混凝土擠壓墻在壩體施工中的應(yīng)用

□丁浩（新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局）

混凝土擠壓墻在壩體施工中的應(yīng)用

□丁浩（新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局）

在混凝土擠壓墻施工中，由于有先期形成的擠壓墻的限制，墊層料無需超填，不僅能夠簡化施工工序，而且能夠減少變形，提高抗水壓能力，同時(shí)混凝土擠壓墻施工技術(shù)具有較好施工安全度，可減少施工人員的數(shù)量，因此在壩體施工中得到非常廣泛的應(yīng)用。文章將結(jié)合具體的壩體施工實(shí)例，簡要探討混凝土擠壓墻的具體施工過程，希望能對(duì)類似工程起到借鑒作用。

混凝土；擠壓墻；壩體；施工技術(shù)

1 引言

混凝土擠壓邊墻施工技術(shù)是混凝土面板堆石壩上游坡面施工的新方法。這種施工技術(shù)是利用邊墻擠壓施工經(jīng)試驗(yàn)確定的坍落度幾乎為零的干貧性混凝土在墊層料上游坡面邊緣逐層形成一道小墻。在混凝土擠壓墻施工技術(shù)中，由于有先期形成擠壓墻的限制，墊層料無需超填，這能夠簡化施工工序，并且能夠減少變形，提高抗水壓能力，同時(shí)混凝土擠壓墻施工技術(shù)具有較好的施工安全度，減少施工人員的數(shù)量，因此在壩體施工中具有非常廣泛的應(yīng)用。

2 工程概況

積石峽水電站混凝土面板堆石壩壩軸線方位為NE69°0′5.43″，壩頂長度為324 m，壩頂寬度為10 m，最大壩高101 m；上游邊坡1:1.50，下游邊坡1:1.40，其上設(shè)有“之”字形上壩公路，寬度9 m；壩頂設(shè)有高度為5.20 m的“L”墻與面板相接，壩頂高程1 861 m。本標(biāo)段上游坡面擠壓式混凝土邊墻設(shè)計(jì)底高程為1 760.20 m，頂高程為1 857 m，擠壓式邊墻混凝土共242層（每層高40 cm），計(jì)混凝土8 827 m3。

3 混凝土配合比設(shè)計(jì)

3.1 擠壓墻混凝土配合比設(shè)計(jì)要求

28 d抗壓強(qiáng)度≤5 MPa，且2-4 h的抗壓強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)以擠壓成型的邊墻在墊層料振動(dòng)碾壓時(shí)不出現(xiàn)坍塌為原則。彈性模量指標(biāo)宜控制在5 000 MPa以下。密度指標(biāo)宜控制在20～ 22.50 kN/m3，盡可能接近墊層料的壓實(shí)密度。滲透系數(shù)應(yīng)控制在10-3～10-4cm/s范圍，為半透水體。混凝土骨料粒徑≤20 mm。

3.2 試驗(yàn)的技術(shù)指標(biāo)

采用PO32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，混凝土以VC值控制在5-7 s，工作度控制在≥90%，擠壓邊墻表面砂漿強(qiáng)度控制在5MPa左右以內(nèi)。擠壓墻混凝土28d抗壓強(qiáng)度控制在3～5 MPa，滲透系數(shù)在10-2～10-3cm/s與墊層相當(dāng)，終凝時(shí)間控制在10 min以內(nèi)，彈性模量控制在6 000 MPa。

3.3 擠壓墻混凝土施工配合比

擠壓墻混凝土施工配合比如表1所示。

表1 擠壓墻混凝土施工配合比表

4 混凝土擠壓墻施工技術(shù)實(shí)施

4.1 施工工藝流程

在工程中進(jìn)行混凝土擠壓墻的施工，其具體的施工工藝流程如圖1所示。

4.2 施工準(zhǔn)備

4.2.1 測(cè)量放樣

采用全站儀進(jìn)行測(cè)量放樣工作，主要應(yīng)放出擠壓墻外邊線。確保壩體上游斜坡面的法線方向最大的允許偏差控制在5 cm以內(nèi)。然后測(cè)放處擠壓機(jī)內(nèi)側(cè)外沿軌跡線。

4.2.2 擠壓機(jī)就位

采用汽車吊將擠壓機(jī)起吊就位。其中需要注意的是擠壓機(jī)的內(nèi)側(cè)外邊沿應(yīng)緊貼著掛線，確保滿足要求，然后放擠壓邊墻的三角形擋板安裝就位，并進(jìn)行有效固定。

4.3 混凝土施工

4.3.1 混凝土的運(yùn)輸、卸料

采用混凝土罐車將混凝土運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。混凝土罐車的運(yùn)輸方向應(yīng)沿著擠壓墻的走向。在擠壓機(jī)開動(dòng)之后，罐車即可跟隨擠壓機(jī)同步前進(jìn)。混凝土的卸料應(yīng)確保均勻連續(xù)。一般情況下，擠壓機(jī)的行走速度應(yīng)控制在40～60 km/h。在混凝土中應(yīng)摻加適量的高效速凝劑，一般其用量應(yīng)控制在水泥用量的5%。

圖1 混凝土擠壓墻施工工藝流程圖

4.3.2 混凝土擠壓式邊墻成型

擠壓機(jī)的行走以前沿內(nèi)側(cè)掛線為準(zhǔn)，并且應(yīng)根據(jù)后沿內(nèi)側(cè)掛線的情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。在卸料行走的同時(shí)，應(yīng)根據(jù)水平尺、坡尺和擠壓墻的結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)內(nèi)外側(cè)調(diào)平螺栓進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而確保上游坡比和擠壓墻的高度滿足相關(guān)的要求。

