芻議混凝土面板堆石壩擠壓式邊墻施工技術(shù)

姚中英

(喀什地區(qū)長河水利水電工程有限責(zé)任公司，新疆 喀什 844000)

芻議混凝土面板堆石壩擠壓式邊墻施工技術(shù)

姚中英

(喀什地區(qū)長河水利水電工程有限責(zé)任公司，新疆 喀什 844000)

相比傳統(tǒng)坡面碾壓保護施工技術(shù)，擠壓式混凝土邊墻施工技術(shù)具有施工工藝簡單、工期不長、安全性容易保證、利于節(jié)省造價等優(yōu)勢。文章闡述了擠壓式混凝土邊墻主要施工工藝，介紹了其發(fā)展應(yīng)用概況，探討了擠壓式混凝土邊墻一般施工技術(shù)指標、主要施工技術(shù)要點，進行了工程經(jīng)濟評價。

堆石壩；擠壓式混凝土邊墻；施工技術(shù)

0 前 言

目前，我國水利水電工程中已較多采用混凝土面板堆石壩。但是，傳統(tǒng)混凝土面板堆石壩存在較多問題，主要包括傳統(tǒng)施工方法的上游坡面和下游坡面問題，其中上游破面問題更普遍存在。

因此，迫切需要有新的施工方法來解決實際工程難題，擠壓式混凝土邊墻技術(shù)便應(yīng)運而生。擠壓式混凝土邊墻技術(shù)是一種在混凝土面板堆石壩上游坡面固坡施工的新的施工技術(shù)方法。該技術(shù)優(yōu)勢在于墊層區(qū)施工能夠同時和堆石壩上游坡面保護，鑒于其優(yōu)勢所在，國內(nèi)外堆石壩工程已較多采用。

借鑒于園林道路工程中混凝土道沿拉模施工工藝，1999年巴西埃塔(ITA)面板堆石壩建設(shè)中首次使用該技術(shù)，接著該技術(shù)在國外許多新建混凝土面板堆石壩中得到應(yīng)用。

隨著我國經(jīng)濟科技技術(shù)的迅猛發(fā)展，常規(guī)火力發(fā)電已不能完全滿足人們對電力的需要，人們迫切需求更多清潔的水電資源，各種大壩不斷涌出，這催生了我國堆石壩工程迅猛發(fā)展。在堆石壩工程中，越來越多的新技術(shù)被研究和應(yīng)用。

從2001年開始，我國壩工界開始在少數(shù)項目中進行研究和應(yīng)用此項技術(shù)。其中，陜工局首先在黃河公伯峽工程中采用了了該項技術(shù)，并取得成功。目前，黃河公伯峽、恩施芭蕉河面板堆石壩、甘肅龍首二級電站、河南盤石頭水庫工程、鶴峰一級電站、陜西渭南澗峪水庫國 、四川瓦屋山面板堆石壩等工程中已經(jīng)采用該技術(shù)。

文章闡述擠壓式混凝土邊墻主要施工工藝，介紹了其發(fā)展應(yīng)用概況，探討了擠壓式混凝土邊墻一般施工技術(shù)指標、主要施工技術(shù)要點，進行了工程經(jīng)濟評價。指出了混凝土面板堆石壩擠壓式邊墻的優(yōu)勢所在。

1 擠壓式邊墻施工工藝介紹

1.1 擠壓式邊墻施工方法

根據(jù)道路園林道沿機的擠壓滑模原理，利用電動機將混凝土拌和料輸送到成型腔，充實形成混凝土墻，其密實度根據(jù)設(shè)計要求確定，擠壓機以已成形的混凝土墻為支撐不斷向前移動，機后形成不同幾何截面的混凝土邊墻[1]。擠壓邊墻施工法可簡述如下：

