挤压边墙施工.doc

完整版)挤压边墙施工
挤压边墙施工方案
1、 挤压边墙施工概述
混凝土面板坝上游坡面的施工始终是一个控制坝体填筑进度和影响坝体质量的关键环节。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,边墙挤压断面为不对称梯形，以铰接的方式使边墙适应垫层区的变形,防止其底部因碾压不达标而形成空腔，有效控制对面板的不利影响。墙身高度为40cm,上游坡比为1：1。5，与面板坡比一致，顶部宽度为12cm,底部宽度为70cm，内侧坡比为8：1,主要结合边墙与垫层间的接缝情况，保证在碾压过后达到设计标准。
2、混凝土挤压墙施工方法
(1)测量放线：采用全站仪由测量队测放挤压墙顶外边线，按外边线,根据底层已成型挤压墙顶边线作适当的调整,使坝体上游斜坡面的法线方向最大允许偏差控制在±5cm之内。现场施工人员根据调整后的边线及挤压机的宽度尺寸分段挂线标识，即测放挤压机内侧外沿轨迹线。
（2)挤压机就位：吊运挤压机就位，使其内侧外边沿紧贴挂线（绳）。
人工调平内外侧调节螺栓，查看水平尺，使其在同一高程,用钢尺丈量挤压机出口高度,使其保持在50cm，然后安放挤压边墙三角形挡板并固定。
（3）混凝土施工:混凝土挤压墙施工见下图

①混凝土运输、卸料：混凝土由6m3罐车运至现场，并沿挤压墙走向，在开动挤压机后，随挤压机同步前进.对卸料要求,其均匀连续，行走速度控制在40～60m/h为宜，并同时掺加SDS速凝剂.
②混凝土挤压式边墙成型:挤压机行走以前沿内侧挂线（绳）为准,并根据后沿内侧挂线（绳）情况作适当调整；在卸料行走的同时，根据水平尺、坡尺和挤压墙结构尺寸的情况不断调整内外侧调平螺栓，使上游坡比及挤压墙高度满足要求。
③混凝土挤压式边墙缺陷处理：对挤压墙两端与趾板接口处，由于挤压机不能到达，采用人工内侧立模,浇筑与挤压墙同标号混凝土。对施工中出现的错台（小于1cm）、鼓包、坍塌等现象，人工分别采取砂浆（M10)抹平、凿除抹灰及立模补浇混凝土等措施进行处理,以免其对面板砼受力影响。处理完毕经验收合格，待挤压墙成型2h后，即可进行垫层料施工。
3、挤压式混凝土边墙的优点
（1）、提高了大坝施工进度.边墙挤压式施工速度可达40～80m/h，在边墙成型后2～3小时即可进行垫层料的铺筑、碾压，两者衔接紧密、顺畅，几乎可同步上升。
（2)、由于挤压式边墙在上游坡面的限制作用，垫层料不需要超填,以水平碾压替代了斜坡碾压,既提高了施工的安全性又保证了垫层料的施工质量。
（3）、边墙挤压技术简化了工序、设备和机具,挤压机操作简单，施工方便、快捷.
（4)、挤压边墙在上游坝面形成了一个规则、平整、压实的坡面，而且坡面整洁美观.
（5）、提供了一个可抵卸冲刷的坡面，提高了度汛安全性,避免施工洪水对垫层料的冲刷，省掉了上游坝面的恢复工作，这对大型工程特别是导流标准较高的工程及南方多雨地区修建混凝土面板堆石高坝是十分有利.
4、施工工艺过程
（1)、施工程序
　　在每填筑一层垫层料之前，将下层(已填筑）垫层料碾压整平，测量定位画线后用边墙挤压机挤压出一条高40cm的低强度、低弹性模量、半透水的混凝土墙,待其达到一定强度后（一般2小时左右），在其下游侧按设计要求铺填垫层料，摊铺平整，振动碾静碾4遍，再动碾8遍，靠近边墙部位40cm内采用小型振动碾进行碾压，防止因激振力过高而破坏边墙。
（2）、边墙混凝土挤压施工方法
　　1）平整施工场地
　　垫层表面的平整度直接影响着挤压边墙成型后的外观尺寸，因此,必须提供一个平整的施工作业成绩面便于挤压机行走作业。施工时，应将前一层挤压边墙和垫层料填筑后的高差和平整度进行检查，如果存在高差及凹凸，则应用人工修补、找平并碾压密实。
　　2)测量放线
　　在边墙施工前，根据边墙挤压机的宽度,在其内侧放一根平行于坝轴线的细线，用以指导挤压机的行进方向，使成型的挤压墙平直,位置准确，每5米左右用钢钉将细线固定在垫层料表面。
　　3）挤压机就位与定向
　　挤压机在吊装前,先检查其各部件是否连接牢固，确认发动机及其它构件运行状况是否良好,熄火停机以备吊装，吊装可采用反铲。
　　将边墙挤压机吊装到指定起点，就位是应尽量满足前进的直线方向，利用水准仪对挤压机进行机身调节，使机身处于水平状态,并使外墙板与已成型边墙外坡面重合。及时进行高度校核，保证边墙高度。
　　4）混凝土拌和及入仓
　　直接在搅拌楼拌和后，用6m3混凝土罐车入仓。
　　5)成墙施工
　　混凝土成型是依靠成型密实的混凝土边墙为支撑向前移动的，因此施工时，由专人控制挤压机的行走方向，挤压机水平行走控制在±20mm,确保其挤压边墙的直线满足要求。并让边墙挤压机保持一定的速度，一般为40m/h。边墙挤压成型后，对出现的缺陷，如每层边墙的接坡间出现明显的台阶、边墙跨塌、平整度超标、位置及外形尺寸误差过大、成型混凝土缺陷等，应立即对其采用人工修补处理。
　　6)混凝土边墙两端与趾板接口处理

