面板堆石壩擠壓邊墻施工技術(shù)

【摘 要】通過近兩年公司承接的面板堆石壩中傳統(tǒng)坡面碾壓保護(hù)施工技術(shù)與擠壓邊墻施工技術(shù)進(jìn)行比較，對(duì)擠壓邊墻的結(jié)構(gòu)形式、干貧混凝土配合比、擠壓邊墻施工工藝及方法等進(jìn)行論述，采用擠壓邊墻施工技術(shù)能夠簡(jiǎn)化施工工序，加快施工進(jìn)度，保證墊層料的碾壓質(zhì)量，解決汛期坡面防護(hù)問題，減少高邊坡施工的高危作業(yè)危險(xiǎn)源，提高施工安全度。

【關(guān)鍵詞】面板堆石壩；擠壓邊墻；施工技術(shù)

0.前言

擠壓邊墻施工技術(shù)使于20世紀(jì)90年代中期，首先在巴西埃塔壩中開始應(yīng)用，2002年在我國(guó)青海省公伯峽面板堆石壩開始利用擠壓邊墻施工技術(shù)，并取得成功應(yīng)用?；炷撩姘宥咽瘔蝹鹘y(tǒng)的坡面碾壓保護(hù)施工技術(shù)是超填墊層料、削去坡面虛料、坡面修整、碾壓、防護(hù)等，其工序較為復(fù)雜，與壩體填筑施工干擾大，坡面平整度與坡緣的密實(shí)度難以控制，抗水壓能力低，影響工程質(zhì)量和施工進(jìn)度。

在公司近兩年承接的永德大雪山水庫(kù)、翠屏山水庫(kù)、德澤水庫(kù)樞紐工程、雙河水庫(kù)、黃角樹水電站大壩工程等面板堆石壩工程填筑過程中，采用擠壓邊墻施工技術(shù)進(jìn)行坡面保護(hù)處理，具有簡(jiǎn)化施工工序，加快施工進(jìn)度，保證墊層料的碾壓質(zhì)量，解決汛期坡面防護(hù)問題，減少高邊坡施工的作業(yè)危險(xiǎn)，提高施工安全度等施工優(yōu)點(diǎn)，加快前期度汛壩體的施工進(jìn)度，順利完成安全度汛施工任務(wù)，確保工程安全度汛起到關(guān)鍵作用。

1.施工技術(shù)特點(diǎn)

混凝土面板堆石壩中的擠壓邊墻施工是借鑒道路工程中路緣石滑模擠壓成型原理，利用機(jī)械擠壓力形成墻體，并依靠擠壓反作用力行進(jìn)，在每一層上游墊層料區(qū)填筑前，沿墊層料區(qū)上游設(shè)計(jì)坡面利用擠壓邊墻機(jī)預(yù)先制作一個(gè)低強(qiáng)度、低彈模、半透水、連續(xù)的干貧混凝土小墻，與墊層料壓實(shí)層同厚，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后（一般為2-5個(gè)小時(shí)），其后部回填墊層料，碾壓合格后再重復(fù)該工序進(jìn)行壩體上升填筑，形成完整的、有一定強(qiáng)度的混凝土上游壩面。其特點(diǎn)：

（1）由于有先期形成的擠壓邊墻的限制，由無側(cè)向約束的坡面斜坡碾壓被有約束的垂直碾壓所取代，墊層料的壓實(shí)效果得到良好的保證。

（2）墊層料填筑過程中，同層墊層料填筑與上游坡面防護(hù)施工一次性完成，上游坡面墊層料無需超填，簡(jiǎn)化了超填削坡、坡面整修、斜坡碾壓、砂漿保護(hù)等施工工序。

（3）同步形成坡面保護(hù)，快速提供一個(gè)抗沖刷的防護(hù)面，提高了坡面對(duì)汛期洪水的抗沖刷能力，坡面無雨水沖刷拉槽現(xiàn)象，有利于安全度汛。

（4）上游坡面一次性成形，墊層、過渡層與堆石體填筑同步上升，有利于施工組織，上游坡面施工不再成為關(guān)鍵工序。

2.擠壓邊墻結(jié)構(gòu)形式

擠壓邊墻是座落在墊層料與趾板連接的特殊墊層料基礎(chǔ)上，由邊墻擠壓機(jī)連續(xù)擠壓施工成形，在墊層前區(qū)形成的一道齒形混凝土小墻。由于墊層填筑壓實(shí)層厚為40cm，設(shè)計(jì)上游坡面為1：1.4，故擠壓邊墻結(jié)構(gòu)形式為高40cm，頂寬10cm，底寬71cm，上游坡比為1：1.4，下游坡比為1：8，截面為梯形。擠壓邊墻布置見圖1。

