某水利樞紐混凝土面板表層止水機(jī)械化施工

肖 飛

（中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)第十五工程局有限公司 陜西 西安 710016）

1 工程概況

貴州某水利樞紐工程大壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，其最大壩高157 m，壩頂高程1335.0 m，壩頂長(zhǎng)355.5 m，壩頂寬度10.3 m。面板為不等厚結(jié)構(gòu)，高程1302.970 m以上為0.40 m等厚，1302.970m高程以下厚度以T=0.3+0.0035 H（m）控制，則面板厚度T=0.4 m～0.832 m。面板接縫表層止水垂直張性縫長(zhǎng)度3883 m、垂直壓性縫長(zhǎng)度1826 m、周邊縫長(zhǎng)670 m、防浪墻底縫長(zhǎng)355.5 m。根據(jù)壩體填筑及面板混凝土澆筑工期布置安排，面板接縫表層止水施工分三期進(jìn)行施工，即:一期為1178 m～1243 m；二期為1243 m～1301.97 m；三期為1301.97 m～1331.991 m。

2 混凝土面板接縫表層止水快速一體化機(jī)械施工設(shè)備簡(jiǎn)介

2.1 一體化機(jī)械施工設(shè)備介紹

混凝土面板接縫表層止水快速一體化機(jī)械施工設(shè)備主要由擠出施工臺(tái)車、柔性填料擠出機(jī)、送料設(shè)備、有自身動(dòng)力的牽引臺(tái)車組成。

2.2 設(shè)備主要功能簡(jiǎn)介

擠出施工臺(tái)車：功能一，現(xiàn)場(chǎng)攪拌柔性填料并擠入擠出成型，同時(shí)利用擠出壓力形成的反向推動(dòng)力作為擠出機(jī)的驅(qū)動(dòng)力。功能二，填料擠出成型，立即完成填料包蓋板覆蓋及夯實(shí)，即把蓋板與填料包、填料包與混凝土面夯壓緊密。

3 面板接縫表層止水施工工藝流程

混凝土面板接縫“V”型槽消缺和清理→涂刷SK底膠→安放PVC棒→安裝復(fù)合波浪形橡膠止水→擠出機(jī)擠出成型柔性填料并壓實(shí)→增強(qiáng)型三元乙丙橡膠復(fù)合板粘貼及固定→安裝不銹鋼扁鋼壓條并安裝、緊固螺栓→（SK柔性封邊劑）封邊。

4 一體化機(jī)械施工工藝簡(jiǎn)述

面板接縫表層止水一體化機(jī)械施工主要應(yīng)用于上述施工工藝中柔性填料擠出成型及復(fù)合蓋板安裝，除此之外的施工準(zhǔn)備及復(fù)合蓋板固定、封邊處理均由人工配合（本部分內(nèi)容文章不做闡述）完成。

一體化機(jī)械施工主要從下面三方面進(jìn)行論述：

（1）面板垂直縫柔性填料擠出嵌填

面板垂直縫止水的快速一體化機(jī)械施工是通過(guò)壩頂牽引臺(tái)車牽引擠出機(jī)臺(tái)車騎縫自下向上行走來(lái)完成的。

施工時(shí)要確保喂料量充足、穩(wěn)定、連續(xù)的情況，擠出機(jī)臺(tái)車勻速上行，柔性填料包連續(xù)不斷地被擠出，直到一條縫施工完成；否則接縫施工質(zhì)量得不到保證。

（2）面板周邊縫和防浪墻底縫柔性填料的擠出嵌填

面板壩周邊縫的坡度及平面布置受周邊山體形狀、開挖斷面的控制，難以統(tǒng)一規(guī)則，加上周邊縫止水的尺寸較大，實(shí)現(xiàn)接縫表層止水快速一體化機(jī)械施工有很大的難度。周邊縫止水的快速一體化機(jī)械施工，是通過(guò)專門加工的一臺(tái)大功率擠出機(jī)（周邊縫擠出臺(tái)車），配合多點(diǎn)牽引、改向滑輪、斜坡軌道來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

壩頂防浪墻底縫表層止水的機(jī)械化施工是通過(guò)水平牽引臺(tái)車（卷?yè)P(yáng)機(jī)）牽引平面擠出臺(tái)車來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

