挤压边墙在柏叶口混凝土面板堆石坝中的应用

郝转刘伟明

（1.山西水利职业技术学院 山西 太原030027 2.柏叶口水库管理局 山西 交城 030501）

1 挤压边墙技术现状

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，坝体断面主要由混凝土面板、垫层区、过渡区、主次堆石区组成［1］。挤压边墙技术是混凝土面板堆石坝上游坡面填筑碾压施工的新方法，边墙位于垫层区和面板之间。1999年巴西埃塔面板堆石坝建设中首先使用该技术，在国内越来越多的工程采用了这项技术［2，3］，据悉，鲤鱼塘水库、芭蕉河水电站、公伯峡水电站等都采用了此技术。2010年7月山西省柏叶口水库混凝土面板堆石坝施工中采用该技术进行坝体填筑，该工程是山西省第一座混凝土面板堆石坝，因此挤压边墙技术在山西省水利工程中的应用也是首次。

2 挤压边墙的优势

挤压式边墙施工技术是在垫层料的上游侧采用机械设备挤压而形成一道混凝土边墙，避免了传统工艺垫层料超填、斜坡碾压、削坡等繁琐工序，简化了垫层料的施工工艺，加快了施工进度，将斜坡碾压改为垂直碾压，保证了垫层料填筑质量，且整个上游坝面平整美观［2］。边墙挤压机是为面板坝边墙施工新工艺专门研制的一种新型混凝土施工机械，也用于需要修建混凝土边墙的各种场合，如江河、湖泊防洪堤坝的混凝土护面，公路、铁路填方工程的混凝土的护坡，建筑物周围及山体防滑混凝土护墙等。

柏叶口水库位于吕梁市交城县会立乡柏叶口村上游约500 m的文峪河干流上，水库大坝为面板混凝土堆石坝。在柏叶口水库施工中，挤压边墙位于大坝上游过渡层与混凝土面板之间的垫层区。单层挤压墙外侧（上游）坡比1:1.4，内侧（下游）坡比8:1，顶宽0.1 m，底宽0.71 m，高0.4 m，断面呈梯形。施工中先做边墙，然后进行垫层料的铺填、碾压，直到和边墙顶部高程齐平，再做上一层的边墙，再进行垫层铺填、碾压，依次向上进行。混凝土面板需等到坝体竣工、沉降稳定后进行。柏叶口水库挤压边墙施工情况及挤压边墙局部放大情况见图1和图2。

图1 柏叶口水库挤压边墙施工图片

图2 挤压边墙局部放大图

挤压边墙在混凝土面板堆石坝施工中有以下优点：

（1）传统工艺中的坡面斜坡碾压被垂直碾压取代，坝身的密实度得到良好的保证，蓄水后这一区域的变形大大减少，提高了抗渗能力和大坝的整体性。梯形的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。

（2）由于边墙对坡缘的限制，因此垫层不超宽填筑，节省材料和垂直碾压的工作量；而且不用削坡、修正坡面，简化了施工程序，节省了坡面平整设备、斜坡压路机等。

（3）先固坡后填筑，边墙挤压机的成型速度快，短时间即可进行垫层料的铺填、碾压，两者衔接紧密、顺畅，可与垫层料的填筑同步上升，加快了坝体的施工进度。

（4）边墙能抵御水流冲刷，无冲刷拉槽，减少施工费用，缩短工期，降低不可预计开支，降低导流标准，节省工程投资。

（5）有了边墙的防护作用，降低了度汛的难度，提高了度汛安全性。另外，混凝土面板的施工可安排在合理时段（一般在堆石体沉降稳定后）进行，可以避免开裂，保证了混凝土面板的质量。

（6）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。

3 挤压边墙的施工质量控制

最早使用该方法的巴西依塔坝在蓄水后还发生了最大渗流量为1 300 L/s的渗漏[4],因此，混凝土边墙的施工质量控制显得非常重要。施工过程中，首先将下层（已填筑）垫层料碾压整平，定位画线后用挤压机制作出一个高40 cm的低强度、低弹性模量、半透水的混凝土小墙，待其达到一定的龄期（一般2 h左右），并具有一定强度后，在其下游侧按设计要求铺填垫层料，推土机摊铺平整后用振动碾进行碾压，重复上述工序逐次填高即完成上游坝面的施工。

（1）平整作业面。为了使边墙挤压机正常行走作业，必须提供一个平整的施工作业面。因此，在每次的边墙混凝土挤压前和垫层料填筑后，都要对垫层的平整度进行检查，不平整度应控制在±2 cm，否则，需进行修补和人工平整。

（2）测量放线标出路线。对垫层料的高程进行复核后，测量放线，标示出边墙的下边线和边墙挤压机的行走路线。

（3）挤压机调整就位。将挤压机运至施工现场，进行调整，使挤压机在同一水平面上，并保证其出料口的高度为40 cm。

（4）边墙施工。混凝土罐车采用前进法卸料，速凝剂由挤压机设置的外加剂罐边行走边向进料口添加，挤压机行走速度控制在40～60 m/h。边墙混凝土施工后2～3 h，具有一定强度后即可进行垫层料的摊铺和碾压。

（5）细节处理。因机械原因，边墙与两岸岸坡趾板不能直接接口，可以使用与边墙同断面的模板定位，人工将边墙混凝土夯实后进行连接；对各层混凝土挤压墙之间的错台，如上图所示层与层接缝处的不平整，进行测量放线，人工挂线、找平或铲除整平；对于边墙坍塌、成型混凝土缺陷，应该及时进行人工修补。

4 结语

（1）单层边墙的高度一般与垫层料的铺填厚度相同，边墙的上游侧坡度与混凝土面板坝的上游坝坡相同，顶宽太大会降低边墙适应变形的能力，顶宽太小会导致成型困难，容易坍塌，因此一般取10 cm左右，下游侧通常较陡，接近竖直。

（2）挤压机对混凝土配合比较敏感，相对干的混凝土挤压行进速度慢，相对湿的混凝土挤压行进速度快，多大的流动性较为合适还需进一步研究。另外，我国水利工程使用边墙挤压技术时间短，经验还不成熟，目前对挤压边墙混凝土还没有明确的规范，对材料配合比、施工工艺以及对面板受力、变形的影响评价还有待完善，特别是还没有制定相关的质量检验方法，因此，该技术的运用还需进一步研究探讨。

［1］任德林，张志军.水工建筑物［M］.南京：河海大学出版社，2001.8：167-170.

［2］张丕华,杨天秀.挤压式边墙护坡技术在芭蕉河面板坝工程中的应用［J］.中国水利，2004（14）：39-40

［3］张海燕，高恩占.挤压式混凝土边墙技术在美岱水库工程中的应用［J］.中国农村水利水电,2008,（10）：111-112

［4］徐中秋.面板堆石坝垫层区施工新技术的研究［D］.西安理工大学,2006