讨论面板堆石坝挤压边墙施工技术

【摘 要】挤压边墙施工技术进行坝体坡面施工，具有加快施工进度，简化施工工序、确保垫层料的碾压质量，保护坝体汛期坡面，而且是平面作业，减少了斜面施工及高陡边坡施工的安全隐患等施工优点。本文以某某水库混凝土面板堆石坝建设中成功应用挤压边墙施工技术进行坝面固坡为例，从挤压边墙的结构形式与施工工艺、干硬混凝土配合比、与传统坡面碾压保护施工技术的比较等方面论述了面板堆石坝挤压边墙施工技术。

【关键词】水库；混凝土面板堆石坝；挤压边墙；施工

1 工程概况

璧山县三江水库位于重庆市璧山县，主要建筑物有拦河大坝、导流泄洪隧洞、供水工程、溢洪道、黄木沟借水工程等组成。

璧山县三江水库大坝为混凝土面板堆石坝，库容为0.15亿m3，为中型水库。最大坝高 58.5m，坝顶长126m，坝底宽179m，坝顶宽6.0m，地震设计烈度为6 度。根据料源及对坝料强度、渗透性、压缩性、施工方便和经济合理等要求，将坝体划分为面板混凝土、挤压墙混凝土边墙、灰岩垫层区、灰岩过渡区、主堆石区、次堆石区、下游坝坡，并在坝体上游设坝前覆盖区。在垫层区前采用混凝土挤压边墙施工以进行坡面结合及稳固处理。

2 混凝土挤压边墙的施工技术特点

混凝土挤压边墙施工是将混凝土利用机械的挤压力量形成的一道墙体，同时依靠挤压的反作用力前进，在每层上游垫层料填筑前，设计坡面沿垫层料区利用挤压边墙机制作一条半透水、低强度、低弹模、连续的加硬混凝土墙体，待边墙混凝土达到要求的强度后（通常是2--5h），在墙内回填垫层料，碾压合格后再一次进行坝体堆石材料的填筑，以形成有一定强度的、完整的上游坝而混凝土。此种混凝土挤压边墙施工速度快，可保证大坝的垫层料、过渡料、堆石料施工同步上升，与以和采用的常规的坡而碾压施工技术相比，具有以下特点：

（1）同步形成坡面保护，快速提供一个坚固的防护面，提高坡面抗损坏和防冲蚀的性能，加大抗冲刷能力，使其表面不因雨水冲刷出现拉槽现象，对坝体安全度汛有一定作用；

（2）施工设备简单化，即大量减少设备又使作业人员大为减少，降低了施工成本；

（3）作业山坡面施工改为在平面施工，安全方面更得以保障；

（4）由斜坡碾压变成侧面有约束力的垂直碾压，使垫层料的密实度有了良好的保证，提高了垫层料区对面板的支撑能力以及抗渗能力；

（5）上游坡面一次性成形，垫层料与上游坡面防护施工同步完成，减少垫层料超填，同时减去了坡面削坡、整修、碾压以及保护等施工工序，施工进度得以加快。上游坡面的施工组织不再成为制约工期的关键；

（6）垫层料、过滤料、堆石料施工同步上升，便于组织施工。

3 混凝土挤压边墙的结构形式

图1 挤压边墙截面图/cm

在垫层料区前山边墙挤压机施工，连续挤压形成一道齿形十硬性混凝土墙即为混凝土挤压边墙。本工程上游坡面为1：1.4，混凝土挤压边墙高40cm，顶宽l 0cm，底宽71cm.截面为梯形，详见图1，与坝体结构布置详见图2

图2 挤压边墙与坝体结构布置示意图

注：2A 为垫层料、2B为特殊垫层料、3A为过渡料、3B 为堆石料。

4 挤压边墙施工的混凝土配合比试验

考虑挤压边墙的施工需要，挤压边墙混凝土各项指标应符合要求，混凝土过湿或过干，挤压机都不会行走，混凝土应具有适当的和易性，以方便施工。本工程边墙混凝土设计标号为 CA 级，在借鉴以往其它混凝土面板堆石坝边墙混凝土的成果，合工程所在地区的砂石骨料状况，对其混凝土原材料、配合比及混凝土性能进行试验研究，技术指标详见表1。

试验检测成果为干密度：2.27g/cm3，渗透系数： 4.72×10-2，弹性模量：5146MPa ，抗压强度为 3.7MPa。混凝土配合比见表 2。

5 挤压边墙的施工

5.1 施工工艺流程

宽l 0cm .高5cm，内侧铺填2A料其松铺顶凝土挤压边墙。施工工艺流程详见图3：

图3 挤压边墙施工工艺流程

5.2 施工顺序

施工填筑第一层垫层料之前，先对地基进行碾压并填筑，施工下一层垫层料之前应对上一层垫层料进行整平碾压，通过测量并划线定位后用边墙机挤压出一条高40cm的低弹性模量、低强度的混凝土墙，待其达到要求强度后（一般2h左右），按设计要求在其下游侧铺料，在靠近侧墙部位40cm内采用小型振动碾（CA18）进行碾压，以防止激振力过高使边墙破损。

