水利工程論文-擠壓式邊墻護(hù)坡技術(shù)在芭蕉河面板壩工程中的應(yīng)用摘要：混凝土面板壩上游坡面的施工始終是一個(gè)控制壩體填筑進(jìn)度和影響壩體質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。混凝土擠壓式邊墻護(hù)坡技術(shù)是混凝土面板堆石壩上游坡面施工的新方法，芭蕉河工程上游坡面施工采用該技術(shù)，確定了適宜的混凝土配合比、邊墻斷面和施工方法，從而簡(jiǎn)化了墊層料的施工工序，加快了進(jìn)度，保證和提高了施工質(zhì)量，取得較好的效果。關(guān)鍵詞：芭蕉河混凝土面板堆石壩擠壓式邊墻芭蕉河水電站位于湖北省鶴峰縣境內(nèi)，褸水支流芭蕉河中下游河段的柳月坪，距鶴峰縣城11.1km。壩址控制流域面積303.4km2，多年平均流量12.6m3/s，多年平均徑流量3.97億m3，水庫正常蓄水位647.50m，總庫容0.96億m3，為年調(diào)節(jié)水庫，電站總裝機(jī)容量35MW。樞紐由混凝土面板堆石壩、左岸溢洪道、放空隧洞、右岸引水發(fā)電隧洞、發(fā)電廠房及露天開關(guān)站組成?；炷撩姘宥咽瘔螇雾敻叱虨?51.00m，最大壩高115m，頂寬8m，壩頂長(zhǎng)288.90m，上游壩坡1:1.35，下游壩坡1:1.4，大壩從上游到下游分為壩前蓋重區(qū)、墊層區(qū)、過渡區(qū)、主堆石區(qū)、下游堆石區(qū)，其中墊層區(qū)水平寬度3m。混凝土面板堆石壩是目前我國(guó)水利水電工程中的主要壩型之一。但大壩上游面施工采用的傳統(tǒng)方法存在缺陷，即斜坡碾壓難以保證墊層區(qū)的質(zhì)量，工序多而復(fù)雜，交叉作業(yè)干擾大，特別是人工削坡費(fèi)時(shí)費(fèi)力，與大壩壩體填筑施工存在矛盾，直接影響了工程進(jìn)度和施工質(zhì)量。擠壓式邊墻護(hù)坡技術(shù)是借鑒道路園林工程中道沿機(jī)的擠壓滑模原理，創(chuàng)出的一種面板壩墊層料坡面施工的新技術(shù)。1999年首先在巴西埃塔(ITA)面板堆石壩施工中使用，并取得成功。該技術(shù)具有能保證墊層料壓實(shí)質(zhì)量、提高坡面防護(hù)能力以及施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，已經(jīng)成為面板壩施工的一種新技術(shù)。一、擠壓式邊墻設(shè)計(jì)1.擠壓混凝土配合比設(shè)計(jì)擠壓機(jī)對(duì)混凝土配合比較敏感，干的混凝土擠壓行進(jìn)速度慢，濕的混凝土擠壓行進(jìn)速度快，因此擠壓混凝土配合比按一級(jí)配干硬性混凝土設(shè)計(jì)，坍落度為0，通常采用水泥用量70-85kg/m3，用水量約100kg/m3，水灰比1.3-1.46，速凝劑適量。混凝土28天抗壓強(qiáng)度約5MPa，滲透系數(shù)在10-2-l0-3cm/s范圍內(nèi)，要求低彈模。表1擠壓邊墻施工混凝土配合比單位材料用量（kg/m3）水水泥砂石料速凝劑SDS摻量102.27019581.4-2.1表2水泥物理力學(xué)試驗(yàn)成果細(xì)度安定性（雷氏法）凝結(jié)時(shí)間(min)抗折強(qiáng)度(MPa)抗壓強(qiáng)度(MPa)初凝終凝(3d)(28d)(3d)(28d)4.01.01952465.17.725.541.6根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)推薦配合比，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn)復(fù)核驗(yàn)證，確定芭蕉河擠壓邊墻施工混凝土配合比如表1。水泥采用的P.O32.5級(jí)水泥，其物理力學(xué)試驗(yàn)成果見表2。砂子及小石采用本地生產(chǎn)的人工骨料，其物理性能試驗(yàn)成果見表3、表4。經(jīng)過拌和站拌制，混凝土罐車運(yùn)輸至作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，混凝土在表壓為0.15MPa的情況下，混凝土滲透系數(shù)為0.074-0.0044cm/s，抗壓強(qiáng)度為3.0-5.1MPa。表3砂料物理性能試驗(yàn)成果堆積密度(kg/m3)緊密密度(kg/m3)表現(xiàn)密度(kg/m3)石粉含量(%)細(xì)度模數(shù)(x)吸水率(%)16131743269812.83.461.56表4石料物理性能試驗(yàn)成果粒徑(mm)堆積密度(kg/m3)緊密密度(kg/m3)表現(xiàn)密度(kg/m3)針片狀(%)壓碎指標(biāo)(%)吸水率(%)5-201356164227128.911.00.822.