挤压边墙技术在水库上的应用探讨

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【摘　要】面板堆石坝坝前常规削坡处理等工作一直在施工中是一个繁琐的工序，一直困扰着施工人员，奇台水库面板堆石坝引进了边墙挤压机。经应用施工方案得以优化，经济效益明显提高，工期大大提前，施工环境得到有效的保护。解决了当地紧缺的工程垫层材料，扩大了挤压边墙在面板堆石坝工程中的运用范围，推动了挤压边墙施工技术的发展，促进了新技术的推广应用，为新疆的面板堆石坝坝前削坡处理的普遍应用提供了经验。

【关键词】常规;挤压;优化;经验

1.工程概述

某水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪的中型水利枢纽工程。该枢纽工程等别为三等，主要建筑物拦河坝为2级建筑物(坝体形式为混凝土面板坝)，放水隧洞(兼导流洞)及岸边正槽式溢洪道等为3级建筑物，次要建筑物为4级，临时工程上下游导流围堰为5级，并利用渠首引水进行下游农业灌溉。

水库总库容1417万立方米，兴利库容1156万立方米，死库容111.1万立方米，主体工程大坝为混凝土面板坝，灌溉设计保证率为75%，工业及人畜用水保证率为95%，水库设计洪水重现期为50年，校核洪水重现期为100年。

水库工程所在区域多年平均气温3.0℃，极端最高气温33.7℃，极端最低气温-32.9℃，多年平均降水量为422mm，多年平均蒸发量为1535mm，多年平均最大风速20m/s，多年平均风速2.7m/s，最大冻土深度1.41m。最大积雪深度41.9cm，洪水一般发生在6-8月份，7月份占50%左右。

地层岩性，石炭系上统奥尔吐组地层(C3O)。在坝区仅露出石炭系上统奥尔吐组地层(C3O)，及第四松散堆积体，其中石炭系地层取为4个岩性段，C3O_1、C3O_2、C3O_3、C3O_4地质构造。水库坝址距半截沟断裂带约600m，由于受区域断层影响，在坝址区，不同成因，不同大小与规模的断层共计有10条。坝体填筑料不足，需爆破块石补充，施工工期较短，有效施工工期为5-10月份，为6个月。

2.方案的选择

混凝土面板堆石坝上游护坡施工的传统技术和工艺基本分为五步。第一步，坝体填筑时，坝前护坡处，为保证坝体填筑质量和保证施工时机械设备安全，超宽填筑坝前垫层料。根据规范要求，垫层区的水平碾压振动碾距上游边缘的距离不得大于40cm，但为保正填筑量压实质量。如垫层料填筑厚40cm，坝前坡度1：1.5，计算水平宽度为60cm，而为保证机械设备安全和根据规范要求，振动碾距上游边缘的距离40cm。所以垫层料超填宽度最小为100cm，才能保证该层填筑料底面的填筑质量。第二步，填筑6-8层后，用全站仪放线，石灰洒出上游边线，利用挖掘机把粗削坡面虚料，并在法线方向预留高出的设计线10cm的料。第三步，坝体填筑到设计高程后，坝面停止施工，坝前用全站仪放线，利用施工挂线3m×3m网格，人工精削坡面，法线方向预留应高于的设计线5cm，备斜坡碾压时沉降。第四步，斜坡碾压，利用坝顶牵引设备钢丝绳牵引拖碾，碾压方法为上动下静法，碾压遍数以满足压实度为准。第五步，坡面防护，坡面完成碾压后，在混凝土面板分缝处施工挂线挖沟槽，进行砂浆条带施工，砂浆条带平整度±5mm，然后进行砂浆条带间的再次精削坡和碾压砂浆施工，平整度为+50mm～-80mm。为完成坝前混凝土面板浇筑前的工作，其工序较为复杂，与坝体填筑施工干扰大，坡面平整度与坡缘的密实度难以控制，抗水压能力降低，影响坝前渡汛安全(上游围堰渡汛压力大)，工程质量和施工进度。

为简化上游垫层坡面施工工序，加快施工进度，保证施工质量，水库施工时引进了现时代较为先进的挤压边墙技术，挤压边墙为半透水性混凝土，施工简单，其施工方法要点为：(1)填筑前原始面的施工测量放线平整，主要放两条线，一条为上游坡面设计线，另一条，为挤压机行走路线。整平宽度以挤压机宽度为准，平整度为±15mm。(2)挤压机就位。(3)挤压墙混凝土浇筑。(4)每一层挤压墙挤压完后将挤压机移走吊运至指定位置。(5)两端与趾板接口处理和缺陷处理，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。挤压墙成型2h-4h后，即可进行垫层料的摊铺和垫层料碾压，水库在总结以上施工经验时，选择了挤压边墙的施工方案。

3.施工方法

3.1工艺流程

挤压边墙一般为梯形，高约40cm，顶宽约10cm，上游坡比(1：1.5)与大坝坡面一致，下游坡比(1：0.125)一般为8：1.挤压边墙在每一层垫层料填筑之前施工，其施工流程如下：作业面平整与检测测量与放线挤压机就位搅拌车运输卸料边墙挤压表面及层间缺陷修补端头边墙施工垫层料摊铺、碾压取样检验验收合格后进入下一循环。

3.2施工要点

3.2.1作业面平整与测量放样

人工整修施工作业面。其平整 度控制在±1.5cm，以保证边墙挤压成型平整、直顺，施工放样等用全站仪，沿坝轴线方向每10cm设一个控制点，并用水泥钉固定挂线，标识出挤压机行走的路线。

3.2.2挤压机就位

挤压机等用机械吊装就位，利用水平尺或垂直刻度调整挤压机垂直方向和平行机身方向，使其处于水平状态，进行起点就位和定向调整、安放、固定挤压边墙起头的端头挡板，施工时应注意：

(1)调节挤压机机身，使其处于水平状态。

(2)校核挤压机轮高，是挤压边墙墙体高度符合设计要求。

(3)考虑到面板堆石坝施工期间存在沉降变形，挤压边墙施工应根据沉降变形规律沿设计坡面预留盈，亏坡幅度，以适应坝体变形。

(4)根据测量结果确定挤压边墙的边线，在边线上分段挂线或用白灰标识出挤压机行走的路线。

3.3挤压边墙施工

3.3.1边墙混凝土的拌制及运输

边墙混凝土采用强制式拌合站拌制，混凝土搅拌车运输。

3.3.2外加剂的掺加

一般在拌合站掺加减水剂，现场在边墙挤压机进料。均匀喷洒液态速凝剂。