某水利枢纽混凝土面板表层止水机械化施工

肖 飞

（中国水电建设集团第十五工程局有限公司 陕西 西安 710016）

1 工程概况

贵州某水利枢纽工程大坝为钢筋混凝土面板堆石坝，其最大坝高157 m，坝顶高程1335.0 m，坝顶长355.5 m，坝顶宽度10.3 m。面板为不等厚结构，高程1302.970 m以上为0.40 m等厚，1302.970m高程以下厚度以T=0.3+0.0035 H（m）控制，则面板厚度T=0.4 m～0.832 m。面板接缝表层止水垂直张性缝长度3883 m、垂直压性缝长度1826 m、周边缝长670 m、防浪墙底缝长355.5 m。根据坝体填筑及面板混凝土浇筑工期布置安排，面板接缝表层止水施工分三期进行施工，即:一期为1178 m～1243 m；二期为1243 m～1301.97 m；三期为1301.97 m～1331.991 m。

2 混凝土面板接缝表层止水快速一体化机械施工设备简介

2.1 一体化机械施工设备介绍

混凝土面板接缝表层止水快速一体化机械施工设备主要由挤出施工台车、柔性填料挤出机、送料设备、有自身动力的牵引台车组成。

2.2 设备主要功能简介

挤出施工台车：功能一，现场搅拌柔性填料并挤入挤出成型，同时利用挤出压力形成的反向推动力作为挤出机的驱动力。功能二，填料挤出成型，立即完成填料包盖板覆盖及夯实，即把盖板与填料包、填料包与混凝土面夯压紧密。

3 面板接缝表层止水施工工艺流程

混凝土面板接缝“V”型槽消缺和清理→涂刷SK底胶→安放PVC棒→安装复合波浪形橡胶止水→挤出机挤出成型柔性填料并压实→增强型三元乙丙橡胶复合板粘贴及固定→安装不锈钢扁钢压条并安装、紧固螺栓→（SK柔性封边剂）封边。

4 一体化机械施工工艺简述

面板接缝表层止水一体化机械施工主要应用于上述施工工艺中柔性填料挤出成型及复合盖板安装，除此之外的施工准备及复合盖板固定、封边处理均由人工配合（本部分内容文章不做阐述）完成。

一体化机械施工主要从下面三方面进行论述：

（1）面板垂直缝柔性填料挤出嵌填

面板垂直缝止水的快速一体化机械施工是通过坝顶牵引台车牵引挤出机台车骑缝自下向上行走来完成的。

施工时要确保喂料量充足、稳定、连续的情况，挤出机台车匀速上行，柔性填料包连续不断地被挤出，直到一条缝施工完成；否则接缝施工质量得不到保证。

（2）面板周边缝和防浪墙底缝柔性填料的挤出嵌填

面板坝周边缝的坡度及平面布置受周边山体形状、开挖断面的控制，难以统一规则，加上周边缝止水的尺寸较大，实现接缝表层止水快速一体化机械施工有很大的难度。周边缝止水的快速一体化机械施工，是通过专门加工的一台大功率挤出机（周边缝挤出台车），配合多点牵引、改向滑轮、斜坡轨道来实现的。

坝顶防浪墙底缝表层止水的机械化施工是通过水平牵引台车（卷扬机）牵引平面挤出台车来实现的。

（3）柔性填料挤出施工中重点注意问题

1）柔性填料应保证其入仓温度，不得太低，否则不易施工。另外要求始终保持嵌填部位的干燥。

2）挤出机送料过程中应连续不断的送料以最大限度地满足挤出机的吃料量，确保挤出的柔性填料成型体的密实度满足要求。

3）嵌填完成后，12小时内禁止过水，也不得任意撕扯，造成人为破坏。施工完成后的表层止水，不得承受反渗水的作用。

4)施工中特别注意，要对嵌填体的质量进行检查。通过抽样做破坏性检测，每50 m选一点；检查柔性填料与混凝土基面的粘接是否牢靠。

5 面板接缝表层止水一体化机械施工与普通人工装填施工比较分析

5.1 施工速度

采用一体化机械施工，根据施工现场记录资料统计，面板垂直缝日施工平均速度55m/d～60m/d，周边缝日平均施工速度25m/d～31m/d。

笔者2003年参加过的一个类似项目施工，采用人工装填施工方案，施工组织采取施工小组（8人为一小组，主要包括坝面准备和输送材料、填料安装与修规、PVC盖板安装与固定。）承包制，调阅施工资料并对其进行统计，面板垂直缝日施工平均速度8m/d～10m/d，周边缝日平均施工速度5m/d～6m/d。

