工期受限情況下面板堆石壩墊層料固坡方法選擇及質(zhì)量控制要點
——以方溪水庫為例

葉 飛，武利強

（1.浙江省水利水電工程質(zhì)量與安全管理中心，浙江 杭州 310000；2.浙江省水利河口研究院（浙江省海洋規(guī)劃設(shè)計研究院），浙江 杭州 310020）

1 問題的提出

臨海市方溪水庫位于浙江省臨海市括蒼鎮(zhèn)境內(nèi)，是一座以供水為主，兼顧防洪、灌溉、發(fā)電等多功能的綜合型水利工程。該水庫大壩為混凝土面板堆石壩，最大壩高80.0 m，總填筑方量260萬m3。工程受政策等外界因素影響，施工進度整體滯后，大壩壩體填筑工期緊，任務(wù)重。堆石壩上游固坡是不可或缺的施工工序，結(jié)構(gòu)為混凝土面板和墊層料之間的過渡部分，交叉施工影響較大，不利施工總體進度。本文對擠壓邊墻技術(shù)和砂漿固坡技術(shù)進行對比分析，推薦合適的固坡方法，對施工質(zhì)量控制要點進行說明，實踐證明，選擇砂漿固坡法對推進施工進度具有重要意義。

2 2種固坡方法比較

2.1 擠壓邊墻法

擠壓邊墻是指處于混凝土面板和墊層料之間，由水泥、砂石料以及外加劑等加水拌和而成，采用擠壓成型工藝得到的半透水性墻體。擠壓邊墻要求具有低強度、低彈模、半透水的工程特性，對配合比要求較高，宜采用強度等級為32.5的水泥，骨料最大粒徑不能超過20 mm，小于5 mm的顆粒宜為30%~55%，含泥量必須嚴(yán)格控制在 7%以內(nèi)，骨料級配良好。典型擠壓邊墻結(jié)構(gòu)見圖1[1]，擠壓邊墻的施工工藝流程見圖2。

圖1 擠壓邊墻典型結(jié)構(gòu)圖 單位：cm

圖2 擠壓邊墻工藝流程圖

2.2 砂漿固坡法

砂漿固坡是墊層料上游坡面的保護措施之一，通過削坡、坡面碾壓、碾壓水泥砂漿等措施形成防護層。水泥砂漿配合比、攤鋪厚度應(yīng)符合設(shè)計要求。施工工藝流程見圖3，現(xiàn)場施工見圖4。

圖3 砂漿固坡工藝流程圖

圖4 砂漿固坡現(xiàn)場施工圖

2.3 比較分析

2.3.1 工程進度方面

擠壓邊墻工序為先進行擠壓邊墻施工，后填筑大壩，由于擠壓邊墻施工主要為機械模具一次成型（見圖5），每層擠壓邊墻高度40.0 cm，要求墊層料填筑與擠壓邊墻同步上升，導(dǎo)致大壩填筑料每層僅能填筑40.0 cm。砂漿固坡則先填筑大壩，后進行砂漿固坡施工，無須限制填筑料層厚。

圖5 擠壓邊墻成型圖

采用砂漿固坡法，大壩填筑厚度沒有制約因素，正常情況下，擠壓邊墻施工速度快，對堆石整體進度影響并不大。但當(dāng)工期緊張時，則需根據(jù)實際情況靈活調(diào)整，使大壩填筑進度得到提高。

2.3.2 質(zhì)量控制方面

無論是擠壓邊墻還是砂漿固坡，配合比要求和嚴(yán)格的質(zhì)量檢測程序都是必須的。從技術(shù)角度看，擠壓邊墻混凝土性能要求為低強度、低彈模、半透水，需要兼顧強度、變形、滲透等3個不同角度的性能特點；而砂漿固坡僅對強度和厚度等提出要求。因此，擠壓邊墻配合比技術(shù)指標(biāo)對混凝土原材料、配合比設(shè)計等要求更高更嚴(yán)格。

