巴貢水電站混凝土面板堆石壩擠壓邊墻施工技術(shù)

1、 巴貢水電站混凝土面板堆石壩擠壓邊墻施工技術(shù)劉海友（水電七局一分局，四川 彭山 620860）【摘要】巴貢電站水利樞紐工程混凝土面板堆石壩2004年6月15日開始壩體填筑，面板與填筑料之間采用了擠壓邊墻施工技術(shù)，簡化了施工序，加快了施工進度，提高了施工安全和施工質(zhì)量，降低了施工成本?！娟P(guān)鍵詞】面板堆石壩 擠壓邊墻施工一 概述馬來西亞巴貢電站大壩為混凝土面板堆石壩，最大壩高203m，為世界第二高混凝土面板堆石壩，面板坡比為1：1.4，最大斜長為353.57m，總面積約為130160m2。大壩填筑時，大壩上游面采用C5混凝土擠壓式邊墻護坡，擠壓式邊墻位于大壩上游EL34.3m至EL 229m的過渡

2、層（2B料）與混凝土面板之間。擠壓墻混凝土總量約為38400m，共分三期完成，單層擠壓墻外側(cè)坡比1:1.4，內(nèi)側(cè)坡比8:1，頂寬0.1m，底寬0.71m，高0.4m，斷面呈梯形，如圖一所示。圖一 混凝土擠壓墻典型斷面示意圖二 混凝土擠壓墻的施工技術(shù)要求及混凝土配合比1.基本施工條件.為保證成型邊墻密實度均勻，墊層的密實度必須均勻；.為保證擠壓墻斷面尺寸不變，墊層（2B料）必須碾壓平整，不能有起伏，也不得有凸出的大石料，墊層平面誤差控制在3cm；.擠壓墻混凝土骨料最大粒徑不大于2cm；.由于邊墻擠壓機對于混凝土的配合比較敏感，為保證成型邊墻的透水性和強度指標(biāo)，擠壓混凝土要通過試驗確定其配合比和添

3、加劑等參數(shù)。2.邊墻混凝土施工技術(shù)要求.根據(jù)巴貢工程設(shè)計技術(shù)文件要求，擠壓墻上游坡面偏差控制在015cm之內(nèi)；.邊墻上游坡面平整度用3m直尺檢查，其誤差不大于23cm；.邊墻上游坡面不允許存在突坎，施工時形成的層間錯臺應(yīng)打磨或用M5的水泥砂漿填補抹平，填補的砂漿坡度不緩于1：10，打磨填補應(yīng)僅限于局部范圍，連續(xù)面積不大于1.0m,且每層總的打磨或填補面積不大于總面積的20%。成型擠壓墻技術(shù)指標(biāo)如表1。 混凝土擠壓墻技術(shù)指標(biāo) 表1項目干密度/g.cm-3滲透系數(shù)/cm.s-1彈性模量/MP抗壓強度/MP指標(biāo)2.2510-310-45000700053.擠壓墻混凝土的配合比本工程擠壓墻混凝土按一級

4、配干硬性混凝土配合比設(shè)計，坍落度為0。根據(jù)實驗室室內(nèi)材料試驗推薦配合比，經(jīng)現(xiàn)場復(fù)核驗證后，確定擠壓墻施工原材料的各項指標(biāo)和配合比，混凝土原材料如下：（1）砂石骨料采用巴貢人工料場生產(chǎn)的砂石料，其物理性能見表2；（2）水泥采用OPC水泥普通硅酸鹽水泥，其物理性能見表3；（3）速凝劑采用SA160（瑞士產(chǎn)）液態(tài)速凝劑。最終的擠壓墻混凝土配合比見表4。 水泥物理性能檢測結(jié)果 表2項目Item堅固性Soundness標(biāo)準(zhǔn)密度Standardconsistency初凝時間Initial setting time終凝時間Final setting time 3天強度3days StrengthMpa28天

5、強度28days StrengthMpaOPC0.7527.52hrs12min2hrs55min2845.3骨料物理性能檢測結(jié)果 表3骨料Aggregates比重Specific Gravity t/m3吸水率Water Absorption 細(xì)度模數(shù)Fineness Modulus泥沙塵含量Clay Silt and Dust 05mm2.552.02.43520mm2.571.612040mm2.551.41 擠壓墻混凝土施工配合比 表4水泥Cement水灰比W/C砂率Sand(%)速凝率Accolorator ratio (%)單位材料用量Raw material quantity p