（3）柔性填料擠出施工中重點(diǎn)注意問(wèn)題

1）柔性填料應(yīng)保證其入倉(cāng)溫度，不得太低，否則不易施工。另外要求始終保持嵌填部位的干燥。

2）擠出機(jī)送料過(guò)程中應(yīng)連續(xù)不斷的送料以最大限度地滿足擠出機(jī)的吃料量，確保擠出的柔性填料成型體的密實(shí)度滿足要求。

3）嵌填完成后，12小時(shí)內(nèi)禁止過(guò)水，也不得任意撕扯，造成人為破壞。施工完成后的表層止水，不得承受反滲水的作用。

4)施工中特別注意，要對(duì)嵌填體的質(zhì)量進(jìn)行檢查。通過(guò)抽樣做破壞性檢測(cè)，每50 m選一點(diǎn)；檢查柔性填料與混凝土基面的粘接是否牢靠。

5 面板接縫表層止水一體化機(jī)械施工與普通人工裝填施工比較分析

5.1 施工速度

采用一體化機(jī)械施工，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)記錄資料統(tǒng)計(jì)，面板垂直縫日施工平均速度55m/d～60m/d，周邊縫日平均施工速度25m/d～31m/d。

筆者2003年參加過(guò)的一個(gè)類似項(xiàng)目施工，采用人工裝填施工方案，施工組織采取施工小組（8人為一小組，主要包括壩面準(zhǔn)備和輸送材料、填料安裝與修規(guī)、PVC蓋板安裝與固定。）承包制，調(diào)閱施工資料并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，面板垂直縫日施工平均速度8m/d～10m/d，周邊縫日平均施工速度5m/d～6m/d。

根據(jù)以上分析得出：采用一體化機(jī)械施工面板垂直縫速度為人工裝填速度的7倍左右，施工周邊縫速度為5倍左右。

5.2 施工質(zhì)量

（1）根據(jù)貴州某水利樞紐大壩一期面板接縫表層止水采用一體化機(jī)械施工單元工程質(zhì)量評(píng)定結(jié)果，面板垂直縫共劃分18個(gè)單元工程，單元工程全部合格，單元工程優(yōu)良率100%；面板周邊縫共劃分7個(gè)單元工程，單元工程全部合格，單元工程優(yōu)良率100%。截止筆者發(fā)稿時(shí)現(xiàn)場(chǎng)正準(zhǔn)備施工二期面板接縫表層止水。

（2）采用機(jī)械化施工在保證施工質(zhì)量方面優(yōu)越性分析。機(jī)械化施工受自然條件影響制約小，產(chǎn)品質(zhì)量保證率高。特別是面板接縫表層止水這類施工項(xiàng)目，屬露天、高邊坡作業(yè)，工序復(fù)雜，連續(xù)高強(qiáng)作業(yè)受降雨等自然因素影響很大，質(zhì)量較難保證，且易造成材料浪費(fèi)、返工處理等問(wèn)題。在準(zhǔn)備工作充分的情況下，因機(jī)械化施工高效、快速特點(diǎn)，較大程度縮短工序施工時(shí)間，本項(xiàng)目施工主要體現(xiàn)在填料嵌填和復(fù)合蓋板安裝，采用機(jī)械一體化施工將這兩道工序合并為一道工序進(jìn)行操作，很大程度規(guī)避施工環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，質(zhì)量也能更好的得到保證，提高了經(jīng)濟(jì)效益。此類項(xiàng)目關(guān)鍵工序采用機(jī)械化施工，因其具備良好的機(jī)械性能，操作穩(wěn)定，運(yùn)行恒定，避免較多人為因素（諸如操作者水平、質(zhì)量意識(shí)、標(biāo)準(zhǔn)程度差別等）影響施工質(zhì)量，提高了施工質(zhì)量保證率。