2.3.3 面板受力變形方面

擠壓邊墻屬于干硬性混凝土，剛度較大，不能與壩體協(xié)調(diào)變形，與墊層料之間脫空的現(xiàn)象難以避免，如果脫空未被發(fā)現(xiàn)和妥善處理，面板擋水后可能在水壓力作用下發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞[2]。砂漿固坡在墊層料填筑一段時間后進行，且在攤鋪砂漿前進行初步壓實和二次壓實，砂漿攤鋪后進行三次壓實，砂漿與墊層料結(jié)合度更好，能將混凝土面板荷載均勻傳遞給墊層區(qū)，對混凝土面板抗壓防滲更有利。

綜上所述，認為擠壓邊墻不適合方溪水庫搶抓施工進度的要求，推薦采用砂漿固坡法。

3 設(shè)計變更

原設(shè)計為擠壓邊墻，根據(jù)工程實際情況和進度要求，變更為砂漿固坡，具體技術(shù)指標(biāo)見圖6和圖7。其中擠壓邊墻層厚40.0 cm，底寬75.0 cm，頂寬10.0 cm；設(shè)計變更后為砂漿固坡，厚度10.0 cm，砂漿強度M10。

圖6 方溪水庫大壩原設(shè)計斷面圖 單位：cm

圖7 設(shè)計變更圖 單位：cm

4 質(zhì)量控制要點

4.1 墊層參數(shù)調(diào)整

原設(shè)計墊層粒徑不大于8.0 cm，孔隙率在17%以內(nèi)，砂漿鋪設(shè)厚有鏤空現(xiàn)象，經(jīng)與設(shè)計協(xié)商，將墊層調(diào)整為更為嚴(yán)格的填筑料—特殊墊層料，其粒徑不大于4.0 cm，粒徑小于0.5 cm的含量在30%~50%。調(diào)整后，填筑碾壓后形成封閉良好的基層，穩(wěn)定性強、平整度高、密實性好，為砂漿施工提供堅實的基礎(chǔ)保障。

4.2 墊層超填及削坡控制

由于碾壓機械邊緣的碾壓效果遞減，為加強墊層的壓實度，根據(jù)施工經(jīng)驗，實際施工過程中，墊層料在壩頭坡面法線方向超填50.0 cm。削坡時，根據(jù)大壩的軸線部位不同，為大壩后期沉降空間預(yù)留5.0~10.0 cm，采用放樣劃線方式定位可精確控制預(yù)留。

4.3 墊層料斜坡壓實

削坡及夯實以挖機為主，夯實采用不小于220挖機專用平板振，對坡面形成固結(jié)整體，為后續(xù)施工做準(zhǔn)備，其次避免雨水、大風(fēng)等不良天氣對坡面帶來影響。分段完成墊層施工后，砂漿施工前，必須清理坡面浮渣浮石，隨后對坡面進行整體碾壓，進退錯距，搭接長度控制在10.0~20.0 cm，碾壓4遍。碾壓速度控制在0.30~0.40 m/s。

4.4 砂漿配合比控制

砂漿配合比是砂漿固坡施工的質(zhì)量控制關(guān)鍵，設(shè)計配合比必須滿足砂漿M10的標(biāo)號要求，根據(jù)施工需要可適當(dāng)摻和速凝劑；施工配合比嚴(yán)格控制各項參數(shù)，對砂的含水率必須實施動態(tài)檢測，并調(diào)整用水量。拌合好的砂漿以“手抓成團，落地開花”的狀態(tài)為最佳標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)的砂漿必須防止風(fēng)吹、日曬、雨淋等天氣情況，做好全程封閉運輸。

4.5 砂漿碾壓控制

在砂漿鋪設(shè)完成后，隨即使用斜坡碾進行碾壓。斜坡震動碾壓中，向上碾壓速度控制在0.30~0.35 m/s，向下速度小于0.40 m/s，以使砂漿形成連續(xù)完成的表面層，避免出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象。在振動碾不能碾壓的趾板邊上，采用人工壓實。

4.6 成品養(yǎng)護

碾壓成型的砂漿固坡必須即刻鋪設(shè)養(yǎng)護毯，并安裝灑水管網(wǎng)，實施24 h連續(xù)灑水，確保新施工部位砂漿全部覆蓋，養(yǎng)護時間不少于28 d。根據(jù)天氣狀況，增加養(yǎng)護時長。

5 結(jié) 語

墊層上游面采用砂漿固坡法，極大加快了大壩填筑進度。目前大壩已填筑至頂高程，面板澆筑順利進行，可以達到汛期面板澆筑完工的目標(biāo)。