混凝土面板堆石壩擠壓邊墻施工技術及線性控制

張青艷 任發通

摘要：本文詳細介紹了苗家壩水電站擠壓邊墻施工技術及線性控制。特別在施工工期緊、質量要求高的情況下，保質保量，按時完成了擠壓邊墻施工，在實施過程中取得較好的效果，值得交流借鑒。

關鍵詞：混凝土面板堆石壩 擠壓邊墻 線性控制

中圖分類號： TU37文獻標識碼： A

1、工程概述

苗家壩水電站位于白龍江下游甘肅省文縣境內，距下游已建成的碧口水電站公路里程31.5km。甘川公路（212國道）沿白龍江上行經碧口至關頭壩，關頭壩至苗家壩壩址約18.0km，新修建有對外專用公路。電站尾水與碧口水電站水庫回水銜接。

苗家壩水電站混凝土面板堆石壩壩頂長度為348.20m，壩頂寬度為10.0m，最大壩高111m，上游坡1:1.4，下游局部坡度1:1.35和1:1.4，下游綜合坡比1:1.55，壩頂設有高度為5.2m的“L”型防浪墻與面板相接，壩頂高程805.0m。壩體填筑總量約377萬m3。大壩上游坡面擠壓式混凝土邊墻設計底高程為699.0m，頂高程為801.0m，擠壓邊墻混凝土共255層（每層高40cm），總長111243m,工程量約為17799m3。

2、擠壓邊墻施工技術

混凝土面板壩上游坡面的施工始終是一個控制壩體填筑進度和影響壩體質量的關鍵環節。苗家壩水電站工程大壩上游坡面施工采用混凝土擠壓邊墻技術。混凝土擠壓邊墻護坡在施工過程中質量與進度存在著矛盾,為了加快進度,保證和提高施工質量,取得較好的效果。

混凝土擠壓邊墻施工技術是混凝土面板堆石壩上游坡面施工的新方法，該技術具有提高墊層料的碾壓質量，簡化施工工藝，簡便、及時地防護上游坡面等特點，目前正在逐步被推廣應用。

擠壓式邊墻施工技術是利用擠壓機械，使經過試驗確定的塌落度為零的干硬性混凝土在墊層料邊緣形成一道小墻。該墻斷面為不對稱梯形，其上游為斜面并與設計壩體坡面一致。下游面為近似垂直的坡面，高度為40cm，與墊層料填筑層厚一致。在混凝土中摻配一定量的速凝劑，在其內側填筑墊層料，用普通振動碾垂直碾壓。經檢驗合格后在工作面上再做一層擠壓墻，如此工序循環反復，最終形成連續完整的符合設計要求的上游壩面。

與傳統工藝相比，其優點為：①連續施工，避免了因人工削坡、斜坡碾壓等工作造成壩面前沿填筑的中止，保證了施工進度。②層料區由斜坡碾壓變為垂直碾壓，可以使用普通的振動碾，既方便施工，又方便檢驗，施工質量得到保證，對安全生產也有很大作用。③墊層料不需要超填40cm，避免了墊層料的浪費。④施工工藝極大地簡化，減少了墊層料的超填、削坡、修整、斜坡碾壓、涂抹砂漿等工序。⑤連續的邊墻形成了規則平整的坡面，對墊層料起到很好的保護作用，同時，對下一步面板混凝土的施工打下了良好的基礎。⑥如果采取適當措施降低擠壓墻的滲透性，可以直接用于壩體的擋水度汛。

擠壓式混凝土邊墻施工成功的關鍵是必須具有性能可靠、效率較高的擠壓機械。公伯峽面板壩所用的擠壓機是由陜西省水電工程集團公司自行開發研制的。其工作原理類似螺旋輸送機，由動力裝置帶動近似于螺旋槳的擠壓裝置，將干硬性混凝土連續不斷地擠入成型槽內，隨著混凝土密實度的提高，擠入新的混凝土將變得困難，這時擠壓力的反作用力可推動擠壓機前進，實現連續施工。根據其工作原理，可通過調整擠壓機自身的重量（即增加或減少配重鐵塊）來調整擠壓混凝土的密實度及擠壓機的前進速度。公伯峽工程所使用的擠壓機的施工速度為40～60m/h，平均速度為44m/h，擠壓混凝土密實度為2.0～2.2t/m3。

