挤压边墙施工技术在扎毛水库混凝土面板堆石坝中的应用

马超

【摘要】介绍了青海省黄南州扎毛水库混凝土面板堆石坝在面板与填筑料之间采用挤压边墙施工技术，简化了施工工序，加快了施工进度，保证和提高了施工质量，取得了较好的效果。并就挤压边墙施工技术在实际应用中存在的问题进行了讨论，以期为类似工程的施工提供参考。

【关键词】扎毛水库；面板堆石坝；挤压边墙施工

青海省扎毛水库混凝土面板堆石坝工程是宁夏水利水电工程局在区外承建的第一座综合性的水利工程，采用挤压式边墙施工技术，避免了斜坡碾压高边坡作业，简化了施工技术，加快了大坝施工进度，保证和提高了垫层区的施工质量，降低了施工费用，提高了施工安全性，赢得业主好评。

1 工程概述

扎毛水库位于青海省黄南藏族自治州同仁县扎毛乡境内黄河一级支流隆务河上，工程于2009年年底开工，2012年5月10日开始坝体填筑，主要建筑物有大坝，溢洪洞，导流放水洞，发电洞，压力管道，厂房，尾水渠，输电线路及生活区等部分组成。水库挡水建筑物混凝土面板堆石坝，设汁最大坝高均为74.0m，坝长291.48m，坝顶宽7m，坝顶高程2834.0m，正常蓄水位2825.91m。混凝土面板堆石坝设计上游坝坡1：1.5，下游坝坡1：1.25；大坝从上游到下游分为坝体分区为上游盖重区、粉土铺盖区、砼面板区、垫层区、特殊垫层区、过渡层、上游主堆石、下游次堆石体、下游干砌石护坡共九个区，其中垫层区水平宽度3m。

2 混凝土挤压墙的施工技术要求及混凝土配合比

2.1 基本施工条件

⑴为保证成型边墙密实度均匀，垫层的密实度必须均匀；

⑵为保证挤压墙断面尺寸不变，垫层（2B料）必须碾压平整，不能有起伏，也不得有凸出的大石料，垫层平面误差控制在±3cm；

⑶挤压墙混凝土骨料最大粒径不大于2cm；

⑷由于边墙挤压机对于混凝土的配合比较敏感，为保证成型边墙的透水性和强度指标，挤压混凝土要通过试验确定其配合比和外加剂等参数。

2.2挤压墙混凝土的配合比设计

挤压机对混凝土配合比较敏感，挤压混凝土配合比按一级配干硬性混凝土设计，坍落度为0，通常采用水泥用量70～90kg/ m3，用水量约100kg/ m3，水灰比1.3～1.46，速凝剂适量。混凝土28天强度约5MPa，渗透系数在10-2～10-3cm/s范围内，要求低弹模。根据室内实验推荐配合比，经现场生产性试验复核验证，确定扎毛水库挤压边墙配合比见表1。经拌合站拌制，混凝土罐车运输至作业现场，通过现场实测，混凝土表压在0.1 MPa的情况下，混凝土渗透系数在0.07～0.004cm/s，抗压强度在3.0～5.0 MPa。

表1 挤压边墙施工混凝土配合比

单位材料用量（kg/m3）

水

102.2 水泥

70 砂石料

1958 速凝剂SDS掺量

1.4～2.1

3 挤压式边墙混凝土施工工艺及特点

3.1 施工工艺

⑴测量放线：对垫层高程进行复核后，确定挤压墙的边线，并根据底层已成型的墙顶作适当调整，使坝体上游坡面水平方向偏差控制在0～-15cm以内。根据调整后的边线分段放出测量点线，并用尼龙线拉线标识。

⑵挤压机就位：本工程所使用的BJY40型边墙挤压机采用CAT320D液压反铲吊运到指定位置，使其内侧外沿紧贴测量线位。操作人员调平内外侧调节螺栓，并查看水平尺，使其在同一高度；用钢尺量出挤压机出口高度，使其保持在40cm。

⑶挤压墙混凝土浇筑：采用混凝土搅拌运输车运至施工现场，待混凝土搅拌运输车就位后，开动挤压机，并开始卸料，卸料速度须均匀连续，并将挤压机行走速度控制在40～60m/h（即1分钟1m左右）。挤压机行走以前沿内侧靠线为准，并应根据后沿内侧靠线情况作适当调整。在卸料行走的同时，根据水平尺、坡度尺校核挤压墙结构的尺寸，不断调整内外侧调平螺栓，使上游坡比及挤压墙高度满足要求。

