混凝土面板堆石坝挤压式边墙施工技术研究

2023-11-23王垒立

大科技 2023年48期

王垒立

（中国水利水电第八工程局有限公司，湖南长沙 410004）

0 引言

混凝土面板堆石坝是一种结构简单、施工周期短、成本较低的水利工程。然而，传统的边墙施工技术存在一些问题，如施工效率低、质量难以保证等。为了解决这些问题，挤压式边墙施工技术应运而生。该技术通过使用挤压机对混凝土进行连续挤压，实现了边墙的快速施工和质量的可控性。因此，对挤压式边墙施工技术进行研究和应用具有重要的理论和实践意义。

1 挤压式边墙施工技术的应用优势

挤压式边墙施工技术能够方便地对上游坡面进行暂时性维护。在混凝土面板堆石坝的建设过程中，为了确保坝体的稳定性，需要对上游坡面进行临时支撑和保护。传统的支撑方式往往烦琐且效果不佳，而挤压式边墙施工技术通过在施工期间设置挤压边墙，可以方便快捷地对上游坡面进行支撑，确保施工期间的安全。同时，该技术能够有效减小横剖面。堆石坝传统的混凝土面板堆石坝在施工过程中常常需要设置较宽的施工平台和边坡，这会增加工程量和施工难度。而采用挤压式边墙施工技术后，由于边墙的支撑作用，可以有效减小横剖面的尺寸，降低了施工工程量，提高了施工效率。最后，挤压式边墙能够有效地支撑上游坡面，在施工期间提供满足边坡稳定要求的支护体系，减少因边坡失稳导致的安全事故发生的风险。而且，通过逐层、压实型施工，挤压式边墙可以确保整个堆石坝的坝体结构紧密、坚固，具备较好的承载能力和抗震能力，提高了工程的整体安全性和稳定性[1]。挤压式变强施工技术在混凝土面板堆石坝中的实际施工如图1 所示。

2 挤压式边墙施工技术的实际应用

挤压式边墙施工技术的应用流程如图2 所示。

图2 挤压式边墙施工技术的应用流程

2.1 边墙设定

挤压式边墙施工技术应用于混凝土面板堆石坝中的边墙设定，是为了加强垫料层与趾板的联结，并提高坝体的整体稳定性。具体来说，垫料层为混凝土表层，而趾板位于坝体下部，是用以承受水压和支撑坝体的基础结构。在此位置设定边墙能够有效地增强垫料层与趾板的连接性，从而提高整个坝体的稳定性。在施工过程中，需要按照设计要求确定边墙的尺寸和形状。其中，上游坡面的比重应为1∶1.4，敷料填筑型压实层的厚度为40cm。因此，挤压式边墙的顶端宽度为10cm、高度为40cm，底端宽度为1cm，呈梯形状。同时，下游坡面比为8∶1，上游坡面比为1∶1.4。

2.2 混凝土的制备

在混凝土制备过程中，首先要进行混凝土的配料工作。根据项目需求，选用C5 型标号的混凝土进行施工。配料需要按照一定的比例来确定水泥、水分和其他填充材料的使用量。混凝土中的水分含量对挤压机的运行和施工效果有重要影响。过高或过低的水分含量都会影响混凝土的流动性和挤压性能。因此，在制备混凝土时，需要确保水分控制在规定的范围内，通常为95～120kg/m3。同时，水泥是混凝土的胶凝材料，对混凝土的强度和硬化时间起着重要作用。根据设计要求，确定水泥的使用总量通常为85～100kg/m3。此外，在水泥使用之前，应确保其质量符合相关标准要求。对混凝土的水灰比进行控制，以确保其具有合适的强度。在挤压式边墙施工中，水灰比的控制范围通常为1.1～1.3，其具体数值应根据实际情况进行调整。此外，在制备混凝土时，需要注意控制混凝土性能，包括抗压能力、渗透性等。一般要求混凝土的抗压能力在1MPa～3MPa，悬液的渗透数值要控制在10-3～10-2cm/s[2]。

