面板堆石壩擠壓邊墻技術(shù)發(fā)展概述

陸靜

摘 要：擠壓邊墻技術(shù)是面板堆石壩上游邊坡施工的新技術(shù)，因加快施工進(jìn)度、提高施工質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)而備受青睞。文章概述了擠壓邊墻技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用情況，總結(jié)了其在施工中存在的問(wèn)題，說(shuō)明了目前擠壓邊墻結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果過(guò)于理想化的原因，擠壓邊墻結(jié)構(gòu)對(duì)面板的影響不可忽略。

關(guān)鍵詞：擠壓邊墻技術(shù)；面板堆石壩；面板

中圖分類號(hào)：TV641.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）15-0014-02

混凝土面板堆石壩上游坡面擠壓邊墻技術(shù)是在實(shí)踐過(guò)程中產(chǎn)生并推廣的一種施工新技術(shù)，于20世紀(jì)90年代在巴西、秘魯?shù)葒?guó)開(kāi)發(fā)并首次使用。1999年在巴西埃塔面板堆石壩建設(shè)中首次使用擠壓邊墻施工方法，2000年經(jīng)國(guó)際大壩委員會(huì)介紹，2002年我國(guó)黃河公伯峽混凝土面板堆石壩開(kāi)始使用擠壓邊墻施工技術(shù)。以公伯峽工程為依托，陜西省水電工程局借鑒公路工程道沿機(jī)的原理成功研制了邊墻擠壓機(jī)，并經(jīng)多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明運(yùn)行良好后，首次運(yùn)用于公伯峽面板堆石壩。擠壓邊墻施工技術(shù)有能夠保證和提高墊層料施工質(zhì)量、提高上游坡面防護(hù)能力、加快施工進(jìn)度等特點(diǎn)，得到國(guó)內(nèi)外壩工界的重視。

1 擠壓邊墻技術(shù)施工方法

1.1 傳統(tǒng)施工方法

面板壩上游面?zhèn)鹘y(tǒng)施工方法是：在墊層料鋪填時(shí)將其墊層區(qū)上游面超填30 cm左右后進(jìn)行水平碾壓，一般壓實(shí)厚度約40 cm，待墊層料填筑至一定高度后，用機(jī)械或人工削坡整理，并反復(fù)進(jìn)行斜坡碾壓，最后進(jìn)行削坡、噴砂漿固坡等工序，直至符合混凝土面板澆筑對(duì)墊層區(qū)上游面平整度和密實(shí)度的要求。

1.2 擠壓邊墻施工方法

具體施工方法是：每一層墊層料填筑之前，沿上游坡面壩軸線方向用擠壓邊墻機(jī)做一道半透水的混凝土邊墻，待混凝土凝固后在其內(nèi)側(cè)按設(shè)計(jì)要求鋪填并用振動(dòng)碾平面碾壓大壩墊層料，至本層堆石料碾壓合格后再以同樣的工序進(jìn)行下一層的施工。擠壓邊墻具體的形狀及其位置如圖1（a）和（b）所示。

1.3 擠壓邊墻與混凝土面板接觸面的處理

為了減小擠壓邊墻對(duì)面板的約束，通常會(huì)在擠壓邊墻混凝土的上游表面做一定處理，工程上常采用的措施有：①噴涂一定厚度的乳化瀝青；②噴涂乳化瀝青與砂的聚合體；③鋪設(shè)瀝青油氈；④鋪設(shè)一層塑料薄膜。

2 擠壓邊墻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

擠壓邊墻法在施工上的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在其技術(shù)特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)性上。

2.1 技術(shù)特點(diǎn)

采用擠壓邊墻施工工藝后，墊層料等下游填筑料的碾壓為垂直碾壓，使得上游坡面的密實(shí)度和平整度得以保證。再者，擠壓邊墻技術(shù)施工簡(jiǎn)便，代替了傳統(tǒng)工藝中墊層的超填、削坡、修整、坡面防護(hù)等工序，提高施工進(jìn)度。對(duì)壩體而言，在汛期，擠壓邊墻還提供了一個(gè)臨時(shí)可抵御沖刷的上游坡面，提高了壩體度汛的安全性。

2.2 宏觀經(jīng)濟(jì)性

擠壓邊墻技術(shù)加快了施工進(jìn)度，縮短了施工工期，使工程提前完工的可能性大大增加，意味著項(xiàng)目投資能提前收回，提早實(shí)現(xiàn)收益，具有一定的經(jīng)濟(jì)性。

3 擠壓邊墻技術(shù)在國(guó)內(nèi)工程的應(yīng)用

目前，我國(guó)已有多座面板堆石壩采用擠壓邊墻施工技術(shù)，國(guó)內(nèi)部分采用擠壓邊墻技術(shù)的工程擠壓墻尺寸表見(jiàn)表1。

4 面板堆石壩擠壓邊墻結(jié)構(gòu)性能研究

擠壓邊墻由于其在施工上的優(yōu)越性而迅速推廣應(yīng)用，但材料性質(zhì)的差異，決定其與面板的結(jié)構(gòu)關(guān)系與傳統(tǒng)的面板-墊層有很大差別。目前我國(guó)的水布埡、那蘭、九甸峽等面板堆石壩等工程的施工中都采用了擠壓邊墻施工技術(shù)。但水布埡、公伯峽等面板堆石壩在施工期面板出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的裂縫。

4.1 擠壓邊墻施工存在的問(wèn)題

①擠壓邊墻的分層施工使其水平向有錯(cuò)臺(tái)產(chǎn)生，導(dǎo)致其表面不平整；②在澆筑混凝土面板的過(guò)程中，水泥砂漿會(huì)污染擠壓邊墻表面預(yù)先噴涂好的柔性接觸材料；③在綁扎混凝土面板配的鋼筋時(shí)，也會(huì)對(duì)接觸柔性材料造成破壞；④擠壓邊墻施工工藝簡(jiǎn)單，但在墊層料與擠壓邊墻界面處不易壓實(shí)，產(chǎn)生虧坡不易修補(bǔ)。

4.2 擠壓邊墻結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土面板的影響

在已有的擠壓邊墻有限元計(jì)算中，得出的結(jié)論是：擠壓邊墻對(duì)堆石體的應(yīng)力變形基本沒(méi)有影響，對(duì)面板的應(yīng)力變形有較大改善。得出此結(jié)論的原因可歸結(jié)為：擠壓邊墻混凝土模量較墊層料的模量有較大的提高，且混凝土邊墻可以自由變形，不會(huì)對(duì)面板產(chǎn)生摩擦過(guò)大、局部擠壓等不利作用。通常有限元幾何模型都是建立在理想模型基礎(chǔ)上的，即擠壓邊墻表面是平整的，不存在實(shí)際施工中存在的錯(cuò)臺(tái)、虧坡或破壞而形成的任何尖角、突變，所以有限元計(jì)算模擬與實(shí)際施工的差異較大。

5 結(jié) 語(yǔ)

①在擠壓邊墻逐層施工的過(guò)程中，各層之間或多或少的會(huì)出現(xiàn)上下錯(cuò)層的現(xiàn)象，這種錯(cuò)層使擠壓邊墻表面不平整，增大擠壓邊墻對(duì)面板的約束。所以，在施工中，嚴(yán)格把控?cái)D壓邊墻的施工質(zhì)量尤為重要。

②我國(guó)面板壩的高度已向200 m級(jí)、300 m級(jí)發(fā)展，研究擠壓邊墻的使用對(duì)高壩的影響具有重要意義。

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