6、er1m3 concrete kg/m設(shè)計密度Design density (kg/m3) 水Water水泥Cement細(xì)骨料05mm粗骨料520mm速凝劑AccoloratorOPC1.45402.51027079511931.762161三 混凝土擠壓墻擠壓機械本工程所采用的邊墻擠壓機是由陜西水電工程局集團公司制造的BJY40型邊墻擠壓機，該設(shè)備從設(shè)計原理上是比較先進的，能夠滿足設(shè)計要求；但由于制造工藝的原因，在使用過程中油泵、液壓馬達等核心部件經(jīng)常出現(xiàn)故障，而且其滾筒、攪龍的消耗量也比廠家的設(shè)計大的多。不過總的來說，施工質(zhì)量要求等各方面基本滿足混凝土擠壓墻的技術(shù)要求。邊墻擠壓機主要機械參

7、數(shù)見表5. 邊墻擠壓機主要機械參數(shù) 表5型號工作方式外型尺寸(長寬高)/mmm自重/kg功率/KW工作速度/m.s-1BJY-40液壓3.51135004540801.擠壓機工作原理邊墻擠壓機運用“連續(xù)式壓移原理”，如圖二，液壓泵將柴油機的機械能轉(zhuǎn)換成液壓能，一路通過低速大扭矩液壓馬達驅(qū)動攪龍旋轉(zhuǎn)，將進入攪龍倉的混凝土拌合料輸送到成型腔;另一路通過液壓馬達驅(qū)動振動器，使成型腔中的拌合料產(chǎn)生高頻振動。成型腔內(nèi)拌合料在攪龍擠壓力和振動器激振力的綜合作用下，充滿成型腔，并達到設(shè)定的密實程度，在攪龍軸向推力的作用下，邊墻擠壓機以密實的混凝土為支撐向前移動，機后連續(xù)形成梯形斷面形狀的混凝土邊墻。 拌合料

8、均勻進入攪龍倉，邊墻擠壓機勻速前進，機后亦勻速形成設(shè)定密實度的混凝土邊墻;拌合料斷續(xù)進入料倉，邊墻擠壓機的前進速度為變值;當(dāng)拌合料停止供給，邊墻擠壓機的前進速度為零。即邊墻擠壓機的前進速度為無控自動調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的前提條件是成型腔內(nèi)拌和料達到設(shè)定的密實程度。混凝土邊墻的密實程度可以按需要設(shè)定。邊墻擠壓機向前移動的前提條件是成型腔內(nèi)密實拌和料的支反力等于機器前進的各種阻力之和，通過調(diào)整成型倉內(nèi)配重數(shù)量和前輪的支撐高度可改變成型腔內(nèi)拌合料與模板之間的摩擦阻力，摩擦阻力是前進總阻力的主要組成，總阻力減小，拌合料的密實程度降低;反之，拌合料的密實程度增加。2.邊墻擠壓機基本結(jié)構(gòu)邊墻擠壓機的結(jié)構(gòu)由后輪、成型

9、倉、攪龍倉、動力倉、液壓系統(tǒng)和前輪及轉(zhuǎn)向機構(gòu)六大部分組成。成型倉、攪龍倉、動力倉三段之間用螺栓聯(lián)結(jié)成一體，成型腔兩側(cè)各有一個后輪；前輪及轉(zhuǎn)向機構(gòu)焊接在動力倉的前端，液壓系統(tǒng)在動力倉內(nèi)。四 擠壓墻混凝土施工 1.施工準(zhǔn)備編制混凝土擠壓墻施工技術(shù)措施及安全措施；對參與施工人員進行技術(shù)和質(zhì)量、安全交底；吊運擠壓機到施工現(xiàn)場并對其進行必要的檢查，發(fā)現(xiàn)問題并及時解決。2.施工程序在每填筑一層過渡料（2B墊層料）之前，用擠壓式邊墻機制作出一個半透水的混凝土墻(擠壓墻施工根據(jù)混凝土運料車所走路線從左岸往右岸施工)，然后在其內(nèi)側(cè)按設(shè)計鋪填壩料，碾壓合格后再制作上層邊墻，重復(fù)以上工序，進行下一道工序，其施工程序

10、見擠壓邊墻施工程序圖。單層混凝土擠壓墻的施工程序如下：擠壓邊墻施工程序圖 3.施工方法測量放線：對墊層高程進行復(fù)核后，確定擠壓墻的邊線，并根據(jù)底層已成型的墻頂作適當(dāng)調(diào)整，使壩體上游坡面水平方向偏差控制在015cm以內(nèi)。根據(jù)調(diào)整后的邊線分段放出測量點線，并用尼龍線拉線標(biāo)識，關(guān)于這一點在某些工程或參考資料上介紹用白灰標(biāo)識，巴貢電站由于其國際工程的特殊性，施工質(zhì)量控制非常嚴(yán)格，擠壓墻表面要求“”的誤差為0。因此，我們?yōu)榱吮ＷC精度，采用拉線標(biāo)識，精度比用白灰表示提高3cm以上。擠壓機就位：本工程所使用的BJY40型邊墻擠壓機采用25t汽車吊或CAT330C液壓反鏟吊運到指定位置，使其內(nèi)側(cè)外沿緊貼測量線

