寺坪水电站混凝土面板堆石坝挤压边墙施工技术.pdf

2 0 1 0 年第 4期 东北水利水 电 工程施工 文章编号 1 0 0 2 -0 6 2 4 ( 2 0 1 0 ) O 4 0 o 3 1 -0 3 寺坪水电站混凝土面板堆石坝挤压边墙施工技术 林训钢 ( 葛洲坝新疆工程局有限公司， 湖北 宜 昌 4 4 3 0 0 2 ) 摘 要 文章通过寺坪水电站混凝土面板堆石坝工程 的施工 实践 ， 阐述 了 施工中上游坡面采 用挤压边墙施工技术， 以替代传统上游坡 面保护采用人工修坡 、 斜坡碾压 、 坡 面碾压砂浆等工 艺的施 工过程 取得 了比较好 的效果。 关键词面板堆石坝； 挤压边墙施工技术； 寺坪水电站 中图分类号 T V 6 4 1 4 文献标识码 A 2 0 0 5 年 2月。寺坪水 电 站 混凝土面板堆石坝垫 层料迎水坡面采用挤压边墙施工技术进行保护， 工 程量约 9 5 0 0 m3 ， 梯形断面 ， 外侧坡比为 1 ： 1 6 ， 内 侧坡比为 8 ： 1 ， 顶宽 1 0 c m， 底宽7 9 c m。 为掌握和控制挤压边墙施 工技术 ，根据现场 施工 的实际情况 ， 多次取样进 行检测试验 。根据 检测试验成果， 进行了对比分析 ， 取得了边墙施 工控制指标和施工工艺参数的初步成果， 经技术 咨询后确定最终的边墙施工质量控制指标和施 工参数。 ( 2 )水泥。选 用葛洲坝荆门水泥厂生产的“ 三 峡”牌 P O 3 2 5级普通硅酸盐水泥 。从试验成果 看 ： “ 三峡牌 ” P O 3 2 5级普通 硅酸 盐水泥 所检各 项指标均满足国家标准要求。 ( 3 ) 水 。混凝土拌和用水采用生产供水系统提 供 的施工用水。 ( 4 ) 外加剂。 速凝剂选用十堰宏豪外加剂厂生 产的T C - I 型液态速凝剂。 ( 5 )挤压机具 。葛洲坝股份 有限公 司施工科 学研究所 生产 的 2台 DB C- I 型边墙成型机 。 1挤压边墙设计技术指标 3 施工配合比 挤压边墙混凝 土设计 强度等级及 主要设计指 标见表 1 。 表 1 挤压边 墙混凝 土配合 比设 计技术 要求 注 ： 2 0 0 5年 4 月 根据长寺设枢字 2 0 0 5 第 0 0 7 号文， 干密度调整为 2 0 1 k N m， ， 其它指标不变。 2 原材料 ( 1 ) 砂石骨料 。选 用河床天然砂石料 ， 经砂砾 石制备系统生产 的小 区料( 2 B料) 。 参 照类似 工程施工经验 在挤压边墙室 内试 验成果报告的基础上结合现场生产性试验进行 部分参数调整， 试验调整前后分 4 个阶段进行。 ( 1 ) 挤压边墙室内施工配合比。根据室内试验 进行配合比设计 ，初步拟定了边墙混凝土配合比 进行第一阶段的试验 ， 其各项参数见表 2 。 表 2 推荐混凝土施 工配合 比表 31 工程施工 东北水利水电 2 0 1 0年第 4期 ( 2 ) 第一阶段。 根据初步拟定的边墙原材料配 合比， 参照水布垭挤压边墙的施工参数， 确定第一 阶段的原材料配合比参数，配合比选用中热 4 2 5 级水泥( 选用 7 0 k g m， 的掺量) 和 2 J 3 料。具体参 数见表 3 ， 4 ， 试验表明抗压强度偏高。 表 3 第一 阶段挤 压边墙施工 配合比参数表 水灰比 水泥 k g m 2 B料 k g m 水 k m 速凝剂 m 表 4 第一 阶段挤压边墙 混凝土检测结果统计 表 ( 3 ) 第二阶段。针对第一阶段抗压强度偏高的 情况 ， 经现场施工、 监理以及建设方商议， 第二阶 段试验改用掺 P o3 2 5 级普硅水泥( 选用7 0 k g m 。 的掺量) 。具体试验参数见表 5 ， 6 。 