挤压墙施工技术在柏叶口水库的应用

张朝辉

（山西省柏叶口水库建设管理局 太原 030002）

1 柏叶口水库大坝上游面挤压墙工程概述

柏叶口水库大坝采用的混凝土面板堆石坝，坝顶宽10 m，坝顶长310.0 m，最大坝高88.3 m。上下游坝坡均为1:1.4，下游坝坡每20 m高设一马道，马道宽2m。混凝土面板最大斜长为143.90 m，总面积约为13 897 m2。垫层料上游面采用C5混凝土挤压式墙护坡，挤压式墙位于大坝上游的过渡层（2B料）与混凝土面板之间。每层具体结构尺寸为：外侧坡比1:1.4；内侧坡比 8:1；顶宽 0.1 m；底宽 0.71 m；高 0.4 m；断面呈梯形，如图1所示。

图1 混凝土挤压墙断面示意图

2 混凝土挤压墙的技术要求

2.1 混凝土挤压墙施工技术要求

（1）根据柏叶口水库设计技术文件要求，挤压墙上游坡面偏差控制在0～－15 cm之内；

（2）边墙上游坡面平整度用2 m直尺检查，其误差控制在2.5 cm；

（3）边墙上游坡面不允许存在突坎，施工时形成的层间错台应打磨或用M5的水泥砂浆填补抹平，填补的砂浆坡度不缓于1：10，打磨填补应仅限于局部范围，连续面积不大于1.0 m2，且每层总的打磨或填补面积不大于总面积的20%。

成型挤压墙技术指标见表1。

表1 混凝土挤压墙技术指标

2.2 挤压墙混凝土的配合比

挤压墙混凝土按一级配干硬性混凝土配合比设计，坍落度为零。根据实验室室内材料试验推荐配合比，经现场复核验证后，确定挤压墙施工原材料的各项指标和配合比，混凝土原材料如下：（1）砂石骨料采用人工料场生产的砂石料；（2）水泥采用普通硅酸盐水泥；（3）速凝剂采用液态速凝剂。最终的挤压墙混凝土配合比见表2。

表2 挤压墙混凝土施工配合比

3 混凝土挤压墙挤压机械

采用的边墙挤压机是由陕西水电工程局集团公司制造的BJY－40型边墙挤压机，边墙挤压机的结构由后轮、成型仓、搅龙仓、动力仓、液压系统和前轮及转向机构六大部分组成。成型仓、搅龙仓、动力仓三段之间用螺栓连接成一体，成型腔两侧各有一个后轮；前轮及转向机构焊接在动力仓的前端，液压系统在动力仓内。主要工作原理为：由液压马达驱动振动器，使成型腔中的拌和料产生高频振动，使成型腔内的拌和料在搅龙挤压力和振动器激振力共同作用下，充满成型腔，达到设定的密实程度。后边墙挤压机以密实的混凝土为支撑向前移动，机后连续形成梯形断面形状的混凝土挤压墙。为保证施工强度的需要，现场配备两台，提高施工强度保证率。

4 挤压墙混凝土施工

4.1 施工准备

1）编制混凝土挤压墙施工专项施工方案（技术措施及安全措施）；

2）对参与施工人员进行技术和质量、安全交底；

3）吊运挤压机到施工现场并对其进行必要的检查，发现问题并及时解决。

4.2 施工程序

挤压墙的施工程序见图2。

图2 挤压墙的施工程序

在每填筑一层过渡料（2B垫层料）之前，用挤压式边墙机制作出混凝土墙，在其内侧按设计铺填坝料，碾压合格后再制作上层边墙，重复以上工序，进行下一道工序，其施工程序见挤压边墙施工程序图。单层混凝土挤压墙的施工程序见图3：

第三步振动碾碾压

图3 挤压边墙施工程序图

4.3 施工方法

1）测量放线：对已填筑的垫层实高程进行复核，确定挤压墙的边线，并对底层已成型的墙顶作适当调整，使坝体上游坡面水平方向偏差控制在0～－15 cm以内。根据调整后的边线分段放出测量点线，并用尼龙线拉线标识，这样便于挤压机行走控制。

2）挤压机就位：施工现场采用液压挖掘机吊运到指定位置，使其内侧外沿紧贴测量线位。操作人员调平内外侧调节螺栓，并查看水平尺，使其在同一高度；用钢尺量出挤压机出口高度，使其保持在40 cm。挤压机就位后，安放挤压墙三角端部挡板以固定。

