淺談擠壓邊墻混凝土施工方法

賈彥鵬

（甘肅省水利水電工程局有限責任公司，甘肅蘭州730030）

1 概述

1.1 工程概況

新疆吉音水利樞紐工程混凝土面板堆石壩工程，擋水建筑物采用混凝土面板堆石壩，壩頂高程2 513 m，壩頂寬度為10 m，壩長489 m，最大壩高124.5 m，上游壩坡1∶1.4，下游壩坡：高程2 450～2 478 m上壩公路以上壩坡1∶1.4，高程2 450～2 478 m上壩公路以下壩坡1∶1.3。在壩下游坡設10 m寬、縱坡為8%的“之”字形上壩公路，最大斷面下游平均坡度約為1∶1.64。壩頂上游側設置“L”形C25鋼筋混凝土防浪墻，防浪墻頂高程2 514.2 m，墻高4.2 m，墻頂高出壩面1.2 m。壩頂路面為混凝土路面，厚20 cm。下游坡采用0.4 m×0.4 m的混凝土網絡梁，網格中間砌筑預制混凝土六棱板的護坡形式。混凝土面板堆石壩壩體填筑分區從上游至下游分為上游蓋重區、上游鋪蓋區、混凝土面板、墊層區、特殊墊層區、過渡料區、堆石料區。

1.2 混凝土擠壓邊墻

擠壓邊墻設在面板和墊層料之間，在每層墊層料填筑之前，沿設計斷面將水泥、砂石混合物、外加劑等加水拌和均勻，在墊層料的上游側采用邊墻擠壓機擠壓出一道強度低、彈性模量低、透水性不高的混凝土小墻，邊墻上游坡比與壩體上游邊坡一致，每層擠壓邊墻的厚度與每層墊層料的填筑厚度相等。擠壓邊墻斷面為不對稱梯形，外側（上游與上游壩坡相同）坡比1∶1.4，內側（下游側）坡比8∶1，頂寬0.1 m，底寬0.71 m，高度0.4 m，以鉸接的方式使邊墻適應墊層區的變形。擠壓邊墻內側墊層料填筑在擠壓邊墻混凝土澆筑后2～3 h進行，采用振動碾在填筑平面縱向碾壓（平行于壩軸線方向），每層檢查驗收合格后再重復以上工序，最終形成連續完整的符合設計要求的上游壩面。

擠壓邊墻混凝土為干硬性混凝土，坍落度為0，通過擠壓邊墻機擠壓達到一定的密實度，具有較低的抗壓強度、彈性模量，施工方便。用垂直碾壓代替了傳統的斜坡碾壓，保證了墊層料填筑壓實質量，避免了傳統工藝施工時墊層料超填、斜坡碾壓、削坡等煩瑣工序，簡化了墊層料的施工工藝，加快了施工進度。

吉音水利樞紐工程混凝土面板堆石壩工程擠壓邊墻底高程2 438.5 m，頂高程2 509.9 m，每層高0.4 m，共179層，擠壓邊墻局部大樣如圖1所示。

圖1 擠壓邊墻大樣圖

2 擠壓邊墻混凝土施工

擠壓邊墻混凝土采取人工配合機械的施工方法，機械采用定制的擠壓邊墻機。

2.1 擠壓邊墻施工機械

吉音水庫所用的擠壓邊墻機根據擠壓邊墻的結構設計尺寸向具備生產能力的廠家定制。

2.2 擠壓邊墻混凝土配合比

擠壓邊墻混凝土應具備強度低、彈性模量低、密度性高、半透水性指標的要求，根據現場施工環境條件，便于擠壓施工，并對面板不產生強約束。

2.2.1 低強度 擠壓邊墻混凝土為一級配干硬性混凝土，強度等級不宜大于C5，混凝土骨料粒徑＜20mm，＜5 mm的顆粒宜為30%～55%，含泥量＜7%。水泥用量宜為骨料干質量的3%～7%，用水量按輕型擊實試驗確定，坍落度為0。

2.2.2 低彈性模量 彈性模量不宜大于8 000 MPa。

2.2.3 低強度和早強28 d抗壓強度宜為3～8 MPa，成型擠壓邊墻混凝土2～4 h抗壓強度應滿足采用振動碾碾壓墊層料時不出現坍塌、變形等要求。

2.2.4 高密度性 密度宜控制在2.1～2.3 g/cm3，盡可能接近墊層料的壓實密度。

2.2.5 半透水性 滲透系數盡可能接近墊層料的滲透系數。

吉音大壩擠壓邊墻混凝土強度等級為C5，配合比原材料的各項指標如表1所示。

表1 吉音大壩擠壓邊墻混凝土配合比參數

2.3 擠壓邊墻混凝土施工

2.3.1 基礎面平整與測量放樣 基礎面是否平整密實是保證擠壓邊墻成型后外觀尺寸符合設計的前提。因此，在擠壓邊墻機行走作業之前，必須保證施工基礎面平整度、密實度達到設計要求。在后一層邊墻施工前，要對前一層擠壓邊墻和墊層料填筑高程、壓實度、平整度和線型進行嚴格檢查，基礎夯實，壓實度符合設計要求。如果存在高差、凹凸、壓實度不夠等現象，應立即采用人工平整并夯實合格。基礎面平整度控制在±2 cm。