　　由于挤压机体本身占有一定长度，成墙不能与两端混凝土趾板连接,应人工立模浇筑混凝土（使用的混凝土材料与边墙混凝土相同），人工用打夯机夯实,使挤压墙两端与趾板连接,基本不留空隙。
　　7）垫层料填筑碾压
　　由于在边墙混凝土里加了速凝剂，因此每层边墙施工结束2～3小后，就进行垫层料施工，垫层料分一次铺填，每层40cm，采用18t自行式振动碾,先静碾4遍后,再动碾8遍,靠近边墙部位40cm内采用小型振动碾进行碾压，防止因激振力过高而破坏边墙。
　　8)挤压边墙迎水坡面处理
　　将坡面浮碴及松散混凝土洗净，进行浇筑面板混凝土前，应采取措施对表面进行保护。
5、挤压机工作原理
　　利用双联液压泵柴油机的机械能转换为液压能，一路通过低速大扭矩液压马达驱动搅拌旋转，将进入搅拌仓的混凝土拌和料输送到成型腔，另一路通过高速液压马达驱动振动器,使成型腔中的拌和料产生高频振动,成型腔内拌和料在搅龙挤压力和振动器激振力的作用下，边墙挤压机以密实的混凝土支撑向前移动，机后形成连续的梯形断面混凝土小墙，其梯形断面尺寸为上顶宽12cm，下底宽70cm，前坡1：1。4，后坡8：1，高40cm。
6、检测与试验
(1）、挤压边墙检测指标
项目
单位
指标
干密度
g/m3
>2。15
渗透系数
cm/s
10—3～10—4
弹性模量
mpa
3000～5000
抗压强度
mpa
3～5
（2)、原材料及中间产品检测频率
　　1)选用32.5级水泥，品质应符合《通用硅酸盐水泥》要求，水泥每批检测1组;
　　2)速凝剂每批检测1组;
　　3）砂石料每200～300m3各检测1组;
　　4)挤压边墙混凝土（击实法）抗压强度，每5层（2m）检测1组；
　　5)挤压边墙混凝土弹性模量取3000～5000MPa，每20层(8m）检测1组；
　　6)挤压成型的边墙混凝土干密度，每10层（4m)检测1组；
　　7）挤压边墙混凝土渗透系数，每25层（10m）检测1组。
(3）、挤压成型的边墙混凝土表面外观采用2m直尺进行检查.
(4)、配料称量不应超过下列规定的数值：
　　水泥±1%
　　砂石骨料±2%
　　水、外加剂溶液±1％
（5)、试验
　　与常规混凝土、土工试验方法基本一致，可参见《水工混凝土试验规程》（DL/T5150-2001)及《普通混凝土力学性能试验方法标准》(DL/T50081-2002）有关试验标准，测试挤压边墙混凝土的干密度、抗压强度、弹性模量、渗透系数等。
7、结论
挤压式边墙是混凝土面板堆石坝施工中的一项新技术。该技术简化了上游坝面的施工工序，减少了施工干扰，以水平碾压代替了斜坡碾压,提高了施工安全性，并保证了垫层碾压质量，加快了施工进度，汛期可以较好地抵抗水流的淘刷,有利于安全度汛,且整个上游坝面平整美观。因而,在国内已越来越多的工程采用了这项技术.
8、施工案例
　芭蕉河水电站位于湖北省鹤峰县境内，褛水支流芭蕉河中下游河段的柳月坪，距鹤峰县城11。1km。坝址控制流域面积303.4km2，多年平均流量12。6m3/s,多年平均径流量3。97亿m3， 水库正常蓄水位647.50m，总库容0。96亿m3，为年调节水库,电站总装机容量35MW。枢纽由混凝土面板堆石坝、左岸溢洪道、放空隧洞、右岸引水发电隧洞、发电厂房及露天开关站组成。
　　混凝土面板堆石坝坝顶高程为651。00m，最大坝高115m，顶宽8m，坝顶长288。90m,上游坝坡1:1.35,下游坝坡1:1.4,大坝从上游到下游分为坝前盖重区、垫层区、过渡区、主堆石区、下游堆石区,其中垫层区水平宽度3m.
　　混凝土面板堆石坝是目前我国水利水电工程中的主要坝型之一。但大坝上游面施工采用的传统方法存在缺陷，即斜坡碾压难以保证垫层区的质量，工序多而复杂，交叉作业干扰大，特别是人工削坡费时费力，与大坝坝体填筑施工存在矛盾,直接影响了工程进度和施工质量。
　　挤压式边墙护坡技术是借鉴道路园林工程中道沿机的挤压滑模原理，创出的一种面板坝垫层料坡面施工的新技术.1999年首先在巴西埃塔(ITA）面板堆石坝施工中使用，并取得成功.该技术具有能保证垫层料压实质量、提高坡面防护能力以及施工简便等特点，已经成为面板坝施工的一种新技术。
（1）、挤压混凝土配合比设计
　　挤压机对混凝土配合比较敏感，干的混凝土挤压行进速度慢,湿的混凝土挤压行进速度快，因此挤压混凝土配合比按一级配干硬性混凝土设计，坍落度为0，通常采用水泥用量70—85kg/m3,用水量约100kg/m3，水灰比1.3-1.46,速凝剂适量。混凝土28天抗压强度约5MPa，渗透系数在10-2-l0—3cm/s范围内，要求低弹模。
表1　挤压边墙施工混凝土配合比
单位材料用量（kg/m3）
水
水泥
砂石料
速凝剂SDS掺量
102。2
70
1958
1。4-2.1

