墻局部放大情況見圖1和圖2。

圖1 柏葉口水庫(kù)擠壓邊墻施工圖片

圖2 擠壓邊墻局部放大圖

擠壓邊墻在混凝土面板堆石壩施工中有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）傳統(tǒng)工藝中的坡面斜坡碾壓被垂直碾壓取代，壩身的密實(shí)度得到良好的保證，蓄水后這一區(qū)域的變形大大減少，提高了抗?jié)B能力和大壩的整體性。梯形的邊墻可適應(yīng)墊層區(qū)的變形，其底部不會(huì)形成空腔，有效避免空腔對(duì)面板的不利影響。

（2）由于邊墻對(duì)坡緣的限制，因此墊層不超寬填筑，節(jié)省材料和垂直碾壓的工作量；而且不用削坡、修正坡面，簡(jiǎn)化了施工程序，節(jié)省了坡面平整設(shè)備、斜坡壓路機(jī)等。

（3）先固坡后填筑，邊墻擠壓機(jī)的成型速度快，短時(shí)間即可進(jìn)行墊層料的鋪填、碾壓，兩者銜接緊密、順暢，可與墊層料的填筑同步上升，加快了壩體的施工進(jìn)度。

（4）邊墻能抵御水流沖刷，無(wú)沖刷拉槽，減少施工費(fèi)用，縮短工期，降低不可預(yù)計(jì)開支，降低導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)省工程投資。

（5）有了邊墻的防護(hù)作用，降低了度汛的難度，提高了度汛安全性。另外，混凝土面板的施工可安排在合理時(shí)段（一般在堆石體沉降穩(wěn)定后）進(jìn)行，可以避免開裂，保證了混凝土面板的質(zhì)量。

（6）擠壓式邊墻在上游壩面形成了一個(gè)規(guī)則、平整、堅(jiān)實(shí)的坡面，坡面整潔美觀。

3 擠壓邊墻的施工質(zhì)量控制

最早使用該方法的巴西依塔壩在蓄水后還發(fā)生了最大滲流量為1 300 L/s的滲漏[4],因此，混凝土邊墻的施工質(zhì)量控制顯得非常重要。施工過(guò)程中，首先將下層（已填筑）墊層料碾壓整平，定位畫線后用擠壓機(jī)制作出一個(gè)高40 cm的低強(qiáng)度、低彈性模量、半透水的混凝土小墻，待其達(dá)到一定的齡期（一般2 h左右），并具有一定強(qiáng)度后，在其下游側(cè)按設(shè)計(jì)要求鋪填墊層料，推土機(jī)攤鋪平整后用振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓，重復(fù)上述工序逐次填高即完成上游壩面的施工。

（1）平整作業(yè)面。為了使邊墻擠壓機(jī)正常行走作業(yè)，必須提供一個(gè)平整的施工作業(yè)面。因此，在每次的邊墻混凝土擠壓前和墊層料填筑后，都要對(duì)墊層的平整度進(jìn)行檢查，不平整度應(yīng)控制在±2 cm，否則，需進(jìn)行修補(bǔ)和人工平整。

（2）測(cè)量放線標(biāo)出路線。對(duì)墊層料的高程進(jìn)行復(fù)核后，測(cè)量放線，標(biāo)示出邊墻的下邊線和邊墻擠壓機(jī)的行走路線。

（3）擠壓機(jī)調(diào)整就位。將擠壓機(jī)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行調(diào)整，使擠壓機(jī)在同一水平面上，并保證其出料口的高度為40 cm。

（4）邊墻施工?；炷凉捃嚥捎们斑M(jìn)法卸料，速凝劑由擠壓機(jī)設(shè)置的外加劑罐邊行走邊向進(jìn)料口添加，擠壓機(jī)行走速度控制在40～60 m/h。邊墻混凝土施工后2～3 h，具有一定強(qiáng)度后即可進(jìn)行墊層料的攤鋪和碾壓。

（5）細(xì)節(jié)處理。因機(jī)械原因，邊墻與兩岸岸坡趾板不能直接接口，可以使用與邊墻同斷面的模板定位，人工將邊墻混凝土夯實(shí)后進(jìn)行連接；對(duì)各層混凝土擠壓墻之間的錯(cuò)臺(tái)，如上圖所示層與層接縫處的不平整，進(jìn)行測(cè)量放線，人工掛線、找平或鏟除整平；對(duì)于邊墻坍塌、成型混凝土缺陷，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行人工修補(bǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）單層邊墻的高度一般與墊層料的鋪填厚度相同，邊墻的上游側(cè)坡度與混凝土面板壩的上游壩坡相同，頂寬太大會(huì)降低邊墻適應(yīng)變形的能力，頂寬太小會(huì)導(dǎo)致成型困難，容易坍塌，因此一般取10 cm左右，下游側(cè)通常較陡，接近豎直。

（2）擠壓機(jī)對(duì)混凝土配合比較敏感，相對(duì)干的混凝土擠壓行進(jìn)速度慢，相對(duì)濕的混凝土擠壓行進(jìn)速度快，多大的流動(dòng)性較為合適還需進(jìn)一步研究。另外，我國(guó)水利工程使用邊墻擠壓技術(shù)時(shí)間短，經(jīng)驗(yàn)還不成熟，目前對(duì)擠壓邊墻混凝土還沒有明確的規(guī)范，對(duì)材料配合比、施工工藝以及對(duì)面板受力、變形的影響評(píng)價(jià)還有待完善，特別是還沒有制定相關(guān)的質(zhì)量檢驗(yàn)方法，因此，該技術(shù)的運(yùn)用還需進(jìn)一步研究探討。

［1］任德林，張志軍.水工建筑物［M］.南京：河海大學(xué)出版社，2001.8：167-170.

［2］張丕華,楊天秀.擠壓式邊墻護(hù)坡技術(shù)在芭蕉河面板壩工程中的應(yīng)用［J］.中國(guó)水利，2004（14）：39-40

［3］張海燕，高恩占.擠壓式混凝土邊墻技術(shù)在美岱水庫(kù)工程中的應(yīng)用［J］.中國(guó)農(nóng)村水利水電,2008,（10）：111-112

［4］徐中秋.面板堆石壩墊層區(qū)施工新技術(shù)的研究［D］.西安理工大學(xué),2006