（3）一體化機(jī)械施工質(zhì)量保證亮點(diǎn)分析論述。①填料密實(shí)度好。面板接縫表層止水施工機(jī)械采用作用力原理設(shè)計(jì)，通過(guò)填料擠出螺旋工作，連續(xù)不斷擠出滿足設(shè)計(jì)要求的可塑性填料，使之?dāng)D壓密實(shí)，同時(shí)擠出填料產(chǎn)生的力反作用于擠出機(jī)向前移動(dòng)，較以前使用人工裝填拍打擠壓工藝相比，較好的保證了填料密實(shí)度，保證了施工質(zhì)量；②外觀質(zhì)量、飽和度好。填料經(jīng)設(shè)備攪拌微加熱作用后，依靠擠出螺旋作用，通過(guò)成型腔體成型，表層止水設(shè)計(jì)斷面一般為圓弧形，與人工裝填成型相比外觀質(zhì)量漂亮、飽和度好；③位置準(zhǔn)確、邊線順直。一般的面板表層止水設(shè)計(jì)均為直線結(jié)構(gòu)，在機(jī)械化開始施工前，將測(cè)量?jī)x器放樣定位好的設(shè)計(jì)線進(jìn)行偏移，采用鋼絲將偏移后的設(shè)計(jì)線進(jìn)行標(biāo)記固定，然后通過(guò)設(shè)備紅外定位裝置進(jìn)行設(shè)備行進(jìn)軌跡控制與糾偏，能較好的保證止水設(shè)施位置準(zhǔn)確，并且兩側(cè)邊線順直，外觀質(zhì)量好。

5.3 施工安全論證分析

設(shè)備設(shè)計(jì)者和制造者考慮了項(xiàng)目高邊坡作業(yè)危險(xiǎn)因素，在填料擠出機(jī)上增設(shè)了兩層安全作業(yè)操作平臺(tái)，分別為擠出機(jī)喂料平臺(tái)和復(fù)合蓋板安裝平臺(tái)，平臺(tái)寬度50cm～80cm，平臺(tái)內(nèi)外側(cè)臨邊區(qū)均安裝了防護(hù)欄桿。良好的作業(yè)環(huán)境與氛圍，提高了作業(yè)人員的工作積極性，提高了工作效率，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。但筆者認(rèn)為，高邊坡危險(xiǎn)因素始終存在，設(shè)備工作期間人員安全保證措施不應(yīng)僅限于此，除應(yīng)保證錨點(diǎn)牢固、牽引設(shè)備性能良好、鎖具牢靠之外，還應(yīng)增加專門的一根安全繩，作業(yè)人員將安全帶系掛在安全繩上，保證設(shè)備發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)人員人身安全。

5.4 經(jīng)濟(jì)適用性分析論述

筆者2003年曾參加的類似項(xiàng)目和2011年湖北省某已完建面板壩同類型項(xiàng)目，這兩個(gè)項(xiàng)目均采用普通人工裝填方案，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)性溝通分析認(rèn)為：人工裝填與機(jī)械施工兩種施工方案在經(jīng)濟(jì)費(fèi)用問(wèn)題上基本一致，無(wú)太大差別。但筆者認(rèn)為，一體化機(jī)械施工技術(shù)方案施工速度快、工效高的優(yōu)點(diǎn)，是人工裝填技術(shù)方案無(wú)法達(dá)到的。項(xiàng)目固定成本不變，機(jī)械化施工速度快，能給項(xiàng)目節(jié)約大量時(shí)間，縮短建設(shè)工期，自然就給項(xiàng)目建設(shè)帶來(lái)無(wú)形的經(jīng)濟(jì)效益。同樣，機(jī)械化施工能夠大量解放勞動(dòng)力，在目前社會(huì)出現(xiàn)勞動(dòng)力荒的情況下，筆者認(rèn)為采用機(jī)械化施工不失為一個(gè)好的方案。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著科技不斷進(jìn)步，機(jī)械化、自動(dòng)化作業(yè)設(shè)備不斷研制與更新，并應(yīng)用于生產(chǎn)以解決勞動(dòng)力緊缺問(wèn)題，代替勞動(dòng)效率低下的手工勞動(dòng)，依靠其質(zhì)量因素可控，可靠穩(wěn)定運(yùn)行，提高了產(chǎn)品質(zhì)量保證率，提高了生產(chǎn)效率。特別是我們水利水電工程勞動(dòng)密集型項(xiàng)目，更是期待著施工自動(dòng)化、機(jī)械化生產(chǎn)模式的早一天到來(lái)。