設(shè)計(jì)斷面擠壓式邊墻斷面為梯形，以鉸接的方式使邊墻可適應(yīng)墊層區(qū)的變形，其底部不會(huì)形成空腔，有效避免空腔對(duì)面板的不利影響。墻高度為墊層料的設(shè)計(jì)鋪填厚度，芭蕉河面板壩墊層料的鋪填厚度為40cm，故確定擠壓式邊墻單層高度為40cm。邊墻上游側(cè)坡度與混凝土面板堆石壩的上游壩坡相同，為1:1.35。頂部寬度太大會(huì)降低邊墻適應(yīng)變形的能力，頂部寬度太小會(huì)造成邊墻成型困難，容易坍塌。2002年陜西省水電工程局在青海公伯峽水電站的試驗(yàn)證明頂部寬度在8-12cm比較合適，本工程頂部寬度確定為l0cm。邊墻下游側(cè)坡度采用8:1(見圖1)圖1芭蕉河擠壓混凝土邊墻設(shè)計(jì)斷面(單位：cm)二、擠壓式邊墻施工1.施工程序在每填筑一層墊層料之前，將下層(已填筑)墊層料碾壓整平，定位畫線后用邊墻擠壓機(jī)制作出一個(gè)高40em的低強(qiáng)度、低彈性模量、半透水的混凝土小墻，待其達(dá)到一定的齡期(一般2小時(shí)左右)，并具有一定強(qiáng)度后，在其下游側(cè)按設(shè)計(jì)要求鋪填墊層料，推土機(jī)攤鋪平整后用自行式振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓，碾壓合格后重復(fù)上述工序，即完成上游壩面的施工。2.施工方法平整施工場(chǎng)地。為便于擠壓機(jī)行走作業(yè)，必須提供一個(gè)平整的施工作業(yè)面。每次邊墻混凝土擠壓前和墊層料填筑后，都必須對(duì)墊層平整度進(jìn)行檢查、修補(bǔ)和人工平整，不平整度控制在2cm。測(cè)量放線。對(duì)墊層料高程進(jìn)行復(fù)核后，精確放線，標(biāo)示出邊墻的下邊線和擠壓機(jī)的行走路線。擠壓機(jī)就位。邊墻擠壓前，將擠壓機(jī)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行調(diào)整，使擠壓機(jī)在同一水平面上，并保證其出料口高度為40cm。邊墻擠壓?；炷凉捃嚥捎们斑M(jìn)法卸料，速凝劑由擠壓機(jī)設(shè)置的外加劑罐邊行走邊向進(jìn)料口添加，擠壓機(jī)行走速度控制在40-60m/h。邊墻混凝土施工后2-3小時(shí)，即可進(jìn)行墊層料的攤鋪和碾壓。邊墻兩端與趾板接口處理。因機(jī)械原因邊墻與兩岸岸坡趾板不能直接接口，使用與邊墻同斷面的定型模板定位，人工將邊墻混凝土夯實(shí)后連接。缺陷處理。對(duì)于因各種原因引起的各層混凝土擠壓墻之間的錯(cuò)臺(tái)，水平距離大于2cm時(shí)，必須進(jìn)行測(cè)量放線，人工掛線、找平或鏟除整平；對(duì)于邊墻坍塌、成型混凝土缺陷，及時(shí)地進(jìn)行人工修補(bǔ)。布置觀測(cè)點(diǎn)，埋設(shè)監(jiān)測(cè)儀器。確定變形觀測(cè)點(diǎn)和埋設(shè)位移計(jì)，施工過程中進(jìn)行觀測(cè)，指導(dǎo)后續(xù)施工并驗(yàn)證設(shè)計(jì)。3.施工特點(diǎn)提高了大壩施工速度。擠壓式邊墻施工速度可達(dá)40-60m/h，在邊墻成型后2-3小時(shí)即可進(jìn)行墊層料的鋪填、碾壓，兩者銜接緊密、順暢，幾乎可同步上升。由于擠壓邊墻在上游坡面的限制作用，墊層料不需要超填，以水平碾壓代替了斜坡碾壓，既提高了施工的安全性又保證了墊層料的施工質(zhì)量。擠壓式邊墻護(hù)坡技術(shù)簡(jiǎn)化了工序、設(shè)備和機(jī)具，擠壓機(jī)操作簡(jiǎn)單，施工方便、快速。擠壓式邊墻在上游壩面形成了一個(gè)規(guī)則、平整、堅(jiān)實(shí)的坡面，坡面整潔美觀。提供了一個(gè)可抵御沖刷的坡面，降低了度汛的難度，提高了導(dǎo)流度汛的安全性，避免了雨水對(duì)墊層料的沖刷，省掉了上游壩面的修復(fù)工作，這對(duì)大型工程特別是導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)較高的工程以及南方多雨地區(qū)修建混凝土面板堆石壩是十分有利。三、結(jié)論芭蕉河面板堆石壩采用擠壓式邊墻護(hù)坡技術(shù)，簡(jiǎn)化了施工工序，加快了大壩施工進(jìn)度，保證和提高了