表 5 挤压边墙 混凝土第 二阶段现场施工配合 比表 水灰比 水泥， k g m 2 B料 k g m 水 k g m 速凝剂 k g m 1 3 O 7 0 2 1 8 0 9 1 3 5 0 表 6 挤 压边墙混凝 土第二阶段检测 结果统计表 ( 4 ) 第三阶段。 从前两个阶段试验段边墙的外 观来看， 在边墙 2 3 高度以下部分表面较松散， 结 合前两个阶段的施工情况，将 P O3 2 5 级普硅水 泥的掺量加大至 8 0 k g m 3 ， 2 B料也做 出相应调 整。具体试验数据见表 7 ， 8 。 表 7 挤压边墙 混凝土第三 阶段现 场施工配合 比表 水灰比 水泥 1 【 g m 2 B料 k g m 水 k g m 速凝N k g m 8 0 2 1 7 0 1 0 4 4 0 0 ( 5 ) 第四阶段( 至今) 。在破型中发现前三阶 段挤压边墙的试件强度出现强度较低的现象 ， 经 3 2 表 8 挤压边墙混凝 土第三阶段检测结 果统计表 与监理商定 将 P O 3 2 5级普硅水泥的掺 量加大 至 9 0 k g m3 ， 同时 2 B料也 做 出相应调 整 ， 具体试 验数据见表 9 ， 1 0 。 表 9 挤压边墙 混凝土第 四阶段 现场施工配合 比表 水灰比水泥 k g m 2 B料 k g m 水 k g m 速凝剂 k g m 1 _ 3 O 9 O 2 1 6 0 l 1 7 4 5 0 表 1 O 挤压 边墙混凝第 四阶段检测结果统计 表 4 挤压边墙 施工 I 在挤压边墙混凝土施工 中，现场配 合比经历 了不同水泥品种、 掺量的生产性试验， 从各阶段检 测成果分析， 第 4 阶段的施工质量较为稳定。 4 1施工程序 挤压边墙施工程序 为：下基层准备_ + 挤压机 就位 拌和与运输 挤压成型 端头整修。 4 2 施工方法 ( 1 ) 测量放样及施工作业面整修。垫层料碾压 完毕后， 采用人工整修挤压边墙施工作业层面， 经 测量放样检查达到平整度要求后方可进行挤压边 墙施工； 平整度控制在 2 c m以内， 外坡线施工偏 差按不大于 5 c m控制，以保证挤压边墙成型平 整， 直顺。 ( 2 ) 挤压机就位。采用现场施工机械将挤压机 吊装就位 ， 安装边墙起头挡板 ， 调整挤压机与行走 方向的角度及机身平整度。 ( 3 ) 拌和及运输。E L 2 3 4 2 m以下采用j s mo o 拌和楼集中供料， 6 m 3 混凝土搅拌车运输到施工 现场 E L 2 3 4 2 m以上采用 1 台J S 7 5 0 强制式搅拌 2 0 1 0 年第 4期 东北水利水 电 工程施工 机进行集 中拌和 ， 5 t 自卸汽车运输至现场后 ， 人 工进料。 ( 4 ) 挤压成型。拌和物下入挤压机内， 挤压机 拌和物在进料斗加入速凝剂，挤压机挤压成型后 自行前进。 ( 5 ) 端头整修。边墙起始端和终点端， 挤压机 不能到位 ， 采用人工立模定型， 用挤压边墙料填充 成型。 ( 6 ) 垫层料与边墙施工。 边墙挤压成型 1 h 后开 始铺料 ， 4 h 后开始碾压 ；垫层料采用 1 8 2 0 t 自 卸汽车运料 ， 卸料方向与坝轴线一致， 卸料堆距边 墙不少于 5 0 c m； 采用反铲辅以人工进行铺料。摊 铺料时。施工机械不得碰撞挤压边墙或者近距离 磨车， 以防止边墙变形或位移。 铺料厚度控制在高 于边墙 5 c m。 5 现场试 验检 测方 法 挤压边墙混凝土 目前 尚无标准试验方法 ， 施 工过程 中主要检测手段如下 ： ( 1 ) 密度试验。灌砂法测定挤压边墙混凝土的 湿密度； 烘干法测定含水量， 计算干密度； 5月底改 为蜡封法。 ( 2 ) 挤压边墙混凝土强度试验。 