1)利用擠壓式邊墻機，通過澆筑混凝土，完成一個半透水混凝土小墻。

2)填筑一層墊層料。

3)在混凝土墻內(nèi)側(cè)按設(shè)計要求鋪填壩料。

4)用振動機械碾平面碾壓。

5)檢驗，若合格后重復(fù)①～④工序。

1.2 擠壓式邊墻施工優(yōu)點

與傳統(tǒng)坡面碾壓保護施工技術(shù)相比，具有如下特點：

1)施工工序少，工期快。壩體和邊墻可同步施工，在混凝土成型2h后可開始進行墊料層鋪設(shè)，無施工間歇，可保證工序連續(xù)。

2)在邊墻的限制下，無需超填墊層，也不需要進行修整破面，能夠保較高的施工安全系數(shù)。壩體與上游壩腳部位同步施工并成型，提高雨天施工安全性。

3)邊墻工序簡化，有利于施工現(xiàn)場管理。

4)上游坡面由于采用新技術(shù)，簡化了施工設(shè)備、施工機具。一次完成坡面施工。大大減少了人工修整作業(yè)工程量。

5)提高了導(dǎo)流、度汛安全性[2]。

2 擠壓式混凝土邊墻技術(shù)指標

根據(jù)工程設(shè)計要求確定的截面尺寸。典型的邊墻截面為梯形如圖1所示，高40cm，上游邊坡1∶1.6，頂寬10cm，下游邊坡8∶1。

圖1 擠壓混凝土邊墻典型斷面圖

2.2 擠壓混凝土邊墻施工

混凝土常用技術(shù)指標見表1所示。

表1 擠壓邊墻施工混凝土技術(shù)指標

2.3 擠壓混凝土一般配合比設(shè)計

一般根據(jù)擠壓邊墻技術(shù)指標，對擠壓邊墻的混凝土原材料、配合比及混凝土各項性能進行試驗。原材料的試驗包括：砂石料試驗、水泥、外加劑試驗等。

1)砂石料，選擇級配合理，質(zhì)量可靠的砂石。

2)水泥，墻體要求低強度、低彈模，不應(yīng)采用高標號水泥。

(4)選煤廠入洗能力整體下降。由于煤泥水系統(tǒng)處理能力不足，致使選煤廠不得不降低入洗量，以保證系統(tǒng)正常工作。

3)外加劑，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工條件選擇合理的外加劑[3]。

配合比設(shè)計主要考慮3個方面因素：

1)施工機械擠壓壓力的大小。同時滿足成型腔內(nèi)要求的設(shè)計混凝土密實度和滲透設(shè)計要求。

2)擠壓混凝土的彈性模量和強度。選擇擠壓混凝土密實度盡可能與墊層料密實度一致，選擇低強度和低彈性模量的水泥。成型腔內(nèi)擠壓混凝土邊墻既能適應(yīng)墊層料的變形，又能承受一定的荷載和沖擊。

3)配合比滿足可施工性的要求。根據(jù)擠壓機擠壓混凝土的技術(shù)指標，逐步選完成可施工性混凝土配合比。

混凝土水灰比過大或過小，都會導(dǎo)致擠壓機都不行走，因此要選擇符合設(shè)計要求的混凝土水灰比。墻體混凝土一般按干硬性混凝土設(shè)計配合比，坍落度要求、水泥及水用量、水灰比、混凝土28d抗壓強度，滿足設(shè)計要求范圍內(nèi)。根據(jù)實驗室內(nèi)試驗配合比，經(jīng)現(xiàn)場測定后，確定最后施工配合比[4]。

3 擠壓邊墻的施工技術(shù)要點

擠壓混凝土邊墻的施工工藝流程為:

1)平整施工場地。擠壓混凝土施工前，須平整施工作業(yè)場地，以方便擠壓機施工行走作業(yè)。擠壓邊墻混凝土施工中，擠壓前和墊層料填筑后，須對墊層平整度進行檢查，進行人工整平和修補。攤鋪碾壓工作面合格后，應(yīng)足夠平整，平整度一般控制在2cm范圍內(nèi)。

2)測量放線。對墊層料進行高程要準確復(fù)核。畫出擠壓機的行走路線以及邊墻的下邊線。設(shè)計坡面平行于畫線。擠壓機行進方向按畫線執(zhí)行。最終使成形腔的擠壓墻平直，位置準確。

3)擠壓機就位。邊墻擠壓前，保證擠壓機與即將擠壓邊墻同一水平面上。擠壓機就位調(diào)整過程如下：用吊車將擠壓機吊運至指定位置，進行現(xiàn)場調(diào)整。擠壓機就位后使其內(nèi)側(cè)邊沿緊貼測量放線線繩，調(diào)平螺栓，并用水平尺檢查。最終，保證擠壓機出料口高度40cm。

4)邊墻擠壓成墻，即成墻施工。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，采用合理施工機械或配合人工施工。擠壓式邊墻混凝土施工后2～3h，可利用機械進行墊層料的攤鋪施工和碾壓施工。將速凝劑添加器放置在擠壓機進料口后方，將按比例加水稀釋后的速凝劑填裝好，開動擠壓機，混凝土運輸車運送已拌制好的混凝土到指定位置。

將攪拌均勻的混凝土均勻地放入擠壓機進料口，添加速凝劑添加劑，按計算好的流速使速凝劑流入進料口，利用擠壓機的攪拌擠壓，最終使速凝劑可以基本上均勻地摻入混凝土內(nèi)。

擠壓機與混凝土運輸車應(yīng)同步前進并不間斷卸料。行進速度一般應(yīng)控制在40～60m/h。擠壓機行走路線以前沿內(nèi)側(cè)邊沿靠線為準，在施工現(xiàn)場，根據(jù)施工具體，利用導(dǎo)向輪作不斷調(diào)整，以保證墻體平直、位置精確。

5)邊墻兩端與趾板接口人工整修處理。由于擠壓機本身較長，會占用一定施工空間。因此關(guān)于連接問題，只能采用人工操作。施工過程如下：①立模澆筑混凝土；②適量摻速凝劑并進行人工操作搗實夯實；③使擠壓混凝土墻兩端與兩岸岸坡趾板連接并基本不留空隙。

