浅谈挤压边墙混凝土施工方法

贾彦鹏

（甘肃省水利水电工程局有限责任公司，甘肃兰州730030）

1 概述

1.1 工程概况

新疆吉音水利枢纽工程混凝土面板堆石坝工程，挡水建筑物采用混凝土面板堆石坝，坝顶高程2 513 m，坝顶宽度为10 m，坝长489 m，最大坝高124.5 m，上游坝坡1∶1.4，下游坝坡：高程2 450～2 478 m上坝公路以上坝坡1∶1.4，高程2 450～2 478 m上坝公路以下坝坡1∶1.3。在坝下游坡设10 m宽、纵坡为8%的“之”字形上坝公路，最大断面下游平均坡度约为1∶1.64。坝顶上游侧设置“L”形C25钢筋混凝土防浪墙，防浪墙顶高程2 514.2 m，墙高4.2 m，墙顶高出坝面1.2 m。坝顶路面为混凝土路面，厚20 cm。下游坡采用0.4 m×0.4 m的混凝土网络梁，网格中间砌筑预制混凝土六棱板的护坡形式。混凝土面板堆石坝坝体填筑分区从上游至下游分为上游盖重区、上游铺盖区、混凝土面板、垫层区、特殊垫层区、过渡料区、堆石料区。

1.2 混凝土挤压边墙

挤压边墙设在面板和垫层料之间，在每层垫层料填筑之前，沿设计断面将水泥、砂石混合物、外加剂等加水拌和均匀，在垫层料的上游侧采用边墙挤压机挤压出一道强度低、弹性模量低、透水性不高的混凝土小墙，边墙上游坡比与坝体上游边坡一致，每层挤压边墙的厚度与每层垫层料的填筑厚度相等。挤压边墙断面为不对称梯形，外侧（上游与上游坝坡相同）坡比1∶1.4，内侧（下游侧）坡比8∶1，顶宽0.1 m，底宽0.71 m，高度0.4 m，以铰接的方式使边墙适应垫层区的变形。挤压边墙内侧垫层料填筑在挤压边墙混凝土浇筑后2～3 h进行，采用振动碾在填筑平面纵向碾压（平行于坝轴线方向），每层检查验收合格后再重复以上工序，最终形成连续完整的符合设计要求的上游坝面。

挤压边墙混凝土为干硬性混凝土，坍落度为0，通过挤压边墙机挤压达到一定的密实度，具有较低的抗压强度、弹性模量，施工方便。用垂直碾压代替了传统的斜坡碾压，保证了垫层料填筑压实质量，避免了传统工艺施工时垫层料超填、斜坡碾压、削坡等烦琐工序，简化了垫层料的施工工艺，加快了施工进度。

吉音水利枢纽工程混凝土面板堆石坝工程挤压边墙底高程2 438.5 m，顶高程2 509.9 m，每层高0.4 m，共179层，挤压边墙局部大样如图1所示。

图1 挤压边墙大样图

2 挤压边墙混凝土施工

挤压边墙混凝土采取人工配合机械的施工方法，机械采用定制的挤压边墙机。

2.1 挤压边墙施工机械

吉音水库所用的挤压边墙机根据挤压边墙的结构设计尺寸向具备生产能力的厂家定制。

2.2 挤压边墙混凝土配合比

挤压边墙混凝土应具备强度低、弹性模量低、密度性高、半透水性指标的要求，根据现场施工环境条件，便于挤压施工，并对面板不产生强约束。

2.2.1 低强度 挤压边墙混凝土为一级配干硬性混凝土，强度等级不宜大于C5，混凝土骨料粒径＜20mm，＜5 mm的颗粒宜为30%～55%，含泥量＜7%。水泥用量宜为骨料干质量的3%～7%，用水量按轻型击实试验确定，坍落度为0。

2.2.2 低弹性模量 弹性模量不宜大于8 000 MPa。

2.2.3 低强度和早强28 d抗压强度宜为3～8 MPa，成型挤压边墙混凝土2～4 h抗压强度应满足采用振动碾碾压垫层料时不出现坍塌、变形等要求。

2.2.4 高密度性 密度宜控制在2.1～2.3 g/cm3，尽可能接近垫层料的压实密度。

2.2.5 半透水性 渗透系数尽可能接近垫层料的渗透系数。

吉音大坝挤压边墙混凝土强度等级为C5，配合比原材料的各项指标如表1所示。

表1 吉音大坝挤压边墙混凝土配合比参数

2.3 挤压边墙混凝土施工

2.3.1 基础面平整与测量放样 基础面是否平整密实是保证挤压边墙成型后外观尺寸符合设计的前提。因此，在挤压边墙机行走作业之前，必须保证施工基础面平整度、密实度达到设计要求。在后一层边墙施工前，要对前一层挤压边墙和垫层料填筑高程、压实度、平整度和线型进行严格检查，基础夯实，压实度符合设计要求。如果存在高差、凹凸、压实度不够等现象，应立即采用人工平整并夯实合格。基础面平整度控制在±2 cm。

