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)采用機械設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)點為：簡化了墊層料的施工工藝，加快了施工進度；將斜坡碾壓改為垂直碾壓；保證了墊層料填筑質(zhì)量；對安全生產(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38.0m高的混凝土高趾墻與趾板連接，右岸上游設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、及時地防護上游坡面等特點，目前正在逐步被推廣應用。

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，超出設計邊線約40cm，一般層厚40cm，分層碾壓，填筑一定高度后，進行機械或人工削坡處理，反復地斜坡碾壓，使之達到設計邊坡線。為了對坡面進行保護，一般在坡面檢驗合格后，采用涂抹8～10cm厚砂漿或噴涂乳化瀝青的方法進行保護。這種傳統(tǒng)施工方法不僅費工、費時，影響整個大壩的填筑進度和質(zhì)量，而且坡面墊層料的填筑密實度難以保證，斜坡碾壓對施工安全十分不利。針對以上問題，國外工程界借鑒道路園林工程中道沿機的擠壓滑模原理，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公司率先使用了這一技術(shù)，成功研制了邊墻擠壓機，在黃河公伯峽混凝土面板堆石壩工程中成功應用。

擠壓式邊墻施工技術(shù)是利用擠壓機械，使經(jīng)過試驗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。該墻斷面為不對稱梯形，其上游為斜面并與設計壩體坡面一致。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，用普通振動碾垂直碾壓。經(jīng)檢驗合格后在工作面上再做一層擠壓墻，如此工序循環(huán)反復，最終形成連續(xù)完整的符合設計要求的上游壩面。

與傳統(tǒng)工藝相比，其優(yōu)點為：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，保證了施工進度。②層料區(qū)由斜坡碾壓變?yōu)榇怪蹦雺海梢允褂闷胀ǖ恼駝幽?，既方便施工，又方便檢驗，施工質(zhì)量得到保證，對安全生產(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。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，對墊層料起到很好的保護作用，同時，對下一步面板混凝土的施工打下了良好的基礎。⑥如果采取適當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、效率較高的擠壓機械。公伯峽面板壩所用的擠壓機是由陜西省水電工程集團公司自行開發(fā)研制的。其工作原理類似螺旋輸送機，由動力裝置帶動近似于螺旋槳的擠壓裝置，將干硬性混凝土連續(xù)不斷地擠入成型槽內(nèi)，隨著混凝土密實度的提高，擠入新的混凝土將變得困難，這時擠壓力的反作用力可推動擠壓機前進，實現(xiàn)連續(xù)施工。根據(jù)其工作原理，可通過調(diào)整擠壓機自身的重量來調(diào)整擠壓混凝土的密實度及擠壓機的前進速度。公伯峽工程所使用的擠壓機的施工速度為40～60m/h，平均速度為44m/h，擠壓混凝土密實度為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，其性能應滿足的要求為：通過擠壓能達到一定的密實度，具有較低的抗壓強度、彈性模量，較高的滲透性，方便施工。經(jīng)過大量的試驗研究，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，施工時摻入適量的速凝劑，其28d抗壓強度不大于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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