挤压式混凝土边墙施工技术在扎毛水库混凝土面板堆石坝中的应用.pdf

6 2 钱军强 ， 王式川 ， 王芳琳． 挤 压式混凝土边墙 施工技 术在扎 毛水库混凝土 面板堆石坝 中的应 用 文章编号 ： 1 0 0 6 --2 6 1 0 ( 2 0 1 4 ) 0 4 —0 0 6 2 —0 4 挤压式混凝土边墙 施工技术在扎毛水库混凝土 面板堆石坝 中的应用 钱军强， Y - L) ~1 ， 王芳琳 ( 中国水电顾 问集团西北勘测设计研 究院有限公 司， 西安7 1 0 0 6 5 ) 摘要： 挤压式边墙作为混凝土面板堆石坝施工中一项 日趋成熟技术 ， 以其简便、 经济、 安全等特点， 代替了传统的斜 坡碾压。在中国的面板堆石坝工程中得到广泛应用。介绍了扎毛水库工程挤压式边墙施工配合比、 施工工艺、 施工 方法和施工 中应注意事项等 ， 为 同类 工程 的施工提供 了经验。 关键词 ： 扎毛水 库 ； 面板堆石坝 ； 挤 压式 边墙 中图分类号 ： T V 6 4 1 ． 4 文献 标识 码 ： A App l i c a t i o n o f Te c hn o l o g y o f Ex t r u de d Co n c r e t e Si d e W a l l i n CFRD Con s t r e ut i o n，Zh a ma o Re s e r v o i r Q I A N J n n - q i a n ， WA N G S h i — c h u a n ， WA N G F a n g - l i n ( H Y D R O C H I N A X i b e i E n g i n e e r i n g C o r p o r a t i o n ， X i a n 7 1 0 0 6 5 ， C h i n a ) Ab s t r ac t ： The e xt r u d e d s i d e wa l l b e c o me s o ne ma t u r e t e c h n o l og y i n CFRD c o n s t r u c t i o n．I t s a p pl i c a t i o n r e pl a c e s t h e c o n v e n t i o na l c o n— p a c t i o n o f t h e i n c l i n e d s l o p e w i t h i t s f e a t u r e s o f c o n v e n i e n c e，e c o n o n l y a n d s a f e t y，e r e ．t h e r e f o r e，i t i s wi d e l y a p p l i e d o n C F RD c o n — s t ru c t i o n i n Chi n a． I n t h i s pa pe r ，mi x r a t i o，c o n s t r uc t i o n t e c h n o l o g y a n d c o ns t ruc t i o n a t t e n t i o ns o f t h e c o n s t r u c t i o n o f t h e e x t ru d e d s i d e w a l l ， Z h a ma o R e s e r v o i r ， a r e d e s c r i b e d ， p r o v i d i n g t h e c o n s t r u c t i o n o f t h e s i mi l a r p r o j e c t s w i t h e n g i n e e r i n g e x p e r i e n c e ． Ke y wo r d s ： Z h a ma o r e s e r v o i r ；C F RD ；e x t r u d e d s i d e wa l l 1 ] 二 程概述 扎毛水库位于青海省黄南州 同仁县境 内， 大坝 坝址距西宁 2 0 5 k m， 距 同仁县城 2 2 k m。