论文部分内容阅读
[摘 要]随着我国社会经济的不断发展，水库建设越来越受到社会各界的广泛关注。本文以某水库石坝施工为研究对象，对水庫混凝土面板堆石坝施工技术、固坡工艺、坡面保护以及挤压墙结构等方面进行分析，结合笔者多年工作经验，对水库挤压边墙施工质量控制方法进行总结，为相关工作人员提供参考。
[关键词]水库 施工技术 石坝建设
中图分类号：TV642 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0117-02
1 工程概况
本文以某水库枢纽工程构筑物建设为例，对拦河大坝、输水发电隧洞等水利发电站构筑物设计及施工技术进行分析。该工程计划建设容量为4.48亿m3的水库，水库以混凝土面板堆作为大坝结构，坝高为142m，长、宽分别为386.9m和12.0m，地震防裂度定为9度。
按照水库大坝用途不同，对大坝建设施工材料的各项性能指标要求也各不相同，可以坝料种类将大坝分为面板混凝土、堆石区、材料过渡区、坝坡等不同区域，并在大坝上游部位设置覆盖区，垫层区前端进行固坡处理，固坡混凝土挤压墙施工方式进行。
2 混凝土挤压边墙的施工技术特点
混凝土挤压边墙施工是将混凝土利用机械的挤压力量形成的一道墙体，同时依靠挤压的反作用力前进，在每层上游垫层料填筑前，设计坡面沿垫层料区利用挤压边墙机制作一条半透水、低强度、低弹模、连续的干硬混凝土墙体，待边墙混凝土达到要求的强度后（通常是2-5h}，在墙内回填垫层料，碾压合格后冉一次进行坝体堆石材料的填筑，以形成有一定强度的、完整的上游坝面混凝土。此种混凝土挤压边墙施工速度快，可保证大坝的垫层料、过渡料、堆石料施工同步上升，与以往采用的常规的坡面碾压施工技术相比，具有以下特点：
（1）同步形成坡面保护，快速提供一个坚固的防护面，提高坡面抗损坏和防冲蚀的性能，加大抗冲刷能力，使其表面不因雨水冲刷出现拉槽现象，对坝体安全度汛有一定作用；
（2）施工设备简单化，即大量减少设备又使作业人员大为减少，降低了施工成本；
（3）作业由坡面施工改为在平面施工，安全方面更得以保障；
（4）由斜坡碾压变成侧面有约束力的垂直碾压，使垫层料的密实度有了良好的保证，提高了垫层料区对面板的支撑能力以及抗渗能力；
（5）上游坡面一次性成形，垫层料与上游坡面防护施工同步完成，减少垫层料超填，同时减去了坡面削坡、整修、碾压以及保护等施工工序，施工进度得以加快。上游坡面的施工组织不冉成为制约工期的关键；
（6）垫层料、过滤料、堆石料施工同步上升，便于组织施工。
3 混凝土挤压边墙的结构形式
在垫层料区前由边墙挤压机施工，连续挤压形成一道齿形干硬性混凝土墙即为混凝土挤压边墙。本工程上游坡面为1：1.4，混凝土挤压边墙高40cm，顶宽10cm，底宽71cm，截面为梯形，详见图1，与坝体结构布置详见图2。
4 挤压边墙的施工
4.1 施工工艺流程
宽l 0cm，高5cm，内侧铺填2A料其松铺顶凝土挤压边墙施工工艺流程详见图3：
4.2 施工顺序
施工填筑第一层垫层料之前，先对地基进行碾压并填筑，施工下一层垫层料之前应对上一层垫层料进行整平碾压，通过测量并划线定位后用边墙机挤压出一条高40cm的低弹性模量、低强度的混凝土墙，待其达到要求强度后（一般2h左右），按设计要求在其下游侧铺料，在靠近侧墙部位40cm内采用小型振动碾（CA18）进行碾压，以防止激振力过高使边墙破损。
4.3 混凝土挤压边墙的施工
（1）为控制挤压边墙的外观尺寸，减少面板施工对挤压边墙的修凿或增加面板混凝土工程量，施工时应检查前一层挤压边墙和垫层料填筑后的平整度，一旦存在凹凸，应采取人工修补、找平并碾压密实。
（2）测量放线：施工边墙前，根据边墙挤压机的宽度，在其内侧放一根平行于坝轴线的施工细线，问隔5m左右用钢钉将细线固定在垫层料表面，以指导边墙挤压机的行走方向，使挤压墙成型并位置准确平直。
（3）边墙挤压机就位及定向：吊装边墙挤压机前，检查并确认发动机完好及所有部件连接牢固，用履带吊或反铲挖掘机吊装。就位应尽量满足前进的直线方向，随时用水准仪调节机身。同时让外墙板与边墙外坡面重合，以满足要求。
（4）混凝土拌和入仓：在搅拌楼拌和混凝土后，将混凝土用6m'混凝土罐车运至工地现场。
（5）边墙成型施工：利用边墙挤压机，依靠成型密实的混凝土边墙为支撑将混凝土向前推进，由专人控制前行方向行走误差在士20mm，速度保持在40m/h。每层边墙成型后，如出现明显跨塌、台阶、不平整及其他缺陷，应马上进行人工修补处理。
