賈彥鵬

（甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅蘭州730030）

1 概述

1.1 工程概況

新疆吉音水利樞紐工程混凝土面板堆石壩工程，擋水建筑物采用混凝土面板堆石壩，壩頂高程2 513 m，壩頂寬度為10 m，壩長(zhǎng)489 m，最大壩高124.5 m，上游壩坡1∶1.4，下游壩坡：高程2 450～2 478 m上壩公路以上壩坡1∶1.4，高程2 450～2 478 m上壩公路以下壩坡1∶1.3。在壩下游坡設(shè)10 m寬、縱坡為8%的“之”字形上壩公路，最大斷面下游平均坡度約為1∶1.64。壩頂上游側(cè)設(shè)置“L”形C25鋼筋混凝土防浪墻，防浪墻頂高程2 514.2 m，墻高4.2 m，墻頂高出壩面1.2 m。壩頂路面為混凝土路面，厚20 cm。下游坡采用0.4 m×0.4 m的混凝土網(wǎng)絡(luò)梁，網(wǎng)格中間砌筑預(yù)制混凝土六棱板的護(hù)坡形式?；炷撩姘宥咽瘔螇误w填筑分區(qū)從上游至下游分為上游蓋重區(qū)、上游鋪蓋區(qū)、混凝土面板、墊層區(qū)、特殊墊層區(qū)、過(guò)渡料區(qū)、堆石料區(qū)。

1.2 混凝土擠壓邊墻

擠壓邊墻設(shè)在面板和墊層料之間，在每層墊層料填筑之前，沿設(shè)計(jì)斷面將水泥、砂石混合物、外加劑等加水拌和均勻，在墊層料的上游側(cè)采用邊墻擠壓機(jī)擠壓出一道強(qiáng)度低、彈性模量低、透水性不高的混凝土小墻，邊墻上游坡比與壩體上游邊坡一致，每層擠壓邊墻的厚度與每層墊層料的填筑厚度相等。擠壓邊墻斷面為不對(duì)稱梯形，外側(cè)（上游與上游壩坡相同）坡比1∶1.4，內(nèi)側(cè)（下游側(cè)）坡比8∶1，頂寬0.1 m，底寬0.71 m，高度0.4 m，以鉸接的方式使邊墻適應(yīng)墊層區(qū)的變形。擠壓邊墻內(nèi)側(cè)墊層料填筑在擠壓邊墻混凝土澆筑后2～3 h進(jìn)行，采用振動(dòng)碾在填筑平面縱向碾壓（平行于壩軸線方向），每層檢查驗(yàn)收合格后再重復(fù)以上工序，最終形成連續(xù)完整的符合設(shè)計(jì)要求的上游壩面。

擠壓邊墻混凝土為干硬性混凝土，坍落度為0，通過(guò)擠壓邊墻機(jī)擠壓達(dá)到一定的密實(shí)度，具有較低的抗壓強(qiáng)度、彈性模量，施工方便。用垂直碾壓代替了傳統(tǒng)的斜坡碾壓，保證了墊層料填筑壓實(shí)質(zhì)量，避免了傳統(tǒng)工藝施工時(shí)墊層料超填、斜坡碾壓、削坡等煩瑣工序，簡(jiǎn)化了墊層料的施工工藝，加快了施工進(jìn)度。

吉音水利樞紐工程混凝土面板堆石壩工程擠壓邊墻底高程2 438.5 m，頂高程2 509.9 m，每層高0.4 m，共179層，擠壓邊墻局部大樣如圖1所示。

圖1 擠壓邊墻大樣圖

2 擠壓邊墻混凝土施工

擠壓邊墻混凝土采取人工配合機(jī)械的施工方法，機(jī)械采用定制的擠壓邊墻機(jī)。

2.1 擠壓邊墻施工機(jī)械

吉音水庫(kù)所用的擠壓邊墻機(jī)根據(jù)擠壓邊墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸向具備生產(chǎn)能力的廠家定制。

2.2 擠壓邊墻混凝土配合比

擠壓邊墻混凝土應(yīng)具備強(qiáng)度低、彈性模量低、密度性高、半透水性指標(biāo)的要求，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境條件，便于擠壓施工，并對(duì)面板不產(chǎn)生強(qiáng)約束。

2.2.1 低強(qiáng)度 擠壓邊墻混凝土為一級(jí)配干硬性混凝土，強(qiáng)度等級(jí)不宜大于C5，混凝土骨料粒徑＜20mm，＜5 mm的顆粒宜為30%～55%，含泥量＜7%。水泥用量宜為骨料干質(zhì)量的3%～7%，用水量按輕型擊實(shí)試驗(yàn)確定，坍落度為0。

