面板堆石壩擠壓邊墻施工使用研究

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目前,擠壓邊墻施工技術正在面板堆石壩上應用.使用該技術后,以混凝土面板墊層材料的垂直碾壓取代了傳統施工工藝的消坡及坡面斜坡碾壓,增加了墊層料的碾壓密實度,簡化了坡面施工工藝,提高了施工質量,改善了混凝土面板施工條件.但擠壓邊墻施工工藝還需進一步完善,以提高其實用性和改善混凝土面板運行質量。這種方法以其能夠保證墊層料的壓實質量和提高坡面防護能力以及施工簡便等特點得到國際壩工界的重視，已經成為面板壩施工的一種新經驗。目前國際上已經有十幾座面板壩推廣應用這一技術，還有數座壩正準備采用。傳統施工方法同擠壓式混凝土邊墻技術相比，存在如下不利因素：墊層區斜坡面密實度難以保證；上游坡面施工工序復雜；坡面長期無防護；面板混凝土施工期的選擇受制約等，而這些因素又直接影響工程進度、質量和工程經濟性。擠壓式混凝土邊墻技術以其優越的工藝特點解決了上述不利因素，成為新的技術亮點得以推崇。

1．擠壓式邊墻施工法的基本程序

邊墻施工法是在每填筑一層過渡料(墊層料)之前，用擠壓式邊墻機制作出一個半透水混凝土墻，然后在其內側按設計鋪填壩料，碾壓合格后重復以上工序。在邊墻擠壓機內部分別有一套輸送和成型系統。混凝土料自攪拌運輸車均勻卸至擠壓機攪龍倉，擠壓機輸送系統通過驅動攪龍旋轉，將進入攪龍倉的混凝土輸送至成型腔；成型系統通過高速液壓馬達驅動振動器，對進入成型倉內的混凝土產生高頻振動；混凝土料在攪龍擠壓和振動器激振力的雙重促使下，充滿成型倉，并達到要求的密實度，在攪龍軸向推力的作用下，以密實的混凝土為支撐向前移動，而形成特定幾何斷面的混凝土邊墻。

2。邊墻施工的特點(1)邊墻在坡面形成一個規則、堅實的支撐區域。傳統工藝中的坡面斜坡碾壓可以完全被對填筑料的垂直碾壓取代，密實度得以保證，蓄水后這一區域的變形現象大大減少。(2)由于邊墻在坡緣的限制作用，墊層（過渡層）不需要超填，施工安全性提高。在修建邊墻的施工方案下，墊層（過渡層）水平厚度可望減少。(3)邊墻可提供一個規則、平整、堅實的坡面，坡面整潔美觀，(4)上游坡面的新技術使施工設備得到簡化。這一方法完全替代了傳統工藝需要的坡面平整和碾壓設備、瀝青噴涂設備、水泥砂漿施工模具等。(5)施工進度得到提高。邊墻施工一般速度可達40～60m／h，與墊層(過渡料)填鋪可同步上升。(6)對大型工程尤其對導流標準較高的工程，因其提供了一個可抵御沖刷的上游坡面可降低導流標準，節省投資。(7)由于邊墻的防護，面板施工可安排在合理時段進行。據有關資料，一些大壩的面板開裂是由壩體填筑和面板施工間隔時間過短所致。

