比較混凝土面板堆石壩墊層區(qū)上游坡面碾壓與防護(hù)施工方法

衛(wèi)瑞崗

（山西省水利建筑工程局 太原 030006）

近年來(lái)山西省省內(nèi)新建水庫(kù)中靈丘縣唐河水電站大壩工程、柏葉口水庫(kù)大壩工程均采用混凝土面板堆石壩?；炷撩姘宥咽瘔螇|層區(qū)上游坡面碾壓與防護(hù)方法主要包括坡面整修、碾壓及防護(hù)。墊層坡面防護(hù)主要包括碾壓砂漿固坡、噴乳化瀝青固坡、噴射砂漿固坡以及擠壓式邊墻護(hù)坡。

1 工程情況概述

唐河水電站工程位于靈丘縣東河南鎮(zhèn)韓淤地村西。唐河屬海河流域大清河水系，壩址以上控制流域面積457 km2。大壩為混凝土面板堆石壩，壩頂長(zhǎng)395 m，寬6 m，最大壩高30.4 m。

柏葉口水庫(kù)位于山西省呂梁市交城縣會(huì)立鄉(xiāng)柏葉口村上游的文峪河干流上，控制流域面積875 km2，水庫(kù)總庫(kù)容9 712萬(wàn)m3，距下游已建的文峪河水庫(kù)約30.7 km。大壩采用混凝土面板堆石壩型式，最大壩高88.3 m，壩頂長(zhǎng)306 m。

2 施工方法選擇

唐河水電站工程大壩墊層區(qū)坡面采用碾壓水泥砂漿進(jìn)行防護(hù)，壩體每升高10 m左右進(jìn)行一次斜坡面修整、碾壓及防護(hù)。柏葉口水庫(kù)大壩上游坡面墊層區(qū)坡面防護(hù)采用混凝土擠壓邊墻。

3 具體施工方法

3.1 坡面碾壓水泥砂漿防護(hù)方法

3.1.1 墊層區(qū)坡面碾壓保護(hù)施工程序

墊層區(qū)坡面碾壓保護(hù)施工程序?yàn)椋簻y(cè)量放樣→坡面粗修→斜坡靜碾→測(cè)量放樣→坡面細(xì)修→灑水碾壓→測(cè)量放樣檢查→坡面局部修整→檢查驗(yàn)收→砂漿攤鋪→碾壓→養(yǎng)護(hù)

3.1.2 墊層坡面修整碾壓

（1）測(cè)量放樣：首先用竹片作控制樁，按6 m×6 m網(wǎng)格，打入墊層坡面。按測(cè)量結(jié)果拉吊線，預(yù)留5～10 cm沉降量。

（2）坡面粗修：由人工用鋤頭或斜坡激光導(dǎo)向反鏟自上而下逐層剝除吊線以上的墊層料，修整后超欠控制在5 cm以內(nèi)。

（3）坡面細(xì)修：對(duì)不合格部位由人工重新修整至合格。

（4）灑水碾壓：霧狀灑水后，由履帶吊機(jī)牽引斜平兩用振動(dòng)碾進(jìn)行斜坡碾壓，碾壓采用錯(cuò)距法，碾跡最小搭接寬度為20 cm，先靜碾兩遍，然后上振下不振碾四遍，最后靜壓一遍，消除振碾錯(cuò)跡，保證坡面平順。

（5）檢查修整：碾壓結(jié)束后再用方格網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量復(fù)查，根據(jù)復(fù)查結(jié)果，繼續(xù)削盈后重新碾壓。

3.1.3 墊層坡面防護(hù)

在墊層面進(jìn)行斜坡碾壓后，在壩體上游斜面上打6 m×6 m測(cè)量控制樁，掛基準(zhǔn)線。讓基準(zhǔn)線高出設(shè)計(jì)坡面2 cm，然后由汽車運(yùn)輸砂漿至壩面上并直接倒在坡面上，再靠人工用鐵鍬、木耙自上而下攤鋪至基線齊平。攤鋪寬度為2～3 m，砂漿厚度為5 cm。當(dāng)砂漿接近初凝時(shí)進(jìn)行碾壓。碾壓方法與墊層碾壓相同（用錯(cuò)距法靜碾兩遍、碾跡搭接10～20 cm）。砂漿碾壓施工結(jié)束后養(yǎng)護(hù)14天以上。

3.1.4 墊層坡面修復(fù)

墊層坡面在遭受自然因素（暴雨、滑坡）和人為因素（坡面保護(hù)措施不周全、邊坡爆破塊石飛落、壩頂和邊坡排水溝未形成，壩頂石塊、物體滾落等）破壞后，需進(jìn)行修復(fù)處理。根據(jù)破壞程度的不同分別采用不同的處理方法。通常采用表面處理和分層夯實(shí)（碾壓）處理。