擠壓式混凝土邊墻所用的混凝土為干硬性混凝土，塌落度為零，其性能應滿足的要求為：通過擠壓能達到一定的密實度，具有較低的抗壓強度、彈性模量，較高的滲透性，方便施工。經過大量的試驗研究，最終選定混凝土配合比為：水泥用量70～85 kg/m3，用水量約100kg，水灰比1 ∶1.31～1 ∶1.45，施工時摻入適量的速凝劑，其28d抗壓強度不大于5MPa, 容重在2.1～2.3 t/m3之間，滲透系數在10-2～10-3cm/s之間。

3、 擠壓邊墻線性控制

（1）場地平整。墊層料攤鋪碾壓合格后，其表面應盡可能平整，平整度控制在±1.5cm范圍內。

（2）測量放線。該線平行于設計坡面，用以殷引導擠壓機行進方向，使成形的擠壓墻平直，位置精確。使用細線，每隔8～10m用鐵釘固定在墊層料表面。

（3）擠壓機就位。擠壓機由吊車吊運至預定位置，就位后使其內側邊沿緊貼測量放線線繩，扭動螺栓進行調平，并用水平尺檢查，使擠壓機出口高度為40cm。

（4）成墻施工。在擠壓機進料口后方平臺放置速凝劑添加器，內已裝好按比例加水稀釋的速凝劑。發動擠壓機，混凝土運輸車運送已拌制好的混凝土熟料就位。將混凝土均勻地放入擠壓機進料口，同時打開速凝劑添加劑開關，使速凝劑按計算好的流速流入進料口，通過擠壓機的攪拌擠壓，使速凝劑基本上可以均勻地摻入混凝土內。

混凝土運輸車應與擠壓機同步前進并連續卸料。行進速度應控制在40～60m/h。擠壓機行走路線以前沿內側邊沿靠線為準，并根據實際情況通過導向輪作適當調整，以保證成墻后墻體平直、位置準確。

（5）人工整修。由于擠壓機本身占用一定長度，因此成墻不能與兩端混凝土趾板連接，應人工立模澆筑混凝土并摻速凝劑，人工搗實，使擠壓墻兩端與趾板連接，基本不留空隙。對成墻施工過程中發生的錯臺、倒塌等，進行人工修復，處理完成并檢查合格后，方可轉序施工。

（6）施工記錄。主要有測量放線記錄、混凝土拌制記錄、取樣試驗資料、施工班報等，資料記錄應真實完整，班報中對缺陷處理要真實準確，決不允許漏

擠壓式混凝土邊墻是一種新工藝，目前尚沒有規范的質量控制標準，筆者根據公伯峽面板壩擠壓式混凝土邊墻的施工情況，提出以下幾點：①把握好混凝土配合比和拌制質量，其總的原則是低強度、低彈模、適當的滲透性、易于成形及方便施工。②施工場地的平整度控制在±1.5cm以內。③成墻后上游側斜面位置與設計坡面位置誤差應控制在5cm以內。④擠壓墻施工2h后可進行過渡料、墊層料的攤鋪碾壓施工，但不能對墻體造成任何破壞，如有損壞應及時進行修復。對墊層料的碾壓要求用靜壓。⑤墻體混凝土應進行適當的現場取樣，并進行不同齡期的強度、彈性模量及滲透性試驗，以便指導施工。

4、結語

（1）擠壓式混凝土邊墻施工技術是一種新的施工技術，具有簡化工藝、保證質量、提高工效等特點。

（2）擠壓墻所采用的混凝土滲透系數與墊層料相當，可以起到很好的反濾作用，加強了墊層料的保護作用。

（3）擠壓墻分層施工后，所形成的上游邊坡整體平整度不太理想，需進行處理。鑒于擠壓墻是代替墊層料的，其平整度標準按墊層料執行，實際施工中可控制在5～-8cm范圍內。

（4）擠壓墻混凝土雖然強度、彈性模量均較低，但仍然是整體性比較好的剛性體，若在其上直接澆筑面板混凝土，有可能對混凝土面板產生一定的基礎約束，應采取措施盡可能減少基礎約束。公伯峽工程在混凝土面板澆筑前，對擠壓墻坡面噴涂1mm厚度的乳化瀝青，以減少對面板的約束。

（5）在面板施工前，應采用同標號的砂漿對擠壓墻層間的錯臺進行處理。