根据以上分析得出：采用一体化机械施工面板垂直缝速度为人工装填速度的7倍左右，施工周边缝速度为5倍左右。

5.2 施工质量

（1）根据贵州某水利枢纽大坝一期面板接缝表层止水采用一体化机械施工单元工程质量评定结果，面板垂直缝共划分18个单元工程，单元工程全部合格，单元工程优良率100%；面板周边缝共划分7个单元工程，单元工程全部合格，单元工程优良率100%。截止笔者发稿时现场正准备施工二期面板接缝表层止水。

（2）采用机械化施工在保证施工质量方面优越性分析。机械化施工受自然条件影响制约小，产品质量保证率高。特别是面板接缝表层止水这类施工项目，属露天、高边坡作业，工序复杂，连续高强作业受降雨等自然因素影响很大，质量较难保证，且易造成材料浪费、返工处理等问题。在准备工作充分的情况下，因机械化施工高效、快速特点，较大程度缩短工序施工时间，本项目施工主要体现在填料嵌填和复合盖板安装，采用机械一体化施工将这两道工序合并为一道工序进行操作，很大程度规避施工环境风险，质量也能更好的得到保证，提高了经济效益。此类项目关键工序采用机械化施工，因其具备良好的机械性能，操作稳定，运行恒定，避免较多人为因素（诸如操作者水平、质量意识、标准程度差别等）影响施工质量，提高了施工质量保证率。

（3）一体化机械施工质量保证亮点分析论述。①填料密实度好。面板接缝表层止水施工机械采用作用力原理设计，通过填料挤出螺旋工作，连续不断挤出满足设计要求的可塑性填料，使之挤压密实，同时挤出填料产生的力反作用于挤出机向前移动，较以前使用人工装填拍打挤压工艺相比，较好的保证了填料密实度，保证了施工质量；②外观质量、饱和度好。填料经设备搅拌微加热作用后，依靠挤出螺旋作用，通过成型腔体成型，表层止水设计断面一般为圆弧形，与人工装填成型相比外观质量漂亮、饱和度好；③位置准确、边线顺直。一般的面板表层止水设计均为直线结构，在机械化开始施工前，将测量仪器放样定位好的设计线进行偏移，采用钢丝将偏移后的设计线进行标记固定，然后通过设备红外定位装置进行设备行进轨迹控制与纠偏，能较好的保证止水设施位置准确，并且两侧边线顺直，外观质量好。

5.3 施工安全论证分析

设备设计者和制造者考虑了项目高边坡作业危险因素，在填料挤出机上增设了两层安全作业操作平台，分别为挤出机喂料平台和复合盖板安装平台，平台宽度50cm～80cm，平台内外侧临边区均安装了防护栏杆。良好的作业环境与氛围，提高了作业人员的工作积极性，提高了工作效率，降低了安全风险。但笔者认为，高边坡危险因素始终存在，设备工作期间人员安全保证措施不应仅限于此，除应保证锚点牢固、牵引设备性能良好、锁具牢靠之外，还应增加专门的一根安全绳，作业人员将安全带系挂在安全绳上，保证设备发生险情时人员人身安全。

5.4 经济适用性分析论述

笔者2003年曾参加的类似项目和2011年湖北省某已完建面板坝同类型项目，这两个项目均采用普通人工装填方案，经过经济性沟通分析认为：人工装填与机械施工两种施工方案在经济费用问题上基本一致，无太大差别。但笔者认为，一体化机械施工技术方案施工速度快、工效高的优点，是人工装填技术方案无法达到的。项目固定成本不变，机械化施工速度快，能给项目节约大量时间，缩短建设工期，自然就给项目建设带来无形的经济效益。同样，机械化施工能够大量解放劳动力，在目前社会出现劳动力荒的情况下，笔者认为采用机械化施工不失为一个好的方案。

6 结语

随着科技不断进步，机械化、自动化作业设备不断研制与更新，并应用于生产以解决劳动力紧缺问题，代替劳动效率低下的手工劳动，依靠其质量因素可控，可靠稳定运行，提高了产品质量保证率，提高了生产效率。特别是我们水利水电工程劳动密集型项目，更是期待着施工自动化、机械化生产模式的早一天到来。