寧?？h西林水庫(kù)擴(kuò)容工程砼面板堆石壩擠壓邊墻施工技術(shù)應(yīng)用

鄔銘科

[摘 要]本文結(jié)合寧海縣西林水庫(kù)實(shí)例對(duì)混凝土擠壓邊墻的配合比設(shè)計(jì)、邊墻擠壓機(jī)械選型及混凝土擠壓邊墻的施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，并提出了質(zhì)量控制的措施，可供參考！

[關(guān)鍵詞]堆石壩；擠壓邊墻；砼面板

中圖分類(lèi)號(hào)：R654 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）26-0142-02

1 工程概況

寧?？h西林水庫(kù)壩址位于寧?？h茶院鄉(xiāng)銅嶺腳村。水庫(kù)總庫(kù)容1365萬(wàn)m3，電站裝機(jī)容量400kw，水庫(kù)為中型水庫(kù)，電站屬?。?）型電站。水庫(kù)大壩為鋼筋砼面板堆石壩，大壩上游面采用擠壓邊墻臨時(shí)護(hù)坡，擠壓邊墻位于高程26.2m至68.45m，最大斜長(zhǎng)為72.67m，總面積約為9000m2。擠壓邊墻外側(cè)坡比1：1.4，內(nèi)側(cè)坡比8：1，頂寬0.1m，底寬0.71m，高0.4m，斷面呈梯形。

2 混凝土擠壓邊墻的配合比設(shè)計(jì)

2.1擠壓邊墻混凝土的技術(shù)要求

擠壓邊墻混凝土配合比按一級(jí)配干硬性混凝土設(shè)計(jì)，坍落度為0，干密度大于2.15g/cm3，混凝土28天抗壓強(qiáng)度為3-5MPa，滲透系數(shù)在10-3～10-4cm/s范圍內(nèi)，彈性模量為5000～10000MPa。擠壓邊墻待其達(dá)到一定的齡期（一般2～3小時(shí)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。

2.2 配合比設(shè)計(jì)

擠壓邊墻混凝土原材料如下：（1）骨料采用當(dāng)?shù)禺a(chǎn)天然砂及碎石骨料，（2）水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，（3）速凝劑采用粉劑。最終的擠壓邊墻混凝土配合比見(jiàn)表1。

3 混凝土邊墻擠壓機(jī)械選型及改進(jìn)

本工程所采用的邊墻擠壓機(jī)是由陜西省水利機(jī)械設(shè)備制造安裝有限公司生產(chǎn)的BJY40型邊墻擠壓機(jī)，該設(shè)備從設(shè)計(jì)原理上是比較先進(jìn)的，能夠滿足擠壓邊墻設(shè)計(jì)要求；但由于制造工藝的原因，在使用過(guò)程中油泵、液壓馬達(dá)等核心部件經(jīng)常出現(xiàn)故障，而且其滾筒、攪龍的消耗量也比廠家的設(shè)計(jì)大的多。不過(guò)總的來(lái)說(shuō)，施工質(zhì)量要求等各方面基本滿足混凝土擠壓墻的技術(shù)要求。邊墻擠壓機(jī)主要機(jī)械參數(shù)見(jiàn)表2

3.1 邊墻擠壓機(jī)工作原理

邊墻擠壓機(jī)工作原理類(lèi)似螺旋輸送機(jī)，由動(dòng)力裝置帶動(dòng)螺旋攪龍的擠壓裝置，將干硬性混凝土連續(xù)不斷地?cái)D入成型槽內(nèi)，隨著混凝土密實(shí)度的提高，利用擠壓力的反作用力推動(dòng)擠壓機(jī)不斷前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)施工。如圖1

施工過(guò)程中可通過(guò)增加或減少振動(dòng)力調(diào)整擠壓混凝土的密實(shí)度，調(diào)節(jié)攪龍轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)擠壓機(jī)的前進(jìn)速度。混凝土料在攪龍擠壓和振動(dòng)器激振力的雙重促使下，充滿成型倉(cāng)，并達(dá)到要求的密實(shí)度，在攪龍軸向推力的作用下，以密實(shí)的混凝土為支撐向前移動(dòng)，而形成特定幾何斷面的混凝土邊墻。