6)缺陷處理。對于施工過程因各種原因出現(xiàn)的問題要及時處理。擠壓成墻施工過程中的錯臺、邊墻倒塌、成墻混凝土缺陷等問題，處理完成并經(jīng)過安全檢查合格后，方可轉(zhuǎn)向下一道工序施工。

7)埋設(shè)監(jiān)測儀器，布置觀測點。首先確定變形觀測點，然后根據(jù)觀測點埋設(shè)位移計，在施工現(xiàn)場中注意進行觀測，以方便指導(dǎo)后續(xù)施工以及驗證設(shè)計值。

8)施工記錄。主要有測量放線記錄、混凝土攪拌澆筑記錄、現(xiàn)場取樣及試驗資料、施工日志等，資料記錄應(yīng)完整真實，施工日志中對缺陷處理要真實準確，不允做假和瞞報[5]。

4 擠壓式混凝土邊墻工程施工技術(shù)經(jīng)濟評價

對混凝土面板堆石壩擠壓式邊墻施工技術(shù)進行經(jīng)濟評價是非常重要的。結(jié)合已有工程實例進行工程經(jīng)濟評價，能夠更好指導(dǎo)混凝土面板堆石壩擠壓式邊墻施工技術(shù)的發(fā)展和不斷創(chuàng)新改進。

參考國內(nèi)外工程實例，擠壓式邊墻施工技術(shù)對工程質(zhì)量的提高、工期的縮短以及增加度汛導(dǎo)流的安全性等產(chǎn)生的經(jīng)濟效益是因工程不同而不同的，但其基本特點與是基本完全一致的。

在上游坡面防護施工，傳統(tǒng)工藝費用主要有以下幾部分組成：坡面超填費用、人工削坡費用、人工及機械碾壓費用、平整場地費用，場地噴涂乳化瀝青的施工費用。擠壓式混凝土邊墻方法在坡面防護施工中，減少同體積墊層料費用，只有混凝土施工所需費用。利用混凝土擠壓式邊墻，取代了傳統(tǒng)的坡面超填、削坡、斜坡修整、墊層坡面防護(水泥砂漿護坡或噴涂乳化瀝青)等工序，達到節(jié)約資源，節(jié)省人工費用等。

同時，每道邊墻施工只需要少數(shù)人員配合，并在較短時間內(nèi)完成，節(jié)省勞動力、提高工作效率。成型混凝土墻能抵御來水沖刷，可適當(dāng)降低導(dǎo)流建筑物要求，從而節(jié)省投資。不存在雨水沖刷拉槽的問題，從而節(jié)省了施工所需費用，使工期縮短，從而達到降低了工程造價的目的。

工程所處地理位置的不同會影響工程經(jīng)濟效益。例如多雨地區(qū)由于降水量大，對坡面造成沖刷程度嚴重的，因此后續(xù)工作量會有所增加。

另外，各地施工場地條件不同，可供使用的墊層料制備成本的不同，會使擠壓式邊墻施工技術(shù)與傳統(tǒng)方法的經(jīng)濟性差異有所變化。值得一提的是擠壓式邊墻技術(shù)還處于探索階段，工序計劃、生產(chǎn)成本尚待實踐，這些都需要不斷總結(jié)思考。

5 結(jié) 語

參考國內(nèi)外工程實例，總結(jié)出擠壓式混凝土邊墻施工技術(shù)在混凝土堆石面板壩上游坡面護坡中應(yīng)用具有較多優(yōu)越性，具有施工工藝簡單、工期不長、安全性容易保證、利于節(jié)省造價等優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的上游固坡形式相比，技術(shù)和經(jīng)濟效益明顯。因此，值得推廣應(yīng)用到更多混凝土面板堆石壩工程中。

[1]孫玉軍，洪鏑，武選正.公伯峽面板堆石壩混凝土擠壓式邊墻技術(shù)的應(yīng)用[J].水力發(fā)電，2002(08)：45-47.

[2]頡建軍.面板堆石壩墊層施工及坡面防護技術(shù)的發(fā)展[J].四川：水力發(fā)電，2009，28(S2)：80-83.

[3]趙曉.擠壓式邊墻施工法在白蓮河面板堆石壩中的應(yīng)用[J].人民長江，2007，38(03)：33-34.

[4]陳景富，王德傲.擠壓式混凝土邊墻技術(shù)在鄭家灣混凝土面板堆石壩中的應(yīng)用[J].江淮水利科技，2007(03)：22，44.

[5]桂云峰.擠壓邊墻在寺坪水電站面板堆石壩中的應(yīng)用[J].大壩與安全，2008(01)：48-52.

1007-7596(2014)01-0117-03

2013-11-25

姚中英(1963-)，男，湖南岳陽人，工程師，從事水利工程施工工作。

TV641.43

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