3）挤压墙混凝土浇筑：采用混凝土搅拌运输车运至现场，开动挤压机，人工配合自行卸料，卸料速度必须均匀连续，将挤压机行走速度控制在40～60 m/h（即1min 1 m左右）。挤压机行走以前沿内侧靠线为准，并应根据后沿内侧靠线情况作适当调整。在卸料行走的同时，根据水平尺、坡度尺校核挤压墙结构的尺寸，设专人随时调整内外侧调平螺栓，坡比及高度符合要求。

4）与趾板两端的处理：挤压边墙两端靠趾板挤压机不能达到的部位须采用人工进行立模浇筑；其混凝土采用坍落度稍大于机械使用混凝土，每层铺料10 cm，人工用锤夯密实。

5）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中及时处理，用铁锹将错台部分削平、填平。

6）垫层料的摊平：挤压墙成型2～4 h后，即可进行垫层料的填筑。垫层料采用自卸汽车运输，后退法卸料。推土机进行摊铺，摊平厚度43 cm，并辅以人工整平。在施工过程中距挤压墙外侧30 cm宜采用人工摊平，防止将2B料推到大坝上游坡面，引起安全事故。

7）垫层料碾压：采用20 t自行式振动碾顺坝轴线方向碾压8遍，振动碾振动频率控制在27.5～28.0 Hz，振幅控制在1.2～1.4 mm，行走速度控制在1.5 km/h以内。距边10 cm采用人工配合小型手动夯实机械夯实，以防止挤压墙被振动碾挤压变形，引起侧移；碾压后，应以成型的挤压式边墙顶高程为依据，对边墙壁内侧的垫层料不足部分采用人工补料至平整，并碾压1～2遍，使挤压式边墙内侧的垫层料高差在±1.5 cm以内，满足平整度要求，为下层施工做好准备。

8）累计误差的控制：在施工中，由于误差累计的原因，使挤压墙长时间填筑后，沿轴线方向高差会很大，这样对坝坡的平整度、外观，以及碾压质量均有很大的影响。引起上述问题的主要原因为：施工中对挤压机的调整不到位，使局部挤压墙的高度误差加大；垫层料的摊铺误差过大。一般在挤压墙每施工30～40层后，需进行找平作业。

4.4 资源配置

挤压墙的施工属于连续性施工，其工序、工艺也比较简单，一般来说，现场配置4～5人即可完全满足挤压墙的施工。挤压机操控手1人，混凝土罐车卸料1人，外加剂添加及龙仓扒料1人，挤压机调平1人，挤压墙缺陷处理1人（与挤压机调平可合为1人）。

5 施工中遇到的问题及改进方法

在这半年的施工中，通过实践、认识、总结到掌握挤压墙施工的工艺流程，不断提高的过程中，出现了一些问题：

1）成型后的挤压墙表面平整度起伏很大，应边填筑边人工修整，以免造成坡面处理工程量增大；

2）施工过程中，挤压机顺直度（沿轴线方向）和水平度不好控制，经常出现偏差，会造成挤压墙偏移设计线，容易造成盈坡或亏坡。

3）挤压机的宜损部位经常出现故障，影响工程进度，应对挤压机进行设计改进和增加机械资源的配备，满足工程进度要求。

6 结语

混凝土面板坝上游坡面的施工是一个控制坝体填筑进度和影响坝体质量的重要关键工序。混凝土挤压式边墙护坡技术是混凝土面板堆石坝上游坡面施工的新方法，相对于其他施工方法来说，有如下优点：

1）简化了垫层料的施工工序，保证和提高了垫层的施工质量；降低了施工成本。

2）施工简单方便，各工序衔接比较紧密，挤压速度一般在35～50 m/h之间，满足了大坝的填筑上升速度，为大坝机械化施工创造了条件。

3）与传统施工方法相比，避免了暴雨对垫层料和坡面的冲刷，保证了垫层料的填筑质量，降低了坡面处理的施工费用。

4）避免了填筑过程中上游边坡滚石和斜坡碾压高边坡作业，提高了施工安全性。

综上所述，在混凝土面板堆石坝的施工中，挤压墙护坡的优越性已得到很好起显，满足了大规模机械化施工的要求，便于混凝土面板的施工，使大坝填筑表面整洁，但和传统的施工方法比较加大了经济投入，它在坡面的平整度、成型后的养护以及它的强度、渗透性对面板的影响施工中一直在关注，采用这种先进、快速、方便的施工方法，对柏叶口水库大坝填筑进度起到了很大的促进作用。