根据平整压实后的基面高程采用全站仪放样出上游侧设计边线，按照挤压边墙底部的设计宽度以上游设计边线为基准标划出挤压边墙下游侧边线，并计算定位靠近垫层料一侧的挤压边墙机轮迹线，挂钢丝作为挤压边墙机行走时的控制线。

2.3.2 挤压边墙机就位 挤压边墙机运至施工现场后，人工进行调整，采用水平尺或垂直刻度尺对挤压边墙机的机身和高度进行调整，使挤压边墙机处于水平，以挤压边墙宽度及高度控制调整机身，并保证挤压边墙机外刀片贴近前一层边墙坡顶。

2.3.3 挤压边墙混凝土拌制、运输 混凝土采用在拌和站集中拌制，10 m3混凝土搅拌罐车运送至施工现场，在卸料的同时，液态速凝剂通过挤压机上的喷嘴向料内均匀喷加。

2.3.4 混凝土挤压施工 在边墙挤压机启动运转正常后立即开始挤压混凝土边墙施工。必须由专人操作控制挤压边墙机的行走方向，行走速度控制在40～60 m/h，搅拌车卸料时须将刚出料时的粗骨料弃掉，待出料均匀时再让混凝土进入挤压边墙机的受料仓。在施工过程中，混凝土搅拌运输车与挤压边墙机同步行走，采用人工辅助卸料。挤压边墙机要严格按照定位控制线行走，为保证挤压边墙坡面的平整度，行走偏差须控制在2 cm以内。挤压边墙施工如图2所示。

2.3.5 挤压边墙两岸端头混凝土施工 边墙两岸端头挤压机施工不到部位的混凝土由人工支模浇筑，混凝土料同挤压边墙料，人工分层入仓，并按规定的配合比量喷洒速凝剂，采用木夯捣实压光，衔接平顺。

图2 挤压边墙施工图

2.3.6 边墙混凝土养护 挤压边墙混凝土挤压完成后，及时采用人工洒水养护。

2.3.7 挤压边墙混凝土缺陷处理 对挤压边墙施工完成后边墙表面出现的缺陷和层间台口等现象，采用人工用长木抹子及时进行补平、压实，材料选用与挤压边墙同种材料的细料。对空缺、凹凸、层间接茬、突出棱线等现象，由人工及时进行修整处理。

2.4 挤压边墙质量检测

一是在每层挤压机挤压成型的混凝土墙上不同位置的3处取试样，可用蜡封法测其密度，然后按其实测密度以及室内成型相同密度的抗压、抗渗、弹模试件进行混凝土性能试验。二是每层挤压边墙取样1组进行干密度、强度检测。检测值长期较稳定后，可适当放宽至10层左右取样1组进行检测。三是每层取样1组进行弹性模量检测，每400 m3挤压边墙混凝土取样1组进行渗透检测。

2.5 施工注意事项

一是挤压边墙机在行走过程中，行走方向和平整度对挤压边墙成型外观质量影响较大（如坡比、断面尺寸等），在施工过程中，一是重点做好底层宽度约1.5 m范围内的平整度，它是保证挤压边墙直线的决定性因素，同时要做好挤压机的调平工作，应根据水平尺和方向线随时调整轮高和导向轮方向。二是采用拉细钢丝绳和人工洒线进行双控，在挤压机行走过程中，保证挤压机内侧沿着线型行走。三是严格控制挤压机的行走速度，进料要均衡，挤压边墙的成型速度控制在40～60 m/h。每层挤压边墙施工完成后，应将挤压边墙机调运至下一层施工位置，人工清除挤压机内残余料后用高压水冲洗干净。四是及时进行边墙变形位移检测，在垫层料碾压前后及时观测挤压边墙水平位移状态及边墙坡面变形情况，如位移变化超出允许范围，及时调整施工工艺。

3 结束语

挤压边墙固坡施工较传统工艺具有以下特点：传统的坝体上游坡面垫层料施工方法为每层垫层料采用向上游超宽50 cm进行填筑，当填筑高度达到3～5 m后采用人工配合机械进行削坡，然后继续填筑，待坡面长度达到15～25 m，具备斜坡碾压条件时，采用斜坡碾碾压，碾压完成后喷混凝土或碾压砂浆固坡，重复以上工序直至坝体填筑完成。挤压边墙混凝土固坡施工工艺是在挤压边墙施工完成后2～3 h后进行垫层料的填筑、碾压，使挤压边墙和垫层料之间衔接紧密、顺畅，同步上升，既加快了坝体填筑施工进度，又提高了施工质量。由于有先期形成的挤压墙限制，垫层料无需超填，也不存在削坡、修整、斜坡碾压和喷混凝土等工序，简化了设备和机具及施工工序。靠上游边坡附近垫层料的压实方式由有约束的垂直碾压取代了无侧向约束的垂直碾压和斜坡碾压，垫层料的压实质量得到了有效提高。随着坝体填筑高程的不断上升，挤压边墙在上游坝面形成了一个密实、平整、规则的坡面，有利于雨季填筑大坝施工防护，提供了一个可抵御冲刷的坡面，避免施工洪水对垫层料的冲刷，同时为坝体施工采用临时断面挡水度汛方案创造了良好条件。