（6）趾板与边墙接缝处理：对挤压机体与两端混凝土趾板之问的接缝，应使用边墙混凝土材料，人工立模浇筑后用打夯机夯实，以不留空隙。
（7）垫层料填筑碾压：在每层边墙施工结束2--3h后，进行垫层料砂石料施工，该水库垫层料铺筑每层44cm，平夯后用18t自行式振动碾，静碾4遍，冉振动碾压8遍，为保护边缘部位在靠近在边墙40cm内用CA 18振动碾进行碾压。
（8）挤压边墙坡表面处理：冲洗坡表面碴土，在浇筑面板混凝土前，表面喷少量砂进行保护。
5 混凝土挤压边墙的质量检验
5.1 混凝土材料或产品检测要求
（1）施工中所用水泥应按照施工设计规范严格执行，每批次水泥产品抽取1组进行检验；
（2）速凝剂使用前，应按照工程需要选择合适的型号，每批次抽取1组检测；
（3）砂石料每200--300m应抽取1组用于检测；
（4）混凝土抗压强度每5层检测1组；
（5）按照该工程实际情况，混凝土弹性模量取3 000—5 000MPa，且每20层检测1组；
（6）混凝土干密度检测，每10层抽取1组；
（7）混凝土渗透系数每25层检测1组。
5.2 挤压边墙外观的检查要求
采用2m直尺检查挤压边墙混凝土外观是否达标。
5.3 配料要求
施工材料使用应严格按照以下数值关系配比：骨料2%、水泥1%、添加剂1%。
5.4 试验
挤压边墙混凝土的干密度、抗压强度、弹性模量、渗透系数的测试与一般土工试验及混凝土试验方法基本一致，可参考《普通混凝土力学性能试验方法标准》和《水工混凝土试验规程》及有关试验标准。本工程挤压边墙施工检测结果详见表1：
6 结语
综上所述，该工程挤压混凝土边墙施工过程中，为方便水库坝体施工操作和现场设备布设和运行情况，将原坡面施工改为平面施工，原斜面碾压改为垂直碾压，为提高大坝垫层面板支撑和抗渗透性能，在铺设垫层过程中应控制其密度和压实度，化简削坡、碾压、保护等复杂共序，化简施工步骤，提高工程建设效率，降低工程造价。
挤压混凝土边墙施工能够为坝体工程建设提供防护，防止坝体施工过程中由于水流冲刷、侵蚀或滑坡等因素对坝体稳定性造成不利影响。该方式简化了传统施工技术流程，在确保工程质量达标的基础上，缩短了工期和造价，降低了滑坡概率，提高了施工安全性。因此，该施工技术对于水库坝体建设具有十分重要的作用。
[关键词]水库 施工技术 石坝建设
中图分类号：TV642 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0117-02
1 工程概况
本文以某水库枢纽工程构筑物建设为例，对拦河大坝、输水发电隧洞等水利发电站构筑物设计及施工技术进行分析。该工程计划建设容量为4.48亿m3的水库，水库以混凝土面板堆作为大坝结构，坝高为142m，长、宽分别为386.9m和12.0m，地震防裂度定为9度。
按照水库大坝用途不同，对大坝建设施工材料的各项性能指标要求也各不相同，可以坝料种类将大坝分为面板混凝土、堆石区、材料过渡区、坝坡等不同区域，并在大坝上游部位设置覆盖区，垫层区前端进行固坡处理，固坡混凝土挤压墙施工方式进行。
2 混凝土挤压边墙的施工技术特点
混凝土挤压边墙施工是将混凝土利用机械的挤压力量形成的一道墙体，同时依靠挤压的反作用力前进，在每层上游垫层料填筑前，设计坡面沿垫层料区利用挤压边墙机制作一条半透水、低强度、低弹模、连续的干硬混凝土墙体，待边墙混凝土达到要求的强度后（通常是2-5h}，在墙内回填垫层料，碾压合格后冉一次进行坝体堆石材料的填筑，以形成有一定强度的、完整的上游坝面混凝土。此种混凝土挤压边墙施工速度快，可保证大坝的垫层料、过渡料、堆石料施工同步上升，与以往采用的常规的坡面碾压施工技术相比，具有以下特点：
（1）同步形成坡面保护，快速提供一个坚固的防护面，提高坡面抗损坏和防冲蚀的性能，加大抗冲刷能力，使其表面不因雨水冲刷出现拉槽现象，对坝体安全度汛有一定作用；
（2）施工设备简单化，即大量减少设备又使作业人员大为减少，降低了施工成本；
（3）作业由坡面施工改为在平面施工，安全方面更得以保障；
（4）由斜坡碾压变成侧面有约束力的垂直碾压，使垫层料的密实度有了良好的保证，提高了垫层料区对面板的支撑能力以及抗渗能力；
（5）上游坡面一次性成形，垫层料与上游坡面防护施工同步完成，减少垫层料超填，同时减去了坡面削坡、整修、碾压以及保护等施工工序，施工进度得以加快。上游坡面的施工组织不冉成为制约工期的关键；