⑷每一层挤压墙挤压完后将挤压机移走吊运至指定位置，人工清除挤压机中残余料，并用高压水冲洗干净，对其机械部分注入润滑油等例行保养。

⑸两端与趾板接口处理：对于边墙两端靠趾板挤压机不能达到的部位采用人工进行立模浇筑；其混凝土采用坍落度稍大于机械使用混凝土，每层铺料10cm，人工用夯锤密实。

⑹缺陷处理：对施工中出现的错台、起包、倒塌等现象在挤压过程及时处理，用铁锹将错台部分削平，然后用挤压料填平。

⑺养护：边墙浇筑后，要及时进行洒水养护。

3.2 施工特点

⑴提高了大坝施工进度。挤压式边墙施工时速度可达40～60m/h，在边墙成型后2～4小时即可进行垫层料的铺筑、碾压，两者衔接紧密、顺畅，几乎可同步上升。

（2）由于挤压边墙上游坡面的限制作用，垫层料不需要超填，以水平碾压代替了斜坡碾压，既提高了施工的安全性又保证了垫层料的施工质量。

（3）挤压式边墙护坡技术简化了工序、设备和机具，挤压机操作简单，施工方便、快速。

（4）挤压式边墙在上游坡面形成了一个规则、平整、坚实的坡面，坡面整洁美观。

4 挤压边墙施工中存在的问题及改进方法

在6个多月的施工过程中，我们通过不断摸索、总结，从当初的对挤压墙施工毫无经验，到目前已完全掌握了挤压墙施工的流程工艺，在自己不断提高的过程中，也逐步发现了一些需要改进的地方如下：

（1）施工成型后的挤压墙表面，其平整度，相对于砂浆垫层护坡来说其平整度要差一些，后期在喷涂乳化沥青之前，对坡面的处理工程量较大；

（2）本工程所采用的边墙挤压机是由陕西水电工程局集团公司制造的BJY-40型边墙挤压机，该设备从设计原理上是比较先进的，能够满足设计要求。但由于制造工艺的原因，在使用过程中油泵、液压马达等核心部件经常出现故障，而且其滚筒、搅龙的消耗量也比厂家设计的大得多。在挤压机的运行过程中，挤压机的平整度对挤压墙的成型外观质量如坡比、几何尺寸等影响比较大，为了保证挤压墙的施工精度，我们对挤压机做了部分改良，在挤压机端部安设了水平尺，施工中专人负责实时调平。总的来说，BJY-40型边墙挤压机施工质量基本能满足混凝土挤压墙的技术要求。

在挤压墙的施工过程中，挤压机的顺直度和水平度很难控制，一旦出现偏差，就会造成挤压墙偏移设计线，容易造成盈坡或亏坡。我们在施工过程中，派技术人员到水电四局施工的纳子峡工地进行学习，后期施工质量大大提高。

（3）搅拢在施工中相当容易损坏，需采用高强度、高硬度、耐磨性好的材料制作；

（4）挤压机的柱塞泵及大扭矩马达质量不过关，经常需要维修。以后可以考虑给柱塞泵及大扭矩马达增加超负荷自动保护装置。

5 结论

（1）在混凝土面板堆石坝的施工中，采用挤压墙护坡已经成为一种趋势，扎毛水库面板堆石坝采用挤压式边墙施工技術，简化了施工技术，加快了大坝施工进度，保证和提高了垫层区的施工质量、降低了施工费用，避免了斜坡碾压高边坡作业，提高了施工安全性；

（2）在挤压机的运行过程中，挤压机的平整度对挤压墙的成型外观质量如坡比、几何尺寸等影响比较大，为了保证挤压墙的施工精度，我们对挤压机做了部分改良，在挤压机端部安设了水平尺，施工中专人负责实时调平，取得了较好的效果；

（3）挤压式边墙护坡技术在扎毛水库工程中的应用是成功的，但在挤压机设备的改造、混凝土配合比设计、垫层料摊铺碾压的施工参数和工艺等方面值得进一步研究和改进；

（4） 在挤压边墙施工工艺、挤压边墙材料性能、挤压边墙结构性能及其对面板堆石坝力学性能的影响程度等方面的理论研究还有待进一步加强。另外，相关的质量检验与质量评定标准还需进一步完善。

参考文献：

[1]孙玉军，洪镝，武选正. 公伯峡面板堆石坝混凝土挤压式边墙技术的应用[J]. 水力发电，2002，28（2）：45-47

[2]宋志宏.挤压式混凝土边墙施工新技术在黄井水库工程大坝中的应用[J].中国水运，2010，10（8）：149-150