4.3.3 混凝土擠壓式邊墻缺陷處理

由于擠壓機(jī)無法達(dá)到擠壓墻兩端與趾板接口處，需要先在該處設(shè)置人工內(nèi)側(cè)立模，接著進(jìn)行混凝土的澆筑，需要注意的是混凝土的標(biāo)號(hào)應(yīng)與擠壓墻同標(biāo)號(hào)。如果在施工過程中，混凝土出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、鼓包以及坍塌等問題，需要安排工人采用相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，比如：砂漿抹平、鑿除抹灰或者立模補(bǔ)澆混凝土等措施，從而避免對(duì)混凝土面板產(chǎn)生不利的影響。當(dāng)混凝土擠壓邊墻的缺陷處理完成之后，需要對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)收，在確認(rèn)合格之后，待擠壓墻成型2 h之后，即可開始進(jìn)行墊層料的施工。

4.4 墊層料施工

4.4.1 測(cè)量放樣

當(dāng)擠壓墻施工完成之后，需要采用全站儀對(duì)墊層料與過渡料的交線進(jìn)行放樣，并采用白灰做好鮮明的標(biāo)記。

4.4.2 墊層料拉運(yùn)、攤鋪

當(dāng)墊層料拉運(yùn)到位之后，即可將其運(yùn)輸上壩。接著采用后退發(fā)間隔卸料的方式進(jìn)行施工。采用液壓反鏟進(jìn)行粗平。根據(jù)要求，墊層料的松鋪應(yīng)控制在44 cm左右。在卸料和粗平施工過程中，應(yīng)先采用過渡料進(jìn)行填筑，并進(jìn)行墊層料的填筑施工。其中需要注意的是，對(duì)于接縫處粒徑多大的填料，應(yīng)及時(shí)將其去除，這樣可以有效避免擠壓墻附近出現(xiàn)塊石集中架空的問題。

4.4.3 墊層料精平、灑水

當(dāng)粗平完成之后，需要在墊層料表面進(jìn)行高程網(wǎng)的測(cè)設(shè)，并掛網(wǎng)格線和對(duì)角線。接著進(jìn)行精平處理。然后在墊層料上均勻的進(jìn)行灑水。灑水作業(yè)應(yīng)確保均勻。其中需要注意的是，灑水車不得在墊層料上進(jìn)行行走。灑水的時(shí)間應(yīng)控制在10～ 20 min之間。之后方可進(jìn)行碾壓施工。

4.4.4 墊層料碾壓施工

對(duì)于墊層料進(jìn)行碾壓施工采用的是18 t的自行式平面振動(dòng)碾。碾壓施工沿著壩體的軸線方向進(jìn)行，采取進(jìn)退錯(cuò)距法。振動(dòng)碾與擠壓墻之間的距離應(yīng)控制在10～15 cm之間，從而避免邊墻出現(xiàn)坍塌的問題。首先采取靜壓的方式進(jìn)行兩遍碾壓。對(duì)于靜壓處理之后的墊層料表面采取高挖低補(bǔ)的方式，直至表面滿足平整度的要求。最后進(jìn)行8～10的振動(dòng)碾壓處理。對(duì)于邊角部位，由于振動(dòng)碾無法達(dá)到，因此，需要采用液壓沖擊夯板進(jìn)行夯實(shí)處理。在碾壓施工之后，對(duì)不平整的部位應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)料補(bǔ)壓處理，直至將墊層料表面的高差控制在1.50 cm以內(nèi)。

5 施工質(zhì)量控制

墊層料的壓實(shí)施工應(yīng)確保其表面滿足平整度的要求。擠壓機(jī)在就位應(yīng)確保精確就位。對(duì)于混凝土，應(yīng)嚴(yán)格按照要求控制好速凝劑的流量，確保其均勻連續(xù)。在混凝土施工之前，應(yīng)不斷對(duì)混凝土的配合比進(jìn)行復(fù)核和優(yōu)化。

6 結(jié)語

工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，擠壓墻在壩體中的應(yīng)用可以有效降低墊層料超填而造成的變形，同時(shí)提高抗水壓能力。文章結(jié)合某水電站混凝土面板堆石壩施工實(shí)例，對(duì)該大壩上游坡面采取擠壓式混凝土邊墻設(shè)計(jì)，鑒于擠壓式邊墻較高，達(dá)到242層（每層高40 cm），必須對(duì)擠壓墻嚴(yán)格控制各個(gè)施工環(huán)節(jié)。工程實(shí)施時(shí)從混凝土配合比、混凝土施工以及墊層施工等各環(huán)節(jié)落實(shí)施工質(zhì)量控制措施。從工程實(shí)施效果表明，工程所采取的工藝措施有效確保了擠壓式邊墻混凝土施工質(zhì)量，可為同類工程提供參考實(shí)例。

［1］程嵩，張嘎，張建民.面板堆石壩設(shè)置擠壓墻以及面板與擠壓墻間填料特性的影響分析［J］.工程力學(xué)，2009（5）.

［2］侯文峻，張嘎，張建民.擠壓墻工法對(duì)面板堆石壩應(yīng)力變形影響規(guī)律研究［J］.巖土力學(xué)，2009（7）.

［3］程嵩，張嘎，張建民等.有擠壓墻面板堆石壩的面板溫度應(yīng)力分析及改善措施研究［J］.工程力學(xué)，2011（4）.

［4］張朝輝.淺談擠壓墻施工技術(shù)在柏葉口水庫的應(yīng)用［C］.混凝土面板堆石壩技術(shù)交流文集，2011（3）.

編輯：左英勇

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2017-01-05