表2　水泥物理力学试验成果
细度
安定性
（雷氏法)
凝结时间（min）
抗折强度（MPa）
抗压强度（MPa)
初凝
终凝
(3d)
(28d)
（3d)
（28d)
4.0
1。0
195
246
5.1
7。7
25.5
41。6

　　根据室内实验推荐配合比，经现场生产性试验复核验证,确定芭蕉河挤压边墙施工混凝土配合比如表1.水泥采用的P。O32。5级水泥，其物理力学试验成果见表2。砂子及小石采用本地生产的人工骨料，其物理性能试验成果见表3、表4。经过拌和站拌制，混凝土罐车运输至作业现场。通过现场实测,混凝土在表压为0.15MPa的情况下，混凝土渗透系数为0.074-0.0044cm/s，抗压强度为3.0—5.1MPa。
表3　砂料物理性能试验成果
堆积密度
（kg/m3）
紧密密度
（kg/m3)
表现密度
（kg/m3)
石粉含量
(%）
细度模数
（μx)
吸水率
（%)
1613
1743
2698
12。8
3.46
1。56

表4　石料物理性能试验成果
粒径（mm）
堆积密度
（kg/m3）
紧密密度
(kg/m3)
表现密度
(kg/m3)
针片状
(％）
压碎指标
(％）
吸水率
(%）
5-20
1356
1642
2712
8.9
11.0
0.82

(2）、设计断面
　　挤压式边墙断面为梯形，以铰接的方式使边墙可适应垫层区的变形，其底部不会形成空腔，有效避免空腔对面板的不利影响。墙高度为垫层料的设计铺填厚度，芭蕉河面板坝垫层 料的铺填厚度为40cm,故确定挤压式边墙单层高度为40cm。边墙上游侧坡度与混凝土面板堆石坝的上游坝坡相同，为1:1。35.顶部宽度太大会降低边墙适应变形的能力，顶部宽度太小会造成边墙成型困难，容易坍塌。2002年陕西省水电工程局在青海公伯峡水电站的试验证明顶部宽度在8—12cm比较合适，本工程顶部宽度确定为l0cm。边墙下游侧坡度采用8:1。
(3)、施工特点
　　①提高了大坝施工速度。挤压式边墙施工速度可达40-60m/h，在边墙成型后2-3小时即可进行垫层料的铺填、碾压，两者衔接紧密、顺畅，几乎可同步上升.
　　②由于挤压边墙在上游坡面的限制作用,垫层料不需要超填，以水平碾压代替了斜坡碾压，既提高了施工的安全性又保证了垫层料的施工质量。
　　③挤压式边墙护坡技术简化了工序、设备和机具，挤压机操作简单，施工方便、快速.
　　④挤压式边墙在上游坝面形成了一个规则、平整、坚实的坡面，坡面整洁美观。
　　⑤提供了一个可抵御冲刷的坡面，降低了度汛的难度,提高了导流度汛的安全性，避免了雨水对垫层料的冲刷，省掉了上游坝面的修复工作，这对大型工程特别是导流标准较高的工程以及南方多雨地区修建混凝土面板堆石坝是十分有利.