2.2.2 低彈性模量 彈性模量不宜大于8 000 MPa。

2.2.3 低強(qiáng)度和早強(qiáng)28 d抗壓強(qiáng)度宜為3～8 MPa，成型擠壓邊墻混凝土2～4 h抗壓強(qiáng)度應(yīng)滿足采用振動(dòng)碾碾壓墊層料時(shí)不出現(xiàn)坍塌、變形等要求。

2.2.4 高密度性 密度宜控制在2.1～2.3 g/cm3，盡可能接近墊層料的壓實(shí)密度。

2.2.5 半透水性 滲透系數(shù)盡可能接近墊層料的滲透系數(shù)。

吉音大壩擠壓邊墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C5，配合比原材料的各項(xiàng)指標(biāo)如表1所示。

表1 吉音大壩擠壓邊墻混凝土配合比參數(shù)

2.3 擠壓邊墻混凝土施工

2.3.1 基礎(chǔ)面平整與測(cè)量放樣 基礎(chǔ)面是否平整密實(shí)是保證擠壓邊墻成型后外觀尺寸符合設(shè)計(jì)的前提。因此，在擠壓邊墻機(jī)行走作業(yè)之前，必須保證施工基礎(chǔ)面平整度、密實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在后一層邊墻施工前，要對(duì)前一層擠壓邊墻和墊層料填筑高程、壓實(shí)度、平整度和線型進(jìn)行嚴(yán)格檢查，基礎(chǔ)夯實(shí)，壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求。如果存在高差、凹凸、壓實(shí)度不夠等現(xiàn)象，應(yīng)立即采用人工平整并夯實(shí)合格?；A(chǔ)面平整度控制在±2 cm。

根據(jù)平整壓實(shí)后的基面高程采用全站儀放樣出上游側(cè)設(shè)計(jì)邊線，按照擠壓邊墻底部的設(shè)計(jì)寬度以上游設(shè)計(jì)邊線為基準(zhǔn)標(biāo)劃出擠壓邊墻下游側(cè)邊線，并計(jì)算定位靠近墊層料一側(cè)的擠壓邊墻機(jī)輪跡線，掛鋼絲作為擠壓邊墻機(jī)行走時(shí)的控制線。

2.3.2 擠壓邊墻機(jī)就位 擠壓邊墻機(jī)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后，人工進(jìn)行調(diào)整，采用水平尺或垂直刻度尺對(duì)擠壓邊墻機(jī)的機(jī)身和高度進(jìn)行調(diào)整，使擠壓邊墻機(jī)處于水平，以擠壓邊墻寬度及高度控制調(diào)整機(jī)身，并保證擠壓邊墻機(jī)外刀片貼近前一層邊墻坡頂。

2.3.3 擠壓邊墻混凝土拌制、運(yùn)輸 混凝土采用在拌和站集中拌制，10 m3混凝土攪拌罐車運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)，在卸料的同時(shí)，液態(tài)速凝劑通過(guò)擠壓機(jī)上的噴嘴向料內(nèi)均勻噴加。

2.3.4 混凝土擠壓施工 在邊墻擠壓機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后立即開始擠壓混凝土邊墻施工。必須由專人操作控制擠壓邊墻機(jī)的行走方向，行走速度控制在40～60 m/h，攪拌車卸料時(shí)須將剛出料時(shí)的粗骨料棄掉，待出料均勻時(shí)再讓混凝土進(jìn)入擠壓邊墻機(jī)的受料倉(cāng)。在施工過(guò)程中，混凝土攪拌運(yùn)輸車與擠壓邊墻機(jī)同步行走，采用人工輔助卸料。擠壓邊墻機(jī)要嚴(yán)格按照定位控制線行走，為保證擠壓邊墻坡面的平整度，行走偏差須控制在2 cm以內(nèi)。擠壓邊墻施工如圖2所示。

2.3.5 擠壓邊墻兩岸端頭混凝土施工 邊墻兩岸端頭擠壓機(jī)施工不到部位的混凝土由人工支模澆筑，混凝土料同擠壓邊墻料，人工分層入倉(cāng)，并按規(guī)定的配合比量噴灑速凝劑，采用木夯搗實(shí)壓光，銜接平順。

圖2 擠壓邊墻施工圖

2.3.6 邊墻混凝土養(yǎng)護(hù) 擠壓邊墻混凝土擠壓完成后，及時(shí)采用人工灑水養(yǎng)護(hù)。

2.3.7 擠壓邊墻混凝土缺陷處理 對(duì)擠壓邊墻施工完成后邊墻表面出現(xiàn)的缺陷和層間臺(tái)口等現(xiàn)象，采用人工用長(zhǎng)木抹子及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)平、壓實(shí)，材料選用與擠壓邊墻同種材料的細(xì)料。對(duì)空缺、凹凸、層間接茬、突出棱線等現(xiàn)象，由人工及時(shí)進(jìn)行修整處理。