扎毛水库 枢纽建筑物主要 由混凝土面板堆石坝 、 竖井式溢洪 道 、 导流放水洞 、 发电洞 、 压力管道 、 厂房 、 尾水渠 、 升 压站等部分组成 。挡水建筑物为钢筋混凝土面板堆 石坝 ， 最大坝高 7 4 m， 坝顶高程 2 8 3 4 ． 0 m， 坝顶宽 度 7 ． 0 m， 坝顶长度 2 9 1 ． 4 8 m， 大坝填筑总量约 1 3 0 万 il l ， 上游坝坡 为 1：1 ． 5 ， 该工程主要 以防洪 、 灌 溉 、 供水为主， 总库容 4 3 5 0万 m ， 引水式电站总装 收稿 日期 ： 2 0 1 3 — 1 1 —1 1 作者简介 ： 钱军强( 1 9 8 7 一) ， 男 ， 甘肃省 西和县人 ， 助理工程 师 从事水利水电工程监理工作 ． 机容量 7 5 0 0 k W。 扎毛水库大坝填筑料由上游覆盖( 1 A) 、 盖重区 ( 1 B ) 、 特 殊 垫层 料 ( 2 B) 、 垫 层 料 ( 2 A) 、 过 渡 料 ( 3 A) 、 主堆石区( 3 B) 、 次堆石 区( 3 C ) 及混凝土面板 ( F ) 组成。大坝垫层料填筑时 ， 采用强度 C 5的混凝 土挤压式边墙作为上游 固坡面 ， 挤压边墙混凝土约 5 7 0 0 I l l 。 ，单层挤压墙 外侧坡 比 1：1 ． 4 ， 内侧坡 比 8： 1 ， 顶宽 1 0 c m， 底宽 7 1 c m， 高 4 0 c i n ， 断 面呈 梯 形 ， 每延米体积 0 ． 1 6 m ，如图 1所示 ； 挤压成型后 的效果如图 2所示 。 2 挤压边墙施 _T工艺 2 ． 1 混凝 土配 合 比 参照 已建成 的公伯峡水电站 、 积石 峡水 电站和 在建的纳子峡水 电站等工程的挤压边墙混凝土配合 6 4 钱军强 ， 王式j 1 1 ， 王芳琳． 挤 压式混凝土边墙 施工技 术在扎毛水库混凝土面板堆石坝 中的应 用 型腔同定在挤压机 的一端 ， 未配置 自动行走动 力装 置 ， 一般只能从左岸开始施 工 ， 每完成一层 ， 需要 南 液压反铲配合从右岸吊运至左岸 。 ( 7 )每层端头与趾板衔接部位由于机械构造影 响 ， 无法靠挤压边墙机一次成型 ， 且会有端头塌落的 情况发生， 需要人] 一 处理或挡板 同定然后再拆卸后 才能继续挤压施T。 ( 8 )用于喷洒液体外加剂的储液罐喷头容易被 灰堵塞 ， 需要停机修复 。 ( 9 )搅龙叶片磨损大 ， 一般每完成 4 0 0 m左右 就需要更换或修复搅龙， 直接购买厂家的原配件 ， 成 本较高， 搅龙修复对挤压边墙及垫层料 、 过渡料 的填 筑进度也会受到影响。 ( 1 0 )冬季施T适应性强 ， 只要在各种坝料含水 量满足冬季施工要求的情况下 ， 挤压边墙混凝土中 掺入适 当防冻剂 ， 无需 保温措施 ， 冬季可 以连续施 丁 ， 不 影 响施 T质量 。 ( 1 1 )碾压过程中防止边墙变形是施工控制的 重点 ， 过大的击振力使挤压边墙产生 向上游方 向位 移 ， 这会给后期混凝土面板施 时带来较大 的处理 r 作 ， 击振力太小 ， 产生垫层 料达不到密实标准 ， 影 响施T质鼍。 3 施 。 r ． 工序及方 法 、 质量控制 3． 1 施 工工序 开始浇筑前， 臆编制施 T技术方案 ， 对参与的施 _ 1 人员进行安全 、 技术交底 ， 施工高度超过 1 5 1 T I 时 应沿挤压边墙水平面设 置安全 防护网 ， 确保趾板灌 浆及其它交叉作业施_丁安全。 单层挤压墙施1 工序流程 ： 上一层挤压墙完成 一2 A料 、 3 A料摊铺 、 整平碾压一挤压墙 与 2 A料接 触部位处理一质量检测合格一测量放线一挤压机行 走路线范 嗣整平一挤压边墙机吊装就位一挤压边墙 施 一循环以上l丁序进入下 一层施工。 3 ． 2施 工方法 ( I )2 A料 、 3 A料区整平 ： 在挤压机安装就位前 进行 ， 可用 自动安平式水准仪进行测量， 对凹凸不平 的位置采用人] 配合挖掘机或装载机 的方法加 以整 平 ， 1 0 0 13 3 范围的凹凸误差不超过 3 c m即可。 ( 2 )测量放线 ： 由测量人员使用全站仪根据施 l f 控制坐标 ， 复核上一层填筑高程 ， 确定挤压边墙机 的行驶路线 ， 具体的做法是在上一 一 层边墙顶部两侧 用 2寸铁钉钉人作为控制点 ， 使用尼龙绳做挤压边 墙机下游侧的控制线 ， 施工过程中要避免线绳被异 物架空或被挤压料埋压 ， 以免影 响挤压边墙机行走 路线的精度。 ( 3 )挤压边墙机就位 ： 扎毛水库工程挤压边墙 机就位采用现代 2 2 5型液压反铲挖掘机配合吊装就 位 ， 吊装时必须保证钢丝绳与挖机斗齿槽可靠连接 ， 到达就位点时需要人工辅 助 ， 让设备最大 限度地靠 近趾板 ， 同时要注意趾板止水铜片的保护。南于成 型腔同定在挤压机的一端 ， 扎毛水库使用的 B J Y一 4 0 型挤压机只能从左岸 向右岸挤压施工 ， 水平平均距 离 2 3 0 m， 根据现场实践表明， 使用液压反铲 吊装就 位较为合理。挤压机位置摆放好 以后 ， 通过挤压机 自身 的升降轮胎装置将挤压边墙成型腔高度控制在 4 0 c m， 上游侧的轮胎可依靠 已挤压好 的上一层边 墙 ， 配合 内侧轮胎使用水平尺进行调平 。 ( 4 )挤压墙端头处理 ： 由于成型腔处于敞开状 态， 对端头形成部分约有 1 m的范 围存在无法挤压 密实的缺点 ， 应采取挡板封堵 ， 挤压密实后 可拆除 ， 在施 中应预 留挤压边墙与趾板间的一定 间隙 ， 现 场采取挤压墙与趾板 问人工立模 ( 右岸端头长度较 长 ， 与挤压机机身长度相当， 处理方式与左岸端头相 同) ， 使用挤压料 堆成 体型基本相 同的墙体拍 打密 实即可 ， 不影响其稳定 。 ( 5 )挤压墙施工 ： 将拌合好的混凝土运至现场 ， 由2辆 5 t 载重车轮换送料。载重车可采取前进法 ， 1名机械操作人员， 4名施_丁人员用铁锹将混凝土送 至料仓 ， 在此过程中， 必须时刻保持料仓处于填满状 态 ， 才能保证混凝土挤压密实， 不出现空腔或坍塌缺 陷 。 1 人跟随在挤压机后端喷洒外加剂 ， x ,J ‘ ,q l 现的错 台、 欠缺部位用铁锹将挤压料填平拍打密实或削平 即可。正常情况下 ， 挤压机挤压速度每小时可完成 4 5— 5 5 m左右 ， 待完成 1 2 0 r f l 时可达到垫层 料上料 摊铺要求。挤压机 的操控 人员 的熟练 程度和责任 心 ， 直接影响到挤压边墙成型后的顺直与否 ， 挤压出 坡面平整 、 顺直的墙体 ， 可减少因填补错台所浪费的 混凝 土和人 工浪 费 。 ( 6 )设备 吊离及检修 ： 每层挤压墙挤压至右岸 端头 ， 需要将机械吊运至平坦不影响施工的位置， 用 事先加工好的专用支架将设备 支起进行检修 ， 主要 检查搅龙磨损情况 ， 如磨损较大时应及时更换 ， 否则 对挤压墙 的成型及速度有很大影响 ， 搅龙可更换原 西 北水 电 2 0 1 4年 第 4期 6 5 厂生产产品或 自己采用锰钢加工 ， 二者各有利弊 ， 前 者简单易行 ， 但购买成本较高 ， 后者成本较低 ， 但需 要专人跟踪加工 、 修复。设备应注重保养 ， 下雨天应 采取防雨保护措施 ， 对传动轴承部件应经常添加润 滑油和黄油， 对点火开关及各控制油路 、 线路进行 日 常保养。扎毛水库工程所用挤压机就是因为平时缺 乏保养而故障频出， 对施工也造成一定影响。 3 ． 3质量控 制 施丁过程 中对该部位的质量控制主要是 2个方 面 ： 挤压边墙混凝土拌合质量控制 、 碾压质量控制。 ( 1 )混凝土拌 和质量控制 ： 施工过程 中对挤压 边墙混凝土质量控制主要是控制混凝土的强度不要 超过 5 M P a 。为了达到强度不超过 5 MP a ， 要对砂石 料含水和拌和用水严格控制 ， 含水量 的大小直接影 响到混凝土的粘结性 的大小 ， 进而会影响到混凝 土 强度 。除此之外 ， 要求每 4层取 1 组试块进行控制。 根据试块抗压强度实验结果显示 ， 2 8 d强度 为 3 ． 7 ～ 4 ． 5 MP a ， 均小于 5 MP a 。 ( 2 )碾压质量控制 ： 对于挤压边墙处 回填垫层 料质量控制和挤压边墙位移控制 。