堆石坝挤压式边墙施工技术及质量控制

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摘要：挤压式边墙施工技术是在垫层料的上游侧采用机械设备挤压而形成一道混凝土边墙，避免了传统工艺垫层料超填、斜坡碾压、削坡等繁琐工序，其优点为：简化了垫层料的施工工艺，加快了施工进度；将斜坡碾压改为垂直碾压；保证了垫层料填筑质量；对安全生产十分有利等。

关键词：混凝土；面板堆石坝；垫层料；挤压式边墙；公伯峡水电站

1工程概况?

黄河公伯峡水电站位于青海省循化县与化隆县交界处的黄河干流上，坝址河道上游76km处是李家峡水电站，下游148km处是刘家峡水电站。枢纽主要任务是发电，兼顾灌溉及供水。枢纽由混凝土面板堆石坝、引水发电系统、溢洪道、右岸泄洪洞、左岸泄洪洞、灌溉取水口等建筑物组成。

大坝为混凝土面板堆石坝，坝体总填筑量460万m3。坝顶长429.0m，坝顶宽10.0m，最大坝高139.0m，上游坡1∶1.4，下游坡1∶1.3～1∶1.5。坝顶设有高度为5.8m的“L”形防浪墙与面板相接，坝顶高程2010m。左岸上游设38.0m高的混凝土高趾墙与趾板连接，右岸上游设50cm的混凝土高趾墙。面板不等厚，厚度范围在0.3～0.7m之间。

2挤压墙施工技术

混凝土挤压式边墙施工技术是混凝土面板堆石坝上游坡面施工的新方法，该技术具有提高垫层料的碾压质量，简化施工工艺，简便、及时地防护上游坡面等特点，目前正在逐步被推广应用。

混凝土面板堆石坝上游坡面的传统施工方法是在垫层料填筑时，超出设计边线约40cm，一般层厚40cm，分层碾压，填筑一定高度后，进行机械或人工削坡处理，反复地斜坡碾压，使之达到设计边坡线。为了对坡面进行保护，一般在坡面检验合格后，采用涂抹8～10cm厚砂浆或喷涂乳化沥青的方法进行保护。这种传统施工方法不仅费工、费时，影响整个大坝的填筑进度和质量，而且坡面垫层料的填筑密实度难以保证，斜坡碾压对施工安全十分不利。针对以上问题，国外工程界借鉴道路园林工程中道沿机的挤压滑模原理，提出了一种面板坝垫层料坡面施工方法——挤压式混凝土边墙技术。此技术在国外已用于实际工程，并取得了较好的效果。在国内，陕西省水电工程集团公司率先使用了这一技术，成功研制了边墙挤压机，在黄河公伯峡混凝土面板堆石坝工程中成功应用。

挤压式边墙施工技术是利用挤压机械，使经过试验确定的塌落度为零的干硬性混凝土在垫层料边缘形成一道小墙。该墙断面为不对称梯形，其上游为斜面并与设计坝体坡面一致。下游面为近似垂直的坡面，高度为40cm，与垫层料填筑层厚一致。在混凝土中掺配一定量的速凝剂，在其内侧填筑垫层料，用普通振动碾垂直碾压。经检验合格后在工作面上再做一层挤压墙，如此工序循环反复，最终形成连续完整的符合设计要求的上游坝面。

与传统工艺相比，其优点为：①连续施工，避免了因人工削坡、斜坡碾压等工作造成坝面前沿填筑的中止，保证了施工进度。②层料区由斜坡碾压变为垂直碾压，可以使用普通的振动碾，既方便施工，又方便检验，施工质量得到保证，对安全生产也有很大作用。③垫层料不需要超填40cm，避免了垫层料的浪费。④施工工艺极大地简化，减少了垫层料的超填、削坡、修整、斜坡碾压、涂抹砂浆等工序。⑤连续的边墙形成了规则平整的坡面，对垫层料起到很好的保护作用，同时，对下一步面板混凝土的施工打下了良好的基础。⑥如果采取适当措施降低挤压墙的渗透性，可以直接用于坝体的挡水度汛。

挤压式混凝土边墙施工成功的关键是必须具有性能可靠、效率较高的挤压机械。公伯峡面板坝所用的挤压机是由陕西省水电工程集团公司自行开发研制的。其工作原理类似螺旋输送机，由动力装置带动近似于螺旋桨的挤压装置，将干硬性混凝土连续不断地挤入成型槽内，随着混凝土密实度的提高，挤入新的混凝土将变得困难，这时挤压力的反作用力可推动挤压机前进，实现连续施工。根据其工作原理，可通过调整挤压机自身的重量来调整挤压混凝土的密实度及挤压机的前进速度。公伯峡工程所使用的挤压机的施工速度为40～60m/h，平均速度为44m/h，挤压混凝土密实度为2.0～2.2t/m3。

挤压式混凝土边墙所用的混凝土为干硬性混凝土，塌落度为零，其性能应满足的要求为：通过挤压能达到一定的密实度，具有较低的抗压强度、弹性模量，较高的渗透性，方便施工。经过大量的试验研究，最终选定混凝土配合比为：水泥用量70～85kg/m3，用水量约100kg，水灰比1∶1.31～1∶1.45，施工时掺入适量的速凝剂，其28d抗压强度不大于5MPa,容重在2.1～2.3t/m3之间，渗透系数在10－2～10-3cm/s之间。

 

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