說明：圖中2A為墊層料、2B為特殊墊層料、3A為過渡料、3B為堆石料

3.擠壓邊墻的施工

3.1施工工藝流程

擠壓邊墻的施工工藝流程如圖2：

3.2施工操作要點(diǎn)

3.2.1作業(yè)面平整

在每一層混凝土邊墻擠壓前及墊層料填筑之后，必須對(duì)墊層料進(jìn)行檢查，修補(bǔ)和人工整理，保證3m范圍內(nèi)平整度不超過2cm，以控制邊墻擠壓機(jī)水平直線行走的施工要求。

由于施工現(xiàn)場(chǎng)控制平整度較難，采取在擠壓邊墻頂部橫向放置一塊普通鋼模板，長(zhǎng)150cm，寬10cm，高5cm，內(nèi)側(cè)鋪填ⅡA料，其松鋪頂部與模板頂齊平，然后采用18t自行式振動(dòng)碾輔以BW-75S小型振動(dòng)碾壓實(shí)，這樣有利于保證平整度滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2.2測(cè)量放線

每一層邊墻擠壓前，進(jìn)行精確放線，標(biāo)出邊墻的下邊線和擠壓機(jī)的軌跡線，采用平頭鐵釘打入墊層料中標(biāo)識(shí)，間距10m，外露1cm。沿鐵釘采用細(xì)鋼絲或塑料線拉緊，使擠壓機(jī)行走時(shí)，標(biāo)識(shí)線不移位，以控制邊墻的精度。

3.2.3擠壓機(jī)就位

邊墻擠壓施工前，人工推移或直接吊運(yùn)方式將擠壓機(jī)運(yùn)至作業(yè)地點(diǎn)。一是要保證機(jī)身處于水平狀態(tài)，利用水準(zhǔn)尺對(duì)擠壓機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。將水平尺置于料斗平臺(tái)，對(duì)其進(jìn)行垂直方向和平行機(jī)身方向的水平調(diào)節(jié)。二是擠壓機(jī)高度控制，混凝土邊墻高度由擠壓機(jī)后輪輪高決定，擠壓施工前須對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)校核。另外，為避免混凝土邊墻擠壓成型后其坡角出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)將擠壓機(jī)外坡刀片貼近前一層邊墻坡頂。

3.2.4邊墻擠壓

啟動(dòng)邊墻擠壓機(jī)，待機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)正常即開始混凝土邊墻擠壓作業(yè)施工。擠壓時(shí)由專人控制擠壓機(jī)行走方向，擠壓機(jī)水平行走精度控制在 5cm，行走速度與攪拌車運(yùn)行速度和方向保持在45～60m/h左右。

由于混凝土坍落度為0，卸料初可能產(chǎn)生骨料分離。剛卸料時(shí)，剔除部分粗骨料，待均勻卸料后，在卸入擠壓機(jī)受料斗內(nèi)。

在擠壓機(jī)行走過程中，行走操作人員必須熟練，準(zhǔn)確控制擠壓機(jī)的前進(jìn)方向。同時(shí)，成型后的邊墻需立即進(jìn)行人工修整，一般采用 50cm長(zhǎng)木抹子輕拍表面收光，并可適當(dāng)灑水，保證邊墻表面的平整度和美觀。

3.2.5邊墻兩端頭的處理與施工

在邊墻與兩岸岸坡趾板接頭處的起始斷端和終止端采用人工立模澆筑邊墻，其使用的混凝土材料與邊墻混凝土相同。模板采用普通鋼模板或者定型模板均可，人工采鋼釬插搗密實(shí)。

3.2.6擠壓邊墻層間接處理

邊墻擠壓成型后，立即對(duì)接坡間出現(xiàn)明顯的臺(tái)階、臺(tái)階坍塌等混凝土缺陷采用同種混凝土進(jìn)行人工修補(bǔ)處理，并用木抹拍平整，以保證上下層間平順接合，外觀美觀。

3.2.7墊層料填筑碾壓

邊墻混凝土施工后2～3h，進(jìn)行墊層的攤鋪和碾壓。墊層料層厚40cm，采用18t振動(dòng)碾密實(shí)，靠近邊墻20～30cm區(qū)域內(nèi)采用BW—75S小型手扶式振動(dòng)碾壓或手扶式夯板夯實(shí)。填筑順序見圖3。