3．施工方法（1）測量放線，依據設計測量放出邊墻上游邊線，并定出基準高程點，依據基準高程點對距上游邊1．1m寬度范圍內的墊層料基礎進行水準儀控制找平，找平結束后，在距上游邊1m處掛線繩，以確定擠壓機行走線路。（2）擠壓機就位，載重汽車將擠壓機運至施工現場后，由反鏟吊卸就位，使其內側緊貼線繩，然后調整前后4個升降螺栓，使擠壓機機身水平，并保證其出料口高度為40cm。（3）混凝土擠壓式邊墻施工,按施工配合比在拌和站拌制邊墻混凝土熟料，以混凝土攪拌運輸車運至工地現場。混凝土料自攪拌運輸車通過擠壓機進料倉卸入攪龍倉，確保卸料速度均勻連續，以控制擠壓機行走速度在40～80m／h為宜；在卸料的同時，按配合比比例在攪龍倉內噴加液態高效速凝劑，以確保擠壓邊墻成型2h后，具有一定的強度，能進行墊層料的鋪填、整平、碾壓施工；在邊墻連續施工的過程中，始終以水平尺控制、調整升降螺栓來確保機身處于水平狀態，以免因機身側斜導致成型邊墻的坍塌；擠壓機行進方向由專人操作控制桿依照線繩來控制。（4）在邊墻擠壓施工過程中，對層間出現的錯臺、鼓包等問題，在成型邊墻尚未凝固前，人工以鐵锨進行二次拍打擠壓；對成型邊墻終凝后依然存在的錯臺、間縫，以人工抹砂漿填塞，確保邊墻上游側面的平整度，以減少對面板混凝土的約束。邊墻擠壓一段距離后，人工對靠近趾板的始端頭間隙處進行立模分層澆筑，層厚控制在10cm范圍內，并人工以鋼釬插搗密實。(5)擠壓機吊裝,邊墻擠壓施工結束后，根據現場機械情況，以反鏟或裝載機吊至5t載重汽車上，運至基地沖洗、保養。末端頭處理,采用同始端頭同樣的方法，在擠壓機吊離后進行處理。(6)墊層料攤鋪、整平、碾壓,在擠壓邊墻成型2h后，便可自邊墻的始端至末端方向進行墊層料的攤鋪、整平作業。運至現場的墊層料先用反鏟進行機械攤鋪、整平；后人工進行二次整平、預留出碾壓余量，對邊墻處的超徑石予以剔除，以防碾壓時對邊墻造成損壞或形成架空；并在距邊墻10～20cm處灑白灰線做標記，墊層料碾壓時以灰線為界，預留的10～20cm范圍內以夯板按照試驗參數人工夯實，灰線范圍以外由自行碾碾壓

4．邊墻施工法的應用情況.自從巴西的埃塔壩采用這個方法取得成功后，已陸續有10余座面板壩使用了或計劃使用這一新技術。巴西埃塔壩，壩高125m，上游坡比1:1.3，填筑量870萬m3。大壩在上游坡面控制中采用的擠壓邊墻方法被認為是一項重要的技術發展。(2)邊墻擠壓機。邊墻擠壓機雖是借鑒道沿機的原理制作而成，但因所施工的混凝土性能差異極大，故該機的制作是一個再創造的過程，埃塔壩的擠壓機開創了邊墻施工的新階段。擠壓機在每一層平整碾壓面上行駛，通過地面的定位標志或利用激光束控制其運行線路［3］。行駛速度大約50m/h，一個多小時后即可進行內側壩料鋪設碾壓。(3)邊墻混凝土。對擠壓式混凝土的配合比選擇干硬性混凝土混合料，其骨料最大粒徑19mm，水泥摻量70～100kg/m3，混凝土滲透性能為10－2～10－3cm/s。邊墻的強度取決于振動碾壓傳遞的側向力。擠壓邊墻的典型斷面如圖5所示，其頂部寬度大約10～12cm［4］。

(4)混凝土配合比，干硬性混凝土混合料的水泥含量為100kg／m3，灰水比為1.45:1［(5)邊墻擠壓機擠壓機裝備有柴油機動力，用泵壓或擠壓方式驅動設備進行，混凝土由機械振動密實。邊墻成型后至少2h內進行攤鋪碾壓。

總之邊墻擠壓機制造、混凝土配合比確定、施工工藝的完善以及設計斷面的調整是一個相互關聯的過程。初始階段，這一工作肯定會投入較多的力量、花費一定的時間才能步入正軌。我們相信只要工程建設方、監理設計方、施工方諸方面密切配合，這一新的施工技術在我國一定能取得成功，為發展混凝土面板壩技術做出一定的貢獻。