3.2 邊墻擠壓機(jī)的改進(jìn)

針對(duì)行走系統(tǒng)前后兩組輪子相互獨(dú)立，且不與傳動(dòng)系統(tǒng)相連接的特點(diǎn)，我們對(duì)行走系統(tǒng)在原有基礎(chǔ)上作了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，行走系統(tǒng)后端不作調(diào)整，前端由4個(gè)輪子調(diào)整為2個(gè)輪子，且左前側(cè)的輪子與左后側(cè)的輪子處在行走方向的同一軸線上，在工作狀態(tài)時(shí)，左側(cè)的輪子通過(guò)事先固定好的槽鋼（140×60×8）凹槽進(jìn)行導(dǎo)向，使擠壓邊墻機(jī)沿著既定軌跡行駛。

4 擠壓邊墻混凝土施工

4.1 工藝流程

擠壓邊墻斷面為梯形，高40cm，頂寬10cm，底寬71cm，上游坡比為1：1.4，下游坡比為8：1。擠壓邊墻在每一層墊層料（2A料）填筑之前施工，其施工流程如下：

作業(yè)面平整與檢測(cè)→測(cè)量與放線→槽鋼軌道安裝→邊墻擠壓機(jī)就位→攪拌車(chē)運(yùn)輸卸料→邊墻擠壓→表面及層間缺陷修補(bǔ)→端頭邊墻施工→墊層料攤鋪、碾壓→取樣檢驗(yàn)→驗(yàn)收合格后進(jìn)入下一循環(huán)。

4.2 施工方法

4.2.1 作業(yè)面平整與測(cè)量放樣

人工整修施工作業(yè)面，其平整度控制在±2cm，以保證邊墻擠壓成型平整、直順。

施工放樣采用全站儀，沿壩軸線方向每12m設(shè)一個(gè)控制點(diǎn)（控制點(diǎn)距擠壓邊墻上游面的距離為1.11m），并用鋼釬固定，每根鋼釬用紅漆進(jìn)行標(biāo)記，紅漆標(biāo)記距作業(yè)面5cm。相鄰兩鋼釬用放樣線相連后，作為邊墻擠壓機(jī)行走的路線。

4.2.2 槽鋼軌道安裝

測(cè)量放樣完成后，對(duì)放置槽鋼位置的墊層料部位進(jìn)行修整，挖除多余填料，軌道所用槽鋼規(guī)格為140mm*60mm*8mm，單根長(zhǎng)9m，安裝后的槽鋼凹口下部與擠壓邊墻頂齊平，同時(shí)槽鋼上游側(cè)與放樣線重疊。

4.2.3 邊墻擠壓機(jī)就位

邊墻擠壓機(jī)采用機(jī)械吊運(yùn)就位，吊裝過(guò)程中使邊墻擠壓機(jī)左側(cè)的兩個(gè)輪子剛好嵌入槽鋼凹槽內(nèi)，使邊墻擠壓機(jī)整體處于水平狀態(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。

4.2.4 擠壓邊墻施工

混凝土采用7m3砼攪拌運(yùn)輸車(chē)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，混凝土直接卸料至邊墻擠壓機(jī)料倉(cāng)，卸料速度須均勻連續(xù)，并將邊墻擠壓機(jī)行走速度控制在40～50m/h。施工中派專(zhuān)職人員，對(duì)出現(xiàn)的外形尺寸誤差、邊墻垮塌等質(zhì)量缺陷進(jìn)行人工修補(bǔ)處理。

