堆石壩擠壓式邊墻施工技術(shù)及質(zhì)量控制

摘要：擠壓式邊墻施工技術(shù)是在墊層料的上游側(cè)采用機(jī)械設(shè)備擠壓而形成一道混凝土邊墻，避免了傳統(tǒng)工藝墊層料超填、斜坡碾壓、削坡等繁瑣工序，其優(yōu)點(diǎn)為：簡化了墊層料的施工工藝，加快了施工進(jìn)度；將斜坡碾壓改為垂直碾壓；保證了墊層料填筑質(zhì)量；對(duì)安全生產(chǎn)十分有利等。

關(guān)鍵詞：混凝土；面板堆石壩；墊層料；擠壓式邊墻；公伯峽水電站

1工程概況?

黃河公伯峽水電站位于青海省循化縣與化隆縣交界處的黃河干流上，壩址河道上游76km處是李家峽水電站，下游148km處是劉家峽水電站。樞紐主要任務(wù)是發(fā)電，兼顧灌溉及供水。樞紐由混凝土面板堆石壩、引水發(fā)電系統(tǒng)、溢洪道、右岸泄洪洞、左岸泄洪洞、灌溉取水口等建筑物組成。

大壩為混凝土面板堆石壩，壩體總填筑量460萬m3。壩頂長429.0m，壩頂寬10.0m，最大壩高139.0m，上游坡1∶1.4，下游坡1∶1.3～1∶1.5。壩頂設(shè)有高度為5.8m的“L”形防浪墻與面板相接，壩頂高程2010m。左岸上游設(shè)38.0m高的混凝土高趾墻與趾板連接，右岸上游設(shè)50cm的混凝土高趾墻。面板不等厚，厚度范圍在0.3～0.7m之間。

2擠壓墻施工技術(shù)

混凝土擠壓式邊墻施工技術(shù)是混凝土面板堆石壩上游坡面施工的新方法，該技術(shù)具有提高墊層料的碾壓質(zhì)量，簡化施工工藝，簡便、及時(shí)地防護(hù)上游坡面等特點(diǎn)，目前正在逐步被推廣應(yīng)用。

混凝土面板堆石壩上游坡面的傳統(tǒng)施工方法是在墊層料填筑時(shí)，超出設(shè)計(jì)邊線約40cm，一般層厚40cm，分層碾壓，填筑一定高度后，進(jìn)行機(jī)械或人工削坡處理，反復(fù)地斜坡碾壓，使之達(dá)到設(shè)計(jì)邊坡線。為了對(duì)坡面進(jìn)行保護(hù)，一般在坡面檢驗(yàn)合格后，采用涂抹8～10cm厚砂漿或噴涂乳化瀝青的方法進(jìn)行保護(hù)。這種傳統(tǒng)施工方法不僅費(fèi)工、費(fèi)時(shí)，影響整個(gè)大壩的填筑進(jìn)度和質(zhì)量，而且坡面墊層料的填筑密實(shí)度難以保證，斜坡碾壓對(duì)施工安全十分不利。針對(duì)以上問題，國外工程界借鑒道路園林工程中道沿機(jī)的擠壓滑模原理，提出了一種面板壩墊層料坡面施工方法——擠壓式混凝土邊墻技術(shù)。此技術(shù)在國外已用于實(shí)際工程，并取得了較好的效果。在國內(nèi)，陜西省水電工程集團(tuán)公司率先使用了這一技術(shù)，成功研制了邊墻擠壓機(jī)，在黃河公伯峽混凝土面板堆石壩工程中成功應(yīng)用。

擠壓式邊墻施工技術(shù)是利用擠壓機(jī)械，使經(jīng)過試驗(yàn)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(duì)稱梯形，其上游為斜面并與設(shè)計(jì)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(nèi)側(cè)填筑墊層料，用普通振動(dòng)碾垂直碾壓。經(jīng)檢驗(yàn)合格后在工作面上再做一層擠壓墻，如此工序循環(huán)反復(fù)，最終形成連續(xù)完整的符合設(shè)計(jì)要求的上游壩面。

與傳統(tǒng)工藝相比，其優(yōu)點(diǎn)為：①連續(xù)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(jìn)度。②層料區(qū)由斜坡碾壓變?yōu)榇怪蹦雺?，可以使用普通的振?dòng)碾，既方便施工，又方便檢驗(yàn)，施工質(zhì)量得到保證，對(duì)安全生產(chǎn)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(fèi)。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(xù)的邊墻形成了規(guī)則平整的坡面，對(duì)墊層料起到很好的保護(hù)作用，同時(shí)，對(duì)下一步面板混凝土的施工打下了良好的基礎(chǔ)。⑥如果采取適當(dāng)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(guān)鍵是必須具有性能可靠、效率較高的擠壓機(jī)械。公伯峽面板壩所用的擠壓機(jī)是由陜西省水電工程集團(tuán)公司自行開發(fā)研制的。其工作原理類似螺旋輸送機(jī)，由動(dòng)力裝置帶動(dòng)近似于螺旋槳的擠壓裝置，將干硬性混凝土連續(xù)不斷地?cái)D入成型槽內(nèi)，隨著混凝土密實(shí)度的提高，擠入新的混凝土將變得困難，這時(shí)擠壓力的反作用力可推動(dòng)擠壓機(jī)前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)施工。根據(jù)其工作原理，可通過調(diào)整擠壓機(jī)自身的重量來調(diào)整擠壓混凝土的密實(shí)度及擠壓機(jī)的前進(jìn)速度。公伯峽工程所使用的擠壓機(jī)的施工速度為40～60m/h，平均速度為44m/h，擠壓混凝土密實(shí)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(yīng)滿足的要求為：通過擠壓能達(dá)到一定的密實(shí)度，具有較低的抗壓強(qiáng)度、彈性模量，較高的滲透性，方便施工。經(jīng)過大量的試驗(yàn)研究，最終選定混凝土配合比為：水泥用量70～85kg/m3，用水量約100kg，水灰比1∶1.31～1∶1.45，施工時(shí)摻入適量的速凝劑，其28d抗壓強(qiáng)度不大于5MPa,容重在2.1～2.3t/m3之間，滲透系數(shù)在10－2～10-3cm/s之間。

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