根据现场测定 的密度 用静压法成型 1 5 0 m m 1 5 0 r r llT l x 1 5 0 mm 的试件。 测试混凝土强度。 ( 3 ) 渗透试验。依现场测定的密度 ， 用静压法 成型 1 5 0 m i n x 1 5 0 IT L r n的试件， 使用土工高压渗 透仪、 采用静水头法测试混凝土渗透系数。 ( 4 ) 弹性模量试验。参照 水工混凝土试验规 程 ( D L T 5 1 5 O 一 2 o 0 1 ) 进行加荷速率测定。 6 数 据分析 ( 1 )边墙强度满足小于 5 MP a 的设计要求， 只有第一阶段中使用了中热 4 2 5 水泥，有部分试 块强度偏高 ( 第 3 层强度 6 7 MP a ) ，可能是拌和 不均匀所致 ， 其余普遍在 3 0 MP a 左右， 总体分析 平均值为 2 7 7 MP a ， 最大值 5 2 MP a ， 最小值 1 9 MP a ， 离差系数 C v = 0 2 5 ； 第四阶段平均值为 2 5 5 MP a ， 最大值 3 9 MP a ， 最小值 2 MP a ， 离差系数 C v = O 1 7 ； 从而看出第四阶段 9 0 k g 水泥掺加量 ， 强 度离差幅度较小， 施工控制较为稳定。 ( 2 ) 边墙渗透系数都能满足设计要求( 1 O 1 0 _c m s ) o ( 3 ) 边墙干密度在 1 9 2 0 4 k N m3 之间， 7 3 3 不能满足大于 2 0 1 k N m 3 的设计要求： 从总体数 据分析 ， 平均值为 1 9 8 k N m3 ， 大于等于 2 0 1 k N I n 3占 2 6 7 ， 1 9 5 2 0 1 k N m 区 间 占 5 8 4 ， 1 9 0 1 9 5 k N m3 区间占 1 4 9 ：从第 5 5层掺加 5 石粉对比试验分析可能采用天然砂砾料做骨 料( 与水布垭人工骨料相比) ， 其级配不良， 填充细 颗粒含量底， 又因天然河床料磨圆度较好 ， 咬合力 度 欠佳 ， 干密度提 不高 ； 挤压 机具 目前有所 欠缺 。 加上边墙坡比较缓， 挤压力度不够。 根 据公伯 峡边墙 施工经验 其采 用河床天 然 料 ， 干密度控 制指标 为 1 9 5 g c m， ， 水布垭 边墙施 工采用人工灰岩料 ， 其干密度控制指标为 2 0 g c m3 ， 因此认为寺坪大坝挤压边墙干密度控制指标可适 当调整。 ( 4 ) 边墙弹性模量 1 0 组中。 2组能满足 5 0 0 0 7 0 0 0 MP a的设计要求 1 组大于 7 0 0 0 MP a 其强 度较高 ， 出现在第二阶段 ； 另外 7组在 3 0 0 0 5 0 0 0 MP a之间， 其强度较低。在第三阶段之后 ， 弹模处 在比较稳定的 区间范围 其中 1组大于 5 9 0 0 MP a 为掺 加 5 石粉试验段 。 7 结语 寺坪水 电站大坝挤压边墙施工质 量控 制总体 上较设计指标而言 ， 干密度、 弹性模量部分指标不 能满足设计要 求 ， 但根据同类型边墙施工经验 ， 如 对寺坪大坝挤压边墙控制技术指标进行调整。 调 整后的技术指标见表 1 1 。则调 整后 的各项指标是 可行 的 ，但 在配 比中，水泥 用量可控 制在 7 0 8 0 k g m 之 间。 表 1 1 调 整后的挤压 边墙控 制技术指 标 控制项 目 技术指标 干密度 k N m 渗透 系数 e ra s 抗压强度 MP a 弹性模量 MP a 【 收稿日期l 2 o o 9 1 2 2 3 作者简介林训钢( 1 9 7 7 - ) ， 男， 湖北天门人 ， 工程师， 从事水利 水电施工技术管理工作。 3 3 T。 一