1）表面處理

對(duì)于墊層表面破壞厚度小于30 cm部位，采用表面處理。先由人工將坡面松散碎（卵）石挖除，露出密實(shí)的墊層面，然后鋪填墊層料或小區(qū)料。對(duì)距壩頂較近的部位，可采用自卸汽車直接入倉(cāng)；對(duì)于壩頂較遠(yuǎn)的部位，采用小型機(jī)動(dòng)車運(yùn)輸墊層料至填筑部位附近，人工運(yùn)料至修復(fù)部位后人工進(jìn)行整坡，最后再進(jìn)行斜坡碾壓。

2）分層夯實(shí)（碾壓）處理

對(duì)于沖溝或表面破壞厚度大于30 cm部位，采用分層填筑、人工夯實(shí)或小型振動(dòng)碾（夯）壓實(shí)。先清除表面松散碎（卵）石層，然后分層填筑墊層料或小區(qū)料。人工夯實(shí)的分層厚度小于10 cm，小型振動(dòng)碾碾壓分層厚度小于20 cm。分層填筑水平夯（碾）實(shí)后，再進(jìn)行斜坡碾壓。

3.2 擠壓式邊墻施工方法

3.2.1 施工程序

擠壓式邊墻施工法是在填筑第一層墊層料之前，用擠壓式邊墻機(jī)制作出一個(gè)半透水混凝土邊墻，然后在其下游面按設(shè)計(jì)鋪填壩料，碾壓合格后重復(fù)以上工序。具體施工程序見(jiàn)圖1。

圖1 擠壓式邊墻施工程序圖

3.2.2 施工方法

1）人工修整施工作業(yè)面，其平整度控制在±2.0 cm以內(nèi)，以保證邊墻擠壓成型后平整、直順。

2）施工放樣采用全站儀，沿壩軸線方向每隔10 m設(shè)一個(gè)控制點(diǎn)（控制點(diǎn)與上游面的距離根據(jù)擠壓機(jī)的寬度確定），并用水泥釘或鋼筋樁固定掛線，標(biāo)識(shí)出擠壓機(jī)行走路線。

3）擠壓機(jī)就位：擠壓機(jī)采用現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械（汽吊或挖機(jī)）吊運(yùn)就位，利用水平尺或垂直刻度調(diào)整擠壓機(jī)垂直方向和平行機(jī)身方向，使其處于水平狀態(tài)，進(jìn)行起點(diǎn)就位和定向調(diào)整，安放、固定擠壓邊墻起頭的端頭擋板。

4）擠壓邊墻施工

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（1）擠壓邊墻混凝土在拌和站集中拌制，用自卸汽車或混凝土罐車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。

（2）在拌和站摻加減水劑，現(xiàn)場(chǎng)在擠壓邊墻機(jī)進(jìn)料口均勻噴灑液態(tài)速凝劑。

（3）根據(jù)測(cè)量邊線，專人控制擠壓機(jī)行走方向，以保證邊墻澆筑成型精度控制在規(guī)定偏差范圍內(nèi)，自卸汽車或混凝土罐車卸料后，人工進(jìn)料。邊墻擠壓機(jī)施工速度宜控制在30～50 m/h。施工中應(yīng)派專職人員對(duì)出現(xiàn)的位置及外形尺寸誤差、邊墻垮塌等質(zhì)量缺陷進(jìn)行人工修補(bǔ)處理。自卸汽車或混凝土罐車卸料始末產(chǎn)生分離的粗骨料應(yīng)作廢料處理。

5）表面及層間缺陷修補(bǔ)

對(duì)出機(jī)后邊墻表面缺陷和層間臺(tái)口，采用與混凝土邊墻同種材料的細(xì)料補(bǔ)填，輔以人工用30～50 cm長(zhǎng)的木抹子及時(shí)進(jìn)行修整、補(bǔ)平、拍實(shí)。

4 對(duì)碾壓砂漿固坡和擠壓式邊墻施工比較分析

擠壓式邊墻施工具有以下特點(diǎn)：

1）在坡面形成一規(guī)則、豎實(shí)的支撐體。墊層區(qū)用小平面碾壓取代傳統(tǒng)工藝中的斜坡面碾壓，此法可以提高壓實(shí)質(zhì)量，保證密實(shí)度。

2）邊墻在坡緣的限制作用，使得墊層不需超填，施工安全性提高。

3）邊墻坡面整潔美觀。

4）施工設(shè)備簡(jiǎn)化，替代了傳統(tǒng)工藝需要的坡面平整、碾壓設(shè)備和水泥砂漿施工模具等。

5）施工進(jìn)度加快。

6）對(duì)壩體提供了一定的有利條件。