11、位。操作人員調(diào)平內(nèi)外側(cè)調(diào)節(jié)螺栓，并查看水平尺，使其在同一高度；用鋼尺量出擠壓機出口高度，使其保持在40cm。擠壓機就位后，安放擠壓墻三角端部擋板并予以固定。擠壓墻混凝土澆筑：采用混凝土攪拌運輸車運至施工現(xiàn)場，待混凝土攪拌運輸車就位后，開動擠壓機，并開始卸料，卸料速度須均勻連續(xù)，并將擠壓機行走速度控制在4060m/h(即1分鐘1m左右)。擠壓機行走以前沿內(nèi)側(cè)靠線為準(zhǔn)，并應(yīng)根據(jù)后沿內(nèi)側(cè)靠線情況作適當(dāng)調(diào)整。在卸料行走的同時，根據(jù)水平尺、坡度尺校核擠壓墻結(jié)構(gòu)的尺寸，不斷調(diào)整內(nèi)外側(cè)調(diào)平螺栓，使上游坡比及擠壓墻高度滿足要求。在擠壓機的運行過程中，擠壓機的平整度對擠壓墻的成型外觀質(zhì)量如坡比、幾何尺寸等影響比

12、較大，為了保證擠壓墻的施工精度，我們對擠壓機做了部分改良，在擠壓機端部安設(shè)了水平尺，施工中專人負(fù)責(zé)實時調(diào)平。每一層擠壓墻擠壓完后將擠壓機移走吊運至指定位置，人工清除擠壓機中殘余料，并用高壓水沖洗干凈，對其機械部分注入潤滑油等例行保養(yǎng)。兩端與趾板接口處理：對于邊墻兩端靠趾板擠壓機不能達到的部位采用人工進行立模澆筑；其混凝土采用坍落度稍大于機械使用混凝土，每層鋪料10cm，人工用夯錘密實。缺陷處理：對施工中出現(xiàn)的錯臺、起包、倒塌等現(xiàn)象在擠壓過程及時處理，用鐵鍬將錯臺部分削平，然后用擠壓料填平。墊層料（2B料）的攤平：擠壓墻成型2h4h后，即可進行墊層料的攤鋪。墊層料采用自卸汽車運輸，后退法卸料。每

13、車?yán)霞s7.0m3，每5m倒料一車。用推土機進行攤鋪，攤平厚度44cm，并輔以人工整平，推土機采用后退法用推刀刮平，人工配合裝載機剔除擠壓墻處的超徑塊石。攤平的高程控制，以擠壓墻頂部作為基準(zhǔn)，作為找平的依據(jù)。攤平過程中距擠壓墻外側(cè)30cm采用人工攤平，防止推土機將2B料推到大壩上游坡面，引起安全事故。墊層料碾壓：碾壓前在混凝土邊墻布設(shè)觀測點，以便于測定擠壓墻的側(cè)向位移；順壩軸線方向用21t自行式振動碾碾壓8遍，振動碾振動頻率控制在27.528.0Hz，振幅控制在1.21.4mm，行走速度控制在1.5km/h以內(nèi)。距邊10cm采用人工配合小型手動夯實機械夯實，以防止擠壓墻被振動碾擠壓變形，引起側(cè)

14、移；碾壓后，現(xiàn)場施工人員以成型的擠壓式邊墻頂高程為依據(jù)，對邊墻壁內(nèi)側(cè)的墊層料不足部分采用人工補料至平整，并碾壓12遍，使擠壓式邊墻內(nèi)側(cè)的墊層料高差在1.5cm以內(nèi)，若達不到要求，應(yīng)重新補料碾壓，直到滿足高程要求；碾壓后用全站儀測定擠壓墻的側(cè)向位移。大面找平由于誤差累計的原因，擠壓墻在上升一段時間后，其沿線高程變化較大，對壩坡的平整度、外觀，以及碾壓質(zhì)量均有影響。引起上述問題的原因有二：其一、擠壓墻在施工過程中一定要重視對擠壓機的調(diào)整，確保擠壓墻的高度為40cm；其二、墊層（2B）料的攤鋪誤差不能過大。根據(jù)現(xiàn)場施工的經(jīng)驗一般在擠壓墻每施工3040層后，即需進行找平作業(yè)。具體方法為首先測量放出點線