刚开始施工时 ， 采用 2 0 t 振动碾压 ， 发现边墙位移很大 ， 后来经过不 断调整 ， 形成 了以下控制措 施 ： 挤压墙完成 2 h后 ， 垫层料 区可用 2 0 t自卸车用后退法上料 ， 间距不宜 过密， 松散状态下 的铺料厚度宜控制在 4 8 e m左右 ， 碾压 密实后与挤压墙 的高度误差较小 ， 易于整平处 理。为了施工安全 ， 避免挤压墙受到太大压力而产 生位移 ， 推土机铺料不宜靠近边缘 ， 可离开 1 m左右 距离由液压反铲 完成。大 面摊铺完以后 ， 应使用水 准仪抄平 ， 误差处理 至挤压边墙施工条件 为准 。扎 毛水库工程碾压设备使用三一重工生产的2 6 t 振动 碾 ， 距离挤压边墙边缘 0 ． 6 m 的部位进行碾 压 ( 最 初施工时 ， 振动碾距离边墙 2 0 c m左右 ， 挤压边墙 出 现位移突出， 经过多次调整， 最终得 出距离挤压边墙 边缘 0 ． 6 m为最佳 ) ， 扎毛水库垫层料设计 水平宽 度为 3 m， 过渡料宽度 4 I T I ， 先静碾 2遍 ， 再振动碾压 6遍即可满足设计干密度 ≥2 ． 2 5 g ／ c m 指标 ， 靠近 边缘的 0 ． 6 1 1 "1 宽垫层料先 由人工剔除超径石 ， 使用 宝马牌 5 t 小型振动碾 进行 碾压 ， 低速行驶振 动碾 压约 8～1 0遍后 能够满 足设计 干密度 2 ． 2 5 e ／ c m 指标。根据 以上施工参数 ， 垫层料填筑完毕后挤压 边墙表现稳定 ， 振动碾产生 的振动力及铺料时机械 产生的压力 ， 对挤压墙未造成位移或坍塌变形破坏 。 4 结语 通过在扎毛水库混凝土面板堆石坝中应用挤压 式混凝土边墙施工技术 ， 分析总结 出如下结论 ： ( 1 )采用挤压边墙施工 ， 比传统的斜坡碾压等 施工措施具有 明显的优势 。不仅节约垫层料 ， 替代 了斜坡碾压设备及削坡设备 ， 而且节约投资， 施工安 全系数大大提高 ， 加快了施工进度 ， 外形平整美观 ， 对汛期防洪挡水 ， 比只利用垫层料挡水更具有安全 性 。 ( 2 )通过扎毛水库工程挤压边墙施工 ， 笔者觉 得挤压边墙机材料耐磨度还有待改进 ， 灵活性不足 ， 只能进行单向施工 ， 导向操纵手柄容易损坏 ， 料仓衔 接斗容易损坏等不足。如果能对机械化程度及灵活 性进一步提高 ， 材料耐磨度方面能够得到有效改进 ， 将对面板堆石坝的施工技术水平有很大的提高。 ( 3 )对挤压边墙用混凝土 ， 还有待于给出更完 善的质量控制标准 。 ( 4 )挤压边墙混凝土与面板混凝土的适应性问 题 ， 有待进一步总结研究。 参考 文献 ： [ 1 ] 马元华 ．挤压式边墙技术在公伯峡水电站中的应用 [ J ] ．山东 水利 ， 2 0 0 6， ( 6 ) ： 4 3 — 4 4 ． [ 2] 黄国兴 ， 陈改新 ． 水T混凝 土建筑 物修补技 术及应 用 [ M] ． 北 京： 中国水利水 电出版社 ， 1 9 9 8 ． [ 3] 李宏伟 ．挤压式砼边墙同坡技术在公伯 峡水 电站混凝 土面板 堆石坝 T程 中的 应用 和 推 广 [ J ] ．科 技 信息 ( 科 学 教研 ) ， 2 0 0 8 ， ( 2 5 ) ： 4 5 8 — 4 5 9 ． [ 4 】 杨生栋 ， 崔金 良， 贾建霞．纳子峡水 电站 混凝土 面板砂砾石 坝 挤压边墙施工 [ J ] ． 水利水电施工 ， 2 0 1 2 ， ( 3 )： 3 2 - 3 4 ． [ 5 ] 许治钢 ， 付丽玲． 混凝土挤压边墙技术在 湖北水布垭 面板堆 石 坝中的应用 [ J ]黑龙江水专学报 ， 2 0 0 9 ， ( 4)5 1 — 5 3 ， 5 6 ． [ 6] 崔雷． 挤压式混 凝土边墙施 工技 术在 芭蕉 河一级水 电站 的应 用[ J ] ． 西北水电 ， 2 0 0 4， ( 1 ) ： 2 6 — 2 8 ． [ 7] 曹克明， 汪易森 ， 徐 建军 ， 刘斯 宏． 混凝土 面板堆石 坝 [ M] ． 北 京 ： 中国水利水 电出版礼 ， 2 0 0 8 ． [ 8 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