（6）垫层料、过滤料、堆石料施工同步上升，便于组织施工。
3 混凝土挤压边墙的结构形式
在垫层料区前由边墙挤压机施工，连续挤压形成一道齿形干硬性混凝土墙即为混凝土挤压边墙。本工程上游坡面为1：1.4，混凝土挤压边墙高40cm，顶宽10cm，底宽71cm，截面为梯形，详见图1，与坝体结构布置详见图2。
4 挤压边墙的施工
4.1 施工工艺流程
宽l 0cm，高5cm，内侧铺填2A料其松铺顶凝土挤压边墙施工工艺流程详见图3：
4.2 施工顺序
施工填筑第一层垫层料之前，先对地基进行碾压并填筑，施工下一层垫层料之前应对上一层垫层料进行整平碾压，通过测量并划线定位后用边墙机挤压出一条高40cm的低弹性模量、低强度的混凝土墙，待其达到要求强度后（一般2h左右），按设计要求在其下游侧铺料，在靠近侧墙部位40cm内采用小型振动碾（CA18）进行碾压，以防止激振力过高使边墙破损。
4.3 混凝土挤压边墙的施工
（1）为控制挤压边墙的外观尺寸，减少面板施工对挤压边墙的修凿或增加面板混凝土工程量，施工时应检查前一层挤压边墙和垫层料填筑后的平整度，一旦存在凹凸，应采取人工修补、找平并碾压密实。
（2）测量放线：施工边墙前，根据边墙挤压机的宽度，在其内侧放一根平行于坝轴线的施工细线，问隔5m左右用钢钉将细线固定在垫层料表面，以指导边墙挤压机的行走方向，使挤压墙成型并位置准确平直。
（3）边墙挤压机就位及定向：吊装边墙挤压机前，检查并确认发动机完好及所有部件连接牢固，用履带吊或反铲挖掘机吊装。就位应尽量满足前进的直线方向，随时用水准仪调节机身。同时让外墙板与边墙外坡面重合，以满足要求。
（4）混凝土拌和入仓：在搅拌楼拌和混凝土后，将混凝土用6m'混凝土罐车运至工地现场。
（5）边墙成型施工：利用边墙挤压机，依靠成型密实的混凝土边墙为支撑将混凝土向前推进，由专人控制前行方向行走误差在士20mm，速度保持在40m/h。每层边墙成型后，如出现明显跨塌、台阶、不平整及其他缺陷，应马上进行人工修补处理。
（6）趾板与边墙接缝处理：对挤压机体与两端混凝土趾板之问的接缝，应使用边墙混凝土材料，人工立模浇筑后用打夯机夯实，以不留空隙。
（7）垫层料填筑碾压：在每层边墙施工结束2--3h后，进行垫层料砂石料施工，该水库垫层料铺筑每层44cm，平夯后用18t自行式振动碾，静碾4遍，冉振动碾压8遍，为保护边缘部位在靠近在边墙40cm内用CA 18振动碾进行碾压。
（8）挤压边墙坡表面处理：冲洗坡表面碴土，在浇筑面板混凝土前，表面喷少量砂进行保护。
5 混凝土挤压边墙的质量检验
5.1 混凝土材料或产品检测要求
（1）施工中所用水泥应按照施工设计规范严格执行，每批次水泥产品抽取1组进行检验；
（2）速凝剂使用前，应按照工程需要选择合适的型号，每批次抽取1组检测；
（3）砂石料每200--300m应抽取1组用于检测；
（4）混凝土抗压强度每5层检测1组；
（5）按照该工程实际情况，混凝土弹性模量取3 000—5 000MPa，且每20层检测1组；
（6）混凝土干密度检测，每10层抽取1组；
（7）混凝土渗透系数每25层检测1组。
5.2 挤压边墙外观的检查要求
采用2m直尺检查挤压边墙混凝土外观是否达标。
5.3 配料要求
施工材料使用应严格按照以下数值关系配比：骨料2%、水泥1%、添加剂1%。
5.4 试验
挤压边墙混凝土的干密度、抗压强度、弹性模量、渗透系数的测试与一般土工试验及混凝土试验方法基本一致，可参考《普通混凝土力学性能试验方法标准》和《水工混凝土试验规程》及有关试验标准。本工程挤压边墙施工检测结果详见表1：
6 结语
综上所述，该工程挤压混凝土边墙施工过程中，为方便水库坝体施工操作和现场设备布设和运行情况，将原坡面施工改为平面施工，原斜面碾压改为垂直碾压，为提高大坝垫层面板支撑和抗渗透性能，在铺设垫层过程中应控制其密度和压实度，化简削坡、碾压、保护等复杂共序，化简施工步骤，提高工程建设效率，降低工程造价。
挤压混凝土边墙施工能够为坝体工程建设提供防护，防止坝体施工过程中由于水流冲刷、侵蚀或滑坡等因素对坝体稳定性造成不利影响。该方式简化了传统施工技术流程，在确保工程质量达标的基础上，缩短了工期和造价，降低了滑坡概率，提高了施工安全性。因此，该施工技术对于水库坝体建设具有十分重要的作用。