5.3 混凝土挤压边墙的施工

（1）为控制挤压边墙的外观尺寸，减少面板施工对挤压边墙的修凿或增加面板混凝土工程量，施工时应检查前一层挤压边墙和垫层料填筑后的平整度，一旦存在凹凸，应采取人工修补、找平并碾压密实。

（2）测量放线：施工边墙前，根据边墙挤压机的宽度，在其内侧放一根平行于坝轴线的施工细线，间隔5m左右用钢钉将细线固定在垫层料表面，以指导边墙挤压机的行走方向，使挤压墙成型并位置准确平直·

（3）边墙挤压机就位及定向：吊装边墙挤压机前，检查并确认发动机完好及所有部件连接牢固，用履带吊或反铲挖掘机吊装。就位应尽量满足前进的自线方向，随时用水准仪调节机身。同时让外墙板与边墙外坡面重合，以满足要求。

（4）混凝土拌和入仓：在搅拌楼拌和混凝土后，将混凝土用6m'3混凝土罐车运至工地现场。

（5）边墙成型施工：利用边墙挤压机，依靠成型密实的混凝土边墙为支撑将混凝土向前推进，由专人控制前行方向行走误差在士20mm，速度保持在40m/h。每层边墙成型后，如出现明显跨塌、台阶、小平整及其他缺陷，应马上进行人工修补处理。

（6）趾板与边墙接缝处理：对挤压机体与两端混凝土趾板之间的接缝，应使用边墙混凝土材料，人工立模浇筑后用打夯机夯实，以不留空隙。

（7）垫层料填筑碾压：在每层边墙施工结束2-3小时 后，进行垫层料砂石料施工，某某水库垫层料铺筑每层 44cm，平夯后用18t自行式振动碾，静碾 4 遍，再振动碾压8遍，为保护边缘部位在靠近在边墙 ，40cm 内用 CA18 振动碾进行碾压。

（8） 挤压边墙坡表面处理： 冲洗坡表面碴土，在浇筑面板混凝土前，表面喷少量砂进行保护。填筑顺序详见图 ，

图4 挤压边墙、2A、3A、与3B填筑顺序图

6 混凝土挤压边墙施工质量试验

6.1 混凝土材料及中间产品检测要求

（1）水泥的选用应符合规范要求，每批次水泥检测1组；

（2）选用合格的速凝剂，每批次检测1组；

（3）每200-300m'3砂石料检测1组；

（4）每5层（2m）挤压边墙混凝土的抗压强度，检测1组；

（5）边墙混凝土弹性模量取3000-5000MPa.每20层（8m）检测1组；

（6）每10层（4m）挤压成型的边墙混凝土干密度，检测1组；

（7）每25层（10m）检测1组边墙混凝土渗透系数，。

6.2 挤压边墙混凝土表面外观的检查要求

对挤压边墙混凝土表面外观的检查采用2m直尺。

6.3 材料要求

砂石骨料、水泥、外加剂称量不应超过以下数值：砂石骨料士2 %、水泥士1%、水、外加剂士1%

6.4 试验

挤压边墙混凝土的干密度、抗压强度、弹性模量、渗透系数的测试与一般土工试验及混凝土试验方法基本一致，可参考《普通混凝土力学性能试验方法标准》（DL/T50081-2002）和《水工混凝土试验规程》（DL/T5150-200） 1及有关试验标准。本工程挤压边墙施工检测结果详见表3

7 结束语

某某水库大坝应用挤压混凝土边墙施工技术，施工设备简单化，作业山坡面施工改为在平面施工，山斜坡碾压变成侧面有约束力的垂直碾压，提高了垫层料区对面板的支撑能力以及抗渗能力，使垫层料的密实度有了良好的保证，同时减去了坡面削坡、整修、碾压以及保护等施工工序，垫层料、过滤料、堆石料施工同步上升，便于组织施工，施工进度得以加快，降低了施工成本。

同时快速提供一个坚固的防护面，提高坡面抗损坏和防冲蚀的性能，加大抗冲刷能力，对坝体安全度汛起到一定作用。实践证明与传统工艺相比，新施工技术可以使施工工序简化，从面使施工进度加快，确保了垫层料的碾压质量，并解决了汛期保护坡面的问题，降低了高边坡施工的高危作业危险因素，提高施工安全度。为工程顺利完工提供保证。因此该施工技术可行，且具有先进性。

参考文献：

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[2]工亚文，廖光荣，周俊方.面板堆石坝挤压式混凝土边墙术在水布娅面板坝中的应用[C].2004水力发电国际研讨会.2004水力发电国际研讨会论文集.湖北 2004.

[3]陈志勇，苏礼臣.面板堆石坝挤压边墙施工技术[L].水利建设与管理，2010（6）.