2.3 压实实地与测算放线

在进行挤压边墙施工期间，需要对施工现场进行压实处理，以便为施工设施提供良好的施工条件。具体来说，首先，进行敷料填充。使用合适的填充材料填充尾板头端下游的三角槽，并确保填满并平整。填充敷料的材料需要根据设计要求进行选择。其次，进行敷料平台监测。在完成单层施工后，需要对敷料平台进行监测，确保其完整性和稳定性。如有需要，进行修整和修复，以保证下一次施工的顺利进行。最后，进行压实处理。为了保证挤压边墙机在进行直线型运作时能够达到要求，需要对施工现场进行全方位的压实处理。这可以借助碾压振动型设施进行压实，并确保压实程度符合设计要求。

测算与放线是为了保证挤压机与边墙之间的精准配合，确保挤压机按照设计轨迹进行施工。就实际的施工而言，首先，需要将挤压机与边墙下边线的轨迹线进行标记，在敷料上进行相应的标记。标记的间距一般为10cm，露出长度为1cm。这些标记需要用塑料线固定，以确保在施工过程中不会移动，保持与边墙精准程度的一致性。其次，通过将铁钉加以紧固，保障挤压类设施在操作期间，标记线不会发生移动。这样可以确保挤压机与边墙的精准配合[3]。

2.4 挤压机就位与施工

挤压机在施工前需要通过吊装或人力推动等方式运送到施工现场。挤压机就位如图3 所示，此时必须确保水平，并使用水准尺进行调整。只有在水平的基础上，挤压机才能正常运行，确保施工的精确度和质量。挤压机的高度对混凝土型边墙的高度有影响，因此在施工前需要调整挤压机的高度。这是为了保证挤压机能够与边墙的高度相匹配，从而实现边墙的均衡和稳定。通过仔细调整挤压机的高度，可以确保边墙施工的准确性和一致性。另外，挤压机的外坡刀片应与上一层边墙的坡顶紧密贴合，以防止挤压结束后坡角松脱。这是为了保证边墙的整体性和稳定性，避免出现裂缝或松动的情况。通过精确调整外坡刀片的位置，可以确保边墙的外观效果和结构稳定性。在使用挤压边墙机进行施工时，挤压机的平直运行情况会对边墙的压实情况产生重要影响。因此，需要使用定位线将侧板分配给连接扶手的挤压机，确保挤压机的平直运行。只有挤压机能够平稳地运行，并且与边墙保持一致的速度和方向，才能够确保边墙的均匀压实和结构的稳定性。在进行边墙挤压时，需要专门的工作人员控制挤压机的运行方向。这是为了确保挤压机能够按照预定的路径和速度进行运行，不会出现偏离或失控的情况。工作人员需要熟悉挤压机的操作和控制，以确保施工的安全性和准确性。挤压机的运行速度应保持在45～60m/h。经过实践验证，这一速度范围可以在保证施工效率的同时，确保边墙的质量和稳定性。过快的运行速度可能导致挤压不均匀或失控，而过慢的速度则会影响施工的进度和效率。此外，为防止骨料分散，在卸料过程中，需要将过粗的骨料舍弃。这是为了确保挤压机的料斗中只有合适的骨料，避免出现不均匀挤压或堵塞的情况。只有保持骨料的适度和均匀性，才能够确保边墙的密实性和结构的稳定性。确保卸料均匀后，将骨料放入挤压机的料斗中。工作人员应控制挤压机的运行方向，并使用长度为50cm 的抹子对成型边墙进行收光，以确保边墙的压实和美观特性。通过仔细的操作和收光，可以使边墙表面平整光滑，提升边墙的美观度与质量[4]。