15、，人工立模，用M10砂漿找平。待達到強度后，然后將墊層料墊平碾壓。4.邊墻擠壓機的保養(yǎng)與維修.每次作業(yè)完以后要全面徹底清理擠壓機各處的殘留混凝土；.作為擠壓機的磨損件滾筒和攪龍，在廠家的資料上，攪龍一般每擠壓200m3即需更換，但根據(jù)現(xiàn)場實際使用情況來看，攪龍在每擠壓250m即40m3左右即需更換，滾筒基本在每擠壓400m3即需更換。在巴貢一期大壩填筑過程中，高峰期每天擠壓400m，需要更換兩次攪龍，基本需要一個焊工配合攪龍焊接修復(fù)。對廠家來說，攪龍材質(zhì)的改進能有效地提高工作效率，對我們來說，由于攪龍價格較高，單純從廠家購買在經(jīng)濟上不合算，因此必須選用耐磨的鋼材（如錳鋼）作為攪龍的修復(fù)材料，而

16、且焊工的焊接質(zhì)量和焊接工藝也是至關(guān)重要的。.定期檢查擠壓機各部件的磨損和損壞情況，及時更換損壞的零件，添加液壓油。5.勞動力資源配置擠壓墻的施工屬于連續(xù)性施工，其工序、工藝也比較簡單，一般來說，現(xiàn)場配置45人即可完全滿足擠壓墻的施工。擠壓機操控手1人, 混凝土罐車卸料1人, 外加劑添加及龍倉扒料1人, 擠壓機調(diào)平1人, 擠壓墻缺陷處理1人（與擠壓機調(diào)平可合為1人）。 五擠壓邊墻施工中存在的問題及改進方法在一年多的施工過程中，我們通過不斷摸索、總結(jié)，從當(dāng)初的對擠壓墻施工毫無經(jīng)驗，到目前已完全掌握了擠壓墻施工的流程工藝，在自己不斷提高的過程中，也逐步發(fā)現(xiàn)了一些需要改進的地方如下：1施工成型后的擠壓

17、墻表面，其平整度，相對于砂漿墊層護坡來說其平整度要差一些，后期在噴涂乳化瀝青之前，對坡面的處理工程量較大；2在擠壓墻的施工過程中，擠壓機的順直度和水平度很難控制，一旦出現(xiàn)偏差，就會造成擠壓墻偏移設(shè)計線，容易造成盈坡或虧坡。我們在施工過程中，參考過國外一些連續(xù)擠壓式混凝土施工設(shè)備，這些設(shè)備在操縱上比較先進，具體如自動調(diào)平，自動糾偏，施工后的成型面精度比較高；3擠壓機外加劑添加器容易堵塞，其貯存罐容易被外加劑腐蝕，需要改進，選用抗腐蝕的貯存罐；4攪龍、籠腔在施工中相當(dāng)容易損壞，需采用高強度、高硬度、耐磨性好的材料制作；5擠壓機的柱塞泵及大扭矩馬達質(zhì)量不過關(guān)，特別是馬達幾乎一個月壞一個。以后可以考慮

18、給柱塞泵及大扭矩馬達增加超負(fù)荷自動保護裝置；六 結(jié)語混凝土面板壩上游坡面的施工始終是一個控制壩體填筑進度和影響壩體質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；炷翑D壓式邊墻護坡技術(shù)是混凝土面板堆石壩上游坡面施工的新方法，相對于其它施工方法來說，有如下優(yōu)點：1 簡化了墊層料的施工工序，保證和提高了墊層的施工質(zhì)量；降低了施工成本。2 施工簡單方便，各工序銜接比較緊密，加快了施工進度，擠壓機的標(biāo)定速度為4080m/h，我們在實際施工中，擠壓速度一般在3550m/h之間，雖然比標(biāo)定值略低，但還是滿足了大壩的填筑上升速度，確保了壩體的安全度汛；3 由于巴貢工程地處熱帶雨林，暴雨相當(dāng)頻繁，若采用傳統(tǒng)方法施工，那樣就無法避免暴雨對墊層料和坡面的沖刷，而且對沖溝的處理方法和處理質(zhì)量均不能讓人滿意，采用擠壓墻作為護坡，有效改善了暴雨對坡面的沖刷，不但保證了墊層料的填筑質(zhì)量，而且也降低了坡面處理的施工費用；4 避免了