某水利樞紐混凝土面板表層止水機械化施工

肖 飛

（中國水電建設集團第十五工程局有限公司 陜西 西安 710016）

1 工程概況

貴州某水利樞紐工程大壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，其最大壩高157 m，壩頂高程1335.0 m，壩頂長355.5 m，壩頂寬度10.3 m。面板為不等厚結構，高程1302.970 m以上為0.40 m等厚，1302.970m高程以下厚度以T=0.3+0.0035 H（m）控制，則面板厚度T=0.4 m～0.832 m。面板接縫表層止水垂直張性縫長度3883 m、垂直壓性縫長度1826 m、周邊縫長670 m、防浪墻底縫長355.5 m。根據壩體填筑及面板混凝土澆筑工期布置安排，面板接縫表層止水施工分三期進行施工，即:一期為1178 m～1243 m；二期為1243 m～1301.97 m；三期為1301.97 m～1331.991 m。

2 混凝土面板接縫表層止水快速一體化機械施工設備簡介

2.1 一體化機械施工設備介紹

混凝土面板接縫表層止水快速一體化機械施工設備主要由擠出施工臺車、柔性填料擠出機、送料設備、有自身動力的牽引臺車組成。

2.2 設備主要功能簡介

擠出施工臺車：功能一，現場攪拌柔性填料并擠入擠出成型，同時利用擠出壓力形成的反向推動力作為擠出機的驅動力。功能二，填料擠出成型，立即完成填料包蓋板覆蓋及夯實，即把蓋板與填料包、填料包與混凝土面夯壓緊密。

3 面板接縫表層止水施工工藝流程

混凝土面板接縫“V”型槽消缺和清理→涂刷SK底膠→安放PVC棒→安裝復合波浪形橡膠止水→擠出機擠出成型柔性填料并壓實→增強型三元乙丙橡膠復合板粘貼及固定→安裝不銹鋼扁鋼壓條并安裝、緊固螺栓→（SK柔性封邊劑）封邊。

4 一體化機械施工工藝簡述

面板接縫表層止水一體化機械施工主要應用于上述施工工藝中柔性填料擠出成型及復合蓋板安裝，除此之外的施工準備及復合蓋板固定、封邊處理均由人工配合（本部分內容文章不做闡述）完成。

一體化機械施工主要從下面三方面進行論述：

（1）面板垂直縫柔性填料擠出嵌填

面板垂直縫止水的快速一體化機械施工是通過壩頂牽引臺車牽引擠出機臺車騎縫自下向上行走來完成的。

施工時要確保喂料量充足、穩定、連續的情況，擠出機臺車勻速上行，柔性填料包連續不斷地被擠出，直到一條縫施工完成；否則接縫施工質量得不到保證。

（2）面板周邊縫和防浪墻底縫柔性填料的擠出嵌填

面板壩周邊縫的坡度及平面布置受周邊山體形狀、開挖斷面的控制，難以統一規則，加上周邊縫止水的尺寸較大，實現接縫表層止水快速一體化機械施工有很大的難度。周邊縫止水的快速一體化機械施工，是通過專門加工的一臺大功率擠出機（周邊縫擠出臺車），配合多點牽引、改向滑輪、斜坡軌道來實現的。

壩頂防浪墻底縫表層止水的機械化施工是通過水平牽引臺車（卷揚機）牽引平面擠出臺車來實現的。

（3）柔性填料擠出施工中重點注意問題

1）柔性填料應保證其入倉溫度，不得太低，否則不易施工。另外要求始終保持嵌填部位的干燥。

2）擠出機送料過程中應連續不斷的送料以最大限度地滿足擠出機的吃料量，確保擠出的柔性填料成型體的密實度滿足要求。

3）嵌填完成后，12小時內禁止過水，也不得任意撕扯，造成人為破壞。施工完成后的表層止水，不得承受反滲水的作用。

4)施工中特別注意，要對嵌填體的質量進行檢查。通過抽樣做破壞性檢測，每50 m選一點；檢查柔性填料與混凝土基面的粘接是否牢靠。

5 面板接縫表層止水一體化機械施工與普通人工裝填施工比較分析

5.1 施工速度

采用一體化機械施工，根據施工現場記錄資料統計，面板垂直縫日施工平均速度55m/d～60m/d，周邊縫日平均施工速度25m/d～31m/d。

筆者2003年參加過的一個類似項目施工，采用人工裝填施工方案，施工組織采取施工小組（8人為一小組，主要包括壩面準備和輸送材料、填料安裝與修規、PVC蓋板安裝與固定。）承包制，調閱施工資料并對其進行統計，面板垂直縫日施工平均速度8m/d～10m/d，周邊縫日平均施工速度5m/d～6m/d。