根據平整壓實后的基面高程采用全站儀放樣出上游側設計邊線，按照擠壓邊墻底部的設計寬度以上游設計邊線為基準標劃出擠壓邊墻下游側邊線，并計算定位靠近墊層料一側的擠壓邊墻機輪跡線，掛鋼絲作為擠壓邊墻機行走時的控制線。

2.3.2 擠壓邊墻機就位 擠壓邊墻機運至施工現場后，人工進行調整，采用水平尺或垂直刻度尺對擠壓邊墻機的機身和高度進行調整，使擠壓邊墻機處于水平，以擠壓邊墻寬度及高度控制調整機身，并保證擠壓邊墻機外刀片貼近前一層邊墻坡頂。

2.3.3 擠壓邊墻混凝土拌制、運輸 混凝土采用在拌和站集中拌制，10 m3混凝土攪拌罐車運送至施工現場，在卸料的同時，液態速凝劑通過擠壓機上的噴嘴向料內均勻噴加。

2.3.4 混凝土擠壓施工 在邊墻擠壓機啟動運轉正常后立即開始擠壓混凝土邊墻施工。必須由專人操作控制擠壓邊墻機的行走方向，行走速度控制在40～60 m/h，攪拌車卸料時須將剛出料時的粗骨料棄掉，待出料均勻時再讓混凝土進入擠壓邊墻機的受料倉。在施工過程中，混凝土攪拌運輸車與擠壓邊墻機同步行走，采用人工輔助卸料。擠壓邊墻機要嚴格按照定位控制線行走，為保證擠壓邊墻坡面的平整度，行走偏差須控制在2 cm以內。擠壓邊墻施工如圖2所示。

2.3.5 擠壓邊墻兩岸端頭混凝土施工 邊墻兩岸端頭擠壓機施工不到部位的混凝土由人工支模澆筑，混凝土料同擠壓邊墻料，人工分層入倉，并按規定的配合比量噴灑速凝劑，采用木夯搗實壓光，銜接平順。

圖2 擠壓邊墻施工圖

2.3.6 邊墻混凝土養護 擠壓邊墻混凝土擠壓完成后，及時采用人工灑水養護。

2.3.7 擠壓邊墻混凝土缺陷處理 對擠壓邊墻施工完成后邊墻表面出現的缺陷和層間臺口等現象，采用人工用長木抹子及時進行補平、壓實，材料選用與擠壓邊墻同種材料的細料。對空缺、凹凸、層間接茬、突出棱線等現象，由人工及時進行修整處理。

2.4 擠壓邊墻質量檢測

一是在每層擠壓機擠壓成型的混凝土墻上不同位置的3處取試樣，可用蠟封法測其密度，然后按其實測密度以及室內成型相同密度的抗壓、抗滲、彈模試件進行混凝土性能試驗。二是每層擠壓邊墻取樣1組進行干密度、強度檢測。檢測值長期較穩定后，可適當放寬至10層左右取樣1組進行檢測。三是每層取樣1組進行彈性模量檢測，每400 m3擠壓邊墻混凝土取樣1組進行滲透檢測。

2.5 施工注意事項

一是擠壓邊墻機在行走過程中，行走方向和平整度對擠壓邊墻成型外觀質量影響較大（如坡比、斷面尺寸等），在施工過程中，一是重點做好底層寬度約1.5 m范圍內的平整度，它是保證擠壓邊墻直線的決定性因素，同時要做好擠壓機的調平工作，應根據水平尺和方向線隨時調整輪高和導向輪方向。二是采用拉細鋼絲繩和人工灑線進行雙控，在擠壓機行走過程中，保證擠壓機內側沿著線型行走。三是嚴格控制擠壓機的行走速度，進料要均衡，擠壓邊墻的成型速度控制在40～60 m/h。每層擠壓邊墻施工完成后，應將擠壓邊墻機調運至下一層施工位置，人工清除擠壓機內殘余料后用高壓水沖洗干凈。四是及時進行邊墻變形位移檢測，在墊層料碾壓前后及時觀測擠壓邊墻水平位移狀態及邊墻坡面變形情況，如位移變化超出允許范圍，及時調整施工工藝。

3 結束語

擠壓邊墻固坡施工較傳統工藝具有以下特點：傳統的壩體上游坡面墊層料施工方法為每層墊層料采用向上游超寬50 cm進行填筑，當填筑高度達到3～5 m后采用人工配合機械進行削坡，然后繼續填筑，待坡面長度達到15～25 m，具備斜坡碾壓條件時，采用斜坡碾碾壓，碾壓完成后噴混凝土或碾壓砂漿固坡，重復以上工序直至壩體填筑完成。擠壓邊墻混凝土固坡施工工藝是在擠壓邊墻施工完成后2～3 h后進行墊層料的填筑、碾壓，使擠壓邊墻和墊層料之間銜接緊密、順暢，同步上升，既加快了壩體填筑施工進度，又提高了施工質量。由于有先期形成的擠壓墻限制，墊層料無需超填，也不存在削坡、修整、斜坡碾壓和噴混凝土等工序，簡化了設備和機具及施工工序。靠上游邊坡附近墊層料的壓實方式由有約束的垂直碾壓取代了無側向約束的垂直碾壓和斜坡碾壓，墊層料的壓實質量得到了有效提高。隨著壩體填筑高程的不斷上升，擠壓邊墻在上游壩面形成了一個密實、平整、規則的坡面，有利于雨季填筑大壩施工防護，提供了一個可抵御沖刷的坡面，避免施工洪水對墊層料的沖刷，同時為壩體施工采用臨時斷面擋水度汛方案創造了良好條件。