图3 挤压机就位

2.5 细节处理

在边墙与岸坡联结处的最终处和最前处浇筑混凝土，这里需要使用与边墙型混凝土相同的原料，并使用人力对混凝土进行捣实。在挤压边墙之中的对接坡间，完成挤压工作后，需要清除产生的各类混凝土问题，并使用木抹进行压实，以确保对接坡间的美观效果。这里需要注意的是，清理工作必须及时进行，以免混凝土因时间长而过于固化，导致清理难度加大，甚至无法清理干净。此外，在边墙型混凝土施工结束后的3h 内，需要进行填筑碾压型敷料的工作。垫层厚度设置为45cm，并使用振动压路机进行压实。对于邻近边墙20～30cm的区域，要使用BW-75S 型振动设施进行振捣，以确保填筑的敷料与边墙完全贴合。在施工的过程中，首先，边墙与岸坡联结部位的混凝土浇筑需要在充分湿润的状态下进行，以防止混凝土过于干燥而影响后续工作进展。其次，在清理对接坡间时，我们需要注意对木抹的使用，确保其质量和数量充足，并且在使用时要保持手法正确，以避免对接坡间产生不必要的损伤。再次，在填筑碾压型敷料时，我们需要保证敷料的质量符合相关标准，同时在填筑的过程中要注意控制敷料的厚度和均匀性，以达到最佳的填筑效果。最后，在进行振动设施振捣时，我们需要注意操作规范，确保设施的正常运转，并注意对周围人员的安全保护。

3 混凝土面板堆石坝施工的质量控制

3.1 保证施工机械的稳定性

在施工前，必须对机具进行全面检查和测试，以确保其各项性能符合要求。这包括检查机具的结构、液压系统、电气系统、润滑系统等方面，同时对传感器和指示仪表进行校准和测试，以保证各项参数的准确性。如果发现机具有损坏或故障，需及时进行修理和更换，以保证机具正常运转。同时，在施工过程中，机具所处的地面必须保持平整，没有明显的不平整或变形。同时，要对机具的支架进行调整，使其与地面保持良好的接触，防止机具在挤压过程中出现晃动或倾斜。此外，机具所处的施工区域也要保持平稳，避免施工现场出现明显的坡度或障碍物。最后，挤压式边墙施工机具的操作必须符合相关的操作规程和安全规范，保证操作人员的技能和经验符合要求。操作过程中，要注意机具的工作状态和响应情况，发现异常情况及时处理。并且要保证机具正常运行时，其周围没有其他人员靠近，以确保施工过程的安全性。

3.2 确保施工现场的安全整洁

施工现场必须符合当地和国家相关的安全标准和规范。例如，在挖掘机作业时，需要确保机器的稳定和操作者的安全。在混凝土浇筑时，必须保护好混凝土施工区域，避免其他人员或车辆误入。此外，在现场设置合适的安全警示标志和设施也是非常重要的，以提醒并保护现场内的工人和来往行人。同时，施工现场必须保持干净整洁，以避免灰尘、杂物等对混凝土的影响。清理工作应该在每次施工结束后进行，处理垃圾和废弃物等，使施工现场保持清洁。在混凝土浇筑后，还需要对现场进行清洗和清理，确保混凝土表面干净整洁，满足项目要求和标准。此外，在施工现场应该设置一个安全区域，将施工现场与其他区域分开。安全区域可以用围栏或警示线进行划定，并设置警示标志，以提醒其他人员避免进入施工现场。这样能够有效地防止未经授权的人员进入施工现场，保证工作安全和顺利进行。

3.3 加强施工监督和管理

在施工过程中，应该对施工进行全过程监督和管理，及时发现和解决施工中出现的问题。与此同时，应该做好施工记录和资料整理，为验收提供依据，确保施工质量达到设计要求和标准。并且，在施工过程中，应该做好施工记录和资料整理。包括工作日志、验收记录、施工图纸和技术文件等。这些记录和资料记录了施工的每个环节，可以为验收提供必要的依据。同时，还可以用于随后的维护和管理工作。另外，应该建立相应的施工文件和档案，将所有施工过程中的记录和资料进行整理和归档。这些文件和档案可以通过内部审查和外部审核来检查施工是否符合相关的规范和标准。此外，这些文件和档案也可以作为项目后期维护的重要依据。