①②③④⑤為填筑攤鋪順序

4.施工質(zhì)量控制與質(zhì)量檢測(cè)

4.1質(zhì)量控制

（1）施工前，進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)及其優(yōu)化，其抗壓強(qiáng)度、彈模、滲透系數(shù)、密實(shí)度等指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求，并根據(jù)試驗(yàn)成果將選定的配合比報(bào)送監(jiān)理工程師審批。

（2）拌和站設(shè)專職試驗(yàn)、質(zhì)檢人員，控制邊墻混凝土生產(chǎn)質(zhì)量。

（3）采用自卸車水平運(yùn)輸混凝土，且勻速卸料，防止混凝土產(chǎn)生骨料分離、大顆粒集中等。

（4）擠壓機(jī)水平行走偏差控制在±20～30mm，滿足擠壓邊墻的直線度要求。

（5）擠壓機(jī)行走速度控制在40～50m/h，保證混凝土密實(shí)度和邊墻表面平整度。

（6）現(xiàn)場(chǎng)速凝劑的摻加要均勻、適量。

4.2施工質(zhì)量檢測(cè)

（1）邊墻變形位移檢測(cè)

1）及時(shí)觀測(cè)碾壓前后邊墻水平位移狀況，調(diào)整施工工藝。

2）在邊墻坡面設(shè)置表面觀測(cè)點(diǎn)，定期觀察施工期邊墻坡面變形情況。

（2）干密度、強(qiáng)度檢測(cè)

原則上每層取樣一組進(jìn)行干密度、強(qiáng)度檢測(cè)。檢測(cè)趨穩(wěn)定后，可適當(dāng)減少檢測(cè)頻率。

（3）滲透、彈性模量檢測(cè)

原則上每400m2/組取樣進(jìn)行滲透檢測(cè)，每層取樣一組進(jìn)行彈性模量檢測(cè)。檢測(cè)趨穩(wěn)定后，可適當(dāng)減少檢測(cè)頻率。

5.擠壓邊墻后期處理

5.1坡面修整

為確保面板混凝土的設(shè)計(jì)厚度，在擠壓邊墻坡面上采用3m×3m網(wǎng)格進(jìn)行平整度測(cè)量，對(duì)超過設(shè)計(jì)線的部分進(jìn)行人工休整，低于設(shè)計(jì)線的部分采用砂漿修補(bǔ)，其平整度偏差按坡面設(shè)計(jì)線+5cm～-8cm控制，相鄰部位偏差按 ±2cm控制。

在施工過程中，根據(jù)擠壓邊墻變形的特性和向上游變形（15mm）小于向下游變形（39mm）的實(shí)際情況，提出面板混凝土按設(shè)計(jì)厚度控制，而不按面板設(shè)計(jì)線控制，既減少了擠壓邊墻坡面的修補(bǔ)工作量和面板混凝土的澆注量，又加快了施工進(jìn)度，保證了面板施工質(zhì)量，節(jié)約了施工成本。

5.2沿垂直縫鑿槽分塊

為了減少整體式擠壓邊墻對(duì)混凝土面板變形的約束，在施工過程中，首先提出了將“擠壓邊墻沿面板垂直縫鑿斷”的施工設(shè)想。在面板設(shè)計(jì)垂直縫處，人工采用風(fēng)鎬、手風(fēng)鉆、鐵釬等將擠壓邊墻全部鑿斷，形成約5cm寬的深槽，回填特殊墊層料，人工夯實(shí)。這樣，將壩前擠壓邊墻按面板分塊形成獨(dú)立的單元塊。

5.3表面噴陽離子乳化瀝青

待擠壓邊墻墊層坡面清理修整完畢、垂直縫砂漿鋪設(shè)完成后，開始噴射表面陽離子乳化瀝青。表面陽離子乳化瀝青采用三油二沙，噴射機(jī)噴射，沿坡面從上而下進(jìn)行。

6.結(jié)語

在近期幾個(gè)工程項(xiàng)目上運(yùn)用擠壓混凝土邊墻施工技術(shù)，簡(jiǎn)化了墊層坡面超填、坡面修整、斜坡碾壓、坡面防護(hù)等施工工藝，減少高邊坡的高危作業(yè)危險(xiǎn)源，保證了墊層料的碾壓質(zhì)量，加快混凝土的施工進(jìn)度，解決了汛期坡面防護(hù)的問題。實(shí)踐證明該施工技術(shù)是可行的，能為其他工程提供施工經(jīng)驗(yàn)。