根據以上分析得出：采用一體化機械施工面板垂直縫速度為人工裝填速度的7倍左右，施工周邊縫速度為5倍左右。

5.2 施工質量

（1）根據貴州某水利樞紐大壩一期面板接縫表層止水采用一體化機械施工單元工程質量評定結果，面板垂直縫共劃分18個單元工程，單元工程全部合格，單元工程優良率100%；面板周邊縫共劃分7個單元工程，單元工程全部合格，單元工程優良率100%。截止筆者發稿時現場正準備施工二期面板接縫表層止水。

（2）采用機械化施工在保證施工質量方面優越性分析。機械化施工受自然條件影響制約小，產品質量保證率高。特別是面板接縫表層止水這類施工項目，屬露天、高邊坡作業，工序復雜，連續高強作業受降雨等自然因素影響很大，質量較難保證，且易造成材料浪費、返工處理等問題。在準備工作充分的情況下，因機械化施工高效、快速特點，較大程度縮短工序施工時間，本項目施工主要體現在填料嵌填和復合蓋板安裝，采用機械一體化施工將這兩道工序合并為一道工序進行操作，很大程度規避施工環境風險，質量也能更好的得到保證，提高了經濟效益。此類項目關鍵工序采用機械化施工，因其具備良好的機械性能，操作穩定，運行恒定，避免較多人為因素（諸如操作者水平、質量意識、標準程度差別等）影響施工質量，提高了施工質量保證率。

（3）一體化機械施工質量保證亮點分析論述。①填料密實度好。面板接縫表層止水施工機械采用作用力原理設計，通過填料擠出螺旋工作，連續不斷擠出滿足設計要求的可塑性填料，使之擠壓密實，同時擠出填料產生的力反作用于擠出機向前移動，較以前使用人工裝填拍打擠壓工藝相比，較好的保證了填料密實度，保證了施工質量；②外觀質量、飽和度好。填料經設備攪拌微加熱作用后，依靠擠出螺旋作用，通過成型腔體成型，表層止水設計斷面一般為圓弧形，與人工裝填成型相比外觀質量漂亮、飽和度好；③位置準確、邊線順直。一般的面板表層止水設計均為直線結構，在機械化開始施工前，將測量儀器放樣定位好的設計線進行偏移，采用鋼絲將偏移后的設計線進行標記固定，然后通過設備紅外定位裝置進行設備行進軌跡控制與糾偏，能較好的保證止水設施位置準確，并且兩側邊線順直，外觀質量好。

5.3 施工安全論證分析

設備設計者和制造者考慮了項目高邊坡作業危險因素，在填料擠出機上增設了兩層安全作業操作平臺，分別為擠出機喂料平臺和復合蓋板安裝平臺，平臺寬度50cm～80cm，平臺內外側臨邊區均安裝了防護欄桿。良好的作業環境與氛圍，提高了作業人員的工作積極性，提高了工作效率，降低了安全風險。但筆者認為，高邊坡危險因素始終存在，設備工作期間人員安全保證措施不應僅限于此，除應保證錨點牢固、牽引設備性能良好、鎖具牢靠之外，還應增加專門的一根安全繩，作業人員將安全帶系掛在安全繩上，保證設備發生險情時人員人身安全。

5.4 經濟適用性分析論述

筆者2003年曾參加的類似項目和2011年湖北省某已完建面板壩同類型項目，這兩個項目均采用普通人工裝填方案，經過經濟性溝通分析認為：人工裝填與機械施工兩種施工方案在經濟費用問題上基本一致，無太大差別。但筆者認為，一體化機械施工技術方案施工速度快、工效高的優點，是人工裝填技術方案無法達到的。項目固定成本不變，機械化施工速度快，能給項目節約大量時間，縮短建設工期，自然就給項目建設帶來無形的經濟效益。同樣，機械化施工能夠大量解放勞動力，在目前社會出現勞動力荒的情況下，筆者認為采用機械化施工不失為一個好的方案。

6 結語

隨著科技不斷進步，機械化、自動化作業設備不斷研制與更新，并應用于生產以解決勞動力緊缺問題，代替勞動效率低下的手工勞動，依靠其質量因素可控，可靠穩定運行，提高了產品質量保證率，提高了生產效率。特別是我們水利水電工程勞動密集型項目，更是期待著施工自動化、機械化生產模式的早一天到來。