2.4 擠壓邊墻質(zhì)量檢測(cè)

一是在每層擠壓機(jī)擠壓成型的混凝土墻上不同位置的3處取試樣，可用蠟封法測(cè)其密度，然后按其實(shí)測(cè)密度以及室內(nèi)成型相同密度的抗壓、抗?jié)B、彈模試件進(jìn)行混凝土性能試驗(yàn)。二是每層擠壓邊墻取樣1組進(jìn)行干密度、強(qiáng)度檢測(cè)。檢測(cè)值長(zhǎng)期較穩(wěn)定后，可適當(dāng)放寬至10層左右取樣1組進(jìn)行檢測(cè)。三是每層取樣1組進(jìn)行彈性模量檢測(cè)，每400 m3擠壓邊墻混凝土取樣1組進(jìn)行滲透檢測(cè)。

2.5 施工注意事項(xiàng)

一是擠壓邊墻機(jī)在行走過(guò)程中，行走方向和平整度對(duì)擠壓邊墻成型外觀質(zhì)量影響較大（如坡比、斷面尺寸等），在施工過(guò)程中，一是重點(diǎn)做好底層寬度約1.5 m范圍內(nèi)的平整度，它是保證擠壓邊墻直線的決定性因素，同時(shí)要做好擠壓機(jī)的調(diào)平工作，應(yīng)根據(jù)水平尺和方向線隨時(shí)調(diào)整輪高和導(dǎo)向輪方向。二是采用拉細(xì)鋼絲繩和人工灑線進(jìn)行雙控，在擠壓機(jī)行走過(guò)程中，保證擠壓機(jī)內(nèi)側(cè)沿著線型行走。三是嚴(yán)格控制擠壓機(jī)的行走速度，進(jìn)料要均衡，擠壓邊墻的成型速度控制在40～60 m/h。每層擠壓邊墻施工完成后，應(yīng)將擠壓邊墻機(jī)調(diào)運(yùn)至下一層施工位置，人工清除擠壓機(jī)內(nèi)殘余料后用高壓水沖洗干凈。四是及時(shí)進(jìn)行邊墻變形位移檢測(cè)，在墊層料碾壓前后及時(shí)觀測(cè)擠壓邊墻水平位移狀態(tài)及邊墻坡面變形情況，如位移變化超出允許范圍，及時(shí)調(diào)整施工工藝。

3 結(jié)束語(yǔ)

擠壓邊墻固坡施工較傳統(tǒng)工藝具有以下特點(diǎn)：傳統(tǒng)的壩體上游坡面墊層料施工方法為每層墊層料采用向上游超寬50 cm進(jìn)行填筑，當(dāng)填筑高度達(dá)到3～5 m后采用人工配合機(jī)械進(jìn)行削坡，然后繼續(xù)填筑，待坡面長(zhǎng)度達(dá)到15～25 m，具備斜坡碾壓條件時(shí)，采用斜坡碾碾壓，碾壓完成后噴混凝土或碾壓砂漿固坡，重復(fù)以上工序直至壩體填筑完成。擠壓邊墻混凝土固坡施工工藝是在擠壓邊墻施工完成后2～3 h后進(jìn)行墊層料的填筑、碾壓，使擠壓邊墻和墊層料之間銜接緊密、順暢，同步上升，既加快了壩體填筑施工進(jìn)度，又提高了施工質(zhì)量。由于有先期形成的擠壓墻限制，墊層料無(wú)需超填，也不存在削坡、修整、斜坡碾壓和噴混凝土等工序，簡(jiǎn)化了設(shè)備和機(jī)具及施工工序?？可嫌芜吰赂浇鼔|層料的壓實(shí)方式由有約束的垂直碾壓取代了無(wú)側(cè)向約束的垂直碾壓和斜坡碾壓，墊層料的壓實(shí)質(zhì)量得到了有效提高。隨著壩體填筑高程的不斷上升，擠壓邊墻在上游壩面形成了一個(gè)密實(shí)、平整、規(guī)則的坡面，有利于雨季填筑大壩施工防護(hù)，提供了一個(gè)可抵御沖刷的坡面，避免施工洪水對(duì)墊層料的沖刷，同時(shí)為壩體施工采用臨時(shí)斷面擋水度汛方案創(chuàng)造了良好條件。