4.2.5 擠壓邊墻端頭混凝土施工

邊墻兩岸端頭混凝土利用組合模板，采用人工進(jìn)料、分層夯實(shí)，分層厚度不大于10cm，2h后拆模。

4.2.6 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，采用邊墻同種材料的細(xì)料補(bǔ)填，輔以人工用30～50cm長(zhǎng)木抹子及時(shí)進(jìn)行修整、補(bǔ)平、拍實(shí)。

4.2.7 墊層料攤鋪、碾壓

擠壓邊墻成型1h后開(kāi)始?jí)|層料攤鋪。墊層料卸料方向與邊墻軸線一致，卸料距邊墻不小于30cm，采用機(jī)械輔以人工進(jìn)行鋪料，鋪料厚度高于邊墻頂面約5cm，4h后開(kāi)始碾壓。

采用自行式振動(dòng)碾碾壓，鋼輪距邊墻內(nèi)邊線約20cm，先靜碾2遍，再振碾8遍。貼近邊墻處采用150平板夯碾壓8～10遍。邊角部位采用液壓振動(dòng)夯板壓實(shí)，夯板壓痕用150平板夯碾壓整平。

5 施工質(zhì)量檢測(cè)

5.1 邊墻變形位移檢測(cè)

1）擠壓邊墻施工過(guò)程中，專(zhuān)門(mén)安排測(cè)量人員對(duì)已成形的擠壓邊墻位置進(jìn)行復(fù)核，經(jīng)復(fù)核剛成形的擠壓邊墻豎向及水平向偏差均小于5mm。

2）在擠壓邊墻坡面設(shè)置表面觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)點(diǎn)每20m間距設(shè)置1個(gè)，每2層設(shè)置1排，經(jīng)觀測(cè)，擠壓邊墻沉降位移及水平位移變形不大，均設(shè)計(jì)允許區(qū)間。

5.2 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)值長(zhǎng)期較穩(wěn)定后，適當(dāng)放寬至10層左右取樣一組進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)檢測(cè)，干密度為2.16～2.18g/cm3（設(shè)計(jì)要求大于2.15g/cm3），強(qiáng)度為3.6～4.8MPa（設(shè)計(jì)要求3～5MPa）。

5.3 滲透、彈性模量檢測(cè)

原則上每3層取樣一組進(jìn)行滲透、彈性模量檢測(cè)，檢測(cè)值長(zhǎng)期較穩(wěn)定后，放寬至20層左右取樣一組進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)檢測(cè)，滲透系數(shù)為6.23×10-3～8.28×10-3cm/s（設(shè)計(jì)要求10-3～10-4cm/s），彈性模量為6200～7600MPa（設(shè)計(jì)要求5000～10000MPa）。

6 結(jié)論

混凝土面板壩上游坡面的施工是控制壩體填筑進(jìn)度和影響壩體質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。混凝土擠壓式邊墻護(hù)坡技術(shù)是混凝土面板堆石壩上游坡面施工的新方法，特別是經(jīng)過(guò)改進(jìn)后采用有軌式邊墻擠壓技術(shù)，相對(duì)于其它施工方法或無(wú)軌式擠壓邊墻施工技術(shù)來(lái)說(shuō)，有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）簡(jiǎn)化了墊層料的施工工序，保證和提高了墊層的施工質(zhì)量；降低了施工成本。（2）滿足了大壩的填筑上升速度，確保了壩體的安全度汛；避免了填筑過(guò)程中上游邊坡滾石和斜坡碾壓高邊坡作業(yè)，提高了施工安全性。（3）軌道安裝后，邊墻擠壓機(jī)械吊裝就位簡(jiǎn)便、有效。（4）成形后擠壓邊墻豎向及水平向偏差小，大大減少了后期表面及層間缺陷修補(bǔ)。

綜上所述，在本工程采用經(jīng)改進(jìn)后的有軌式擠壓邊墻施工技術(shù)，避免了上游邊坡滾石和斜坡碾壓設(shè)備等危險(xiǎn)作業(yè)，大大減少了后期表面及層間缺陷修補(bǔ)作業(yè)，提高了施工進(jìn)度和質(zhì)量，降低了成本。