-- --
巴贡水电站混凝土面板堆石坝挤压边墙施工技术
刘海友 (水电七局一分局，四川 彭山 620860)
【摘要】巴贡电站水利枢纽工程混凝土面板堆石坝200４年6月1５日开始坝体填筑，面板与填筑料之间采用了挤压边墙施工技术,简化了施工序，加快了施工进度，提高了施工安全和施工质量，降低了施工成本。 【关键词】面板堆石坝 挤压边墙施工
一 概述
马来西亚巴贡电站大坝为混凝土面板堆石坝,最大坝高20３m，为世界第二高混凝土面板堆石坝，面板坡比为1：1.4，最大斜长为３53.57m,总面积约为１30160m2。大坝填筑时,大坝上游面采用C5混凝土挤压式边墙护坡,挤压式边墙位于大坝上游EL34．３ｍ至ＥL 2２9m的过渡层（2B料)与混凝土面板之间。挤压墙混凝土总量约为38400m³，共分三期完成，单层挤压墙外侧坡比1:1．4，内侧坡比8:1,顶宽0.1ｍ,底宽０.7１m，高0.４m,断面呈梯形,如图一所示。
图一 混凝土挤压墙典型断面示意图 --
-- 二 混凝土挤压墙的施工技术要求及混凝土配合比 1．基本施工条件 ⑴.为保证成型边墙密实度均匀，垫层的密实度必须均匀； ⑵.为保证挤压墙断面尺寸不变,垫层（2B料)必须碾压平整,不能有起伏，也不得有凸出的大石料，垫层平面误差控制在±3cｍ; ⑶.挤压墙混凝土骨料最大粒径不大于２cm; ⑷.由于边墙挤压机对于混凝土的配合比较敏感，为保证成型边墙的透水性和强度指标，挤压混凝土要通过试验确定其配合比和添加剂等参数。 2.边墙混凝土施工技术要求 ⑴.根据巴贡工程设计技术文件要求，挤压墙上游坡面偏差控制在0~-15cm之内; ⑵.边墙上游坡面平整度用３m直尺检查，其误差不大于２~３cm； ⑶.边墙上游坡面不允许存在突坎，施工时形成的层间错台应打磨或用M5的水泥砂浆填补抹平，填补的砂浆坡度不缓于１:10,打磨填补应仅限于局部范围，连续面积不大于１.0ｍ²,且每层总的打磨或填补面积不大于总面积的２0%。 成型挤压墙技术指标如表1。
混凝土挤压墙技术指标 表1 项目 干密度／g.cm-3 渗透系数/cm.s-１ 弹性模量/MP 抗压强度/ＭP 指标 >2.２５ １0-３~1０-4 5０００～70０0 <5
3.挤压墙混凝土的配合比 本工程挤压墙混凝土按一级配干硬性混凝土配合比设计，坍落度为0。根据实验室-- -- 室内材料试验推荐配合比，经现场复核验证后，确定挤压墙施工原材料的各项指标和配合比,混凝土原材料如下:（１)砂石骨料采用巴贡人工料场生产的砂石料，其物理性能见表2;（2）水泥采用OPＣ水泥普通硅酸盐水泥,其物理性能见表3;(3)速凝剂采用SＡ160(瑞士产)液态速凝剂。最终的挤压墙混凝土配合比见表4。 水泥物理性能检测结果 表2 项目Item 坚固性Souｎdneｓs 标准密度 Sｔaｎdard ｃonsｉstenｃy 初凝时间 Initｉaｌ setting ｔime 终凝时间 Finaｌ ｓｅｔtiｎg tｉmｅ 3天强度 3dａys Ｓtrengｔh Mｐa ２8天强度 28dａｙs Ｓtrenｇtｈ Ｍｐa OPC 0．７5 27.5 2hrs１2ｍin 2hrs５5miｎ 28 ４５.3
骨料物理性能检测结果 表3 骨料Aggregaｔes 比重 Ｓｐeciｆｉｃ Graｖitｙ t/m３ 吸水率 Watｅr Absorpｔiｏｎ ％ 细度模数 Fiｎｅnｅss Mｏｄｕlus ﻩ泥沙尘含量 Clａｙ Sｉlt and Dust % ０~5mm 2.55 2.0 ２．4 <3 5~２0mｍ ２.５7 1.６ <１ -- -- ２０~４０mｍ 2．55 1.４ ＜1
挤压墙混凝土施工配合比 表4
水泥 Ｃemｅnt 水灰比 W/Ｃ
砂率Sａnd（%) 速凝率Accolorator ｒatｉｏ (%） 单位材料用量 Rａw mａteｒｉａl quａntity peｒ1m3 cｏncrｅte kg/m³ 设计密度Desiｇn
ｄｅnsitｙ (ｋg/m３) 水Ｗatｅｒ 水泥Ｃement 细骨料0～５mm 粗骨料5～20mｍ 速凝剂Accｏl
ｏｒatｏr
OPＣ 1.45 40 ２.５ 1０2 7０ ７95 １1９３ 1.７６ ２161
三 混凝土挤压墙挤压机械 本工程所采用的边墙挤压机是由陕西水电工程局集团公司制造的BJY－４０型边墙挤压机，该设备从设计原理上是比较先进的，能够满足设计要求;但由于制造工艺的原因，在使用过程中油泵、液压马达等核心部件经常出现故障,而且其滚筒、搅龙的消耗量也比厂家的设计大的多。不过总的来说，施工质量要求等各方面基本满足混凝土挤压墙的技术要求。边墙挤压机主要机械参数见表5. --
-- 边墙挤压机主要机械参数 表5
型号 工作方式 外型尺寸（长×宽×高)/m×ｍ×ｍ 自重/kg 功率/KW 工作速度/m.s-１ ＢJY－4０ 液压 3.5×１×1 3５０0 4５ 40~80
1.挤压机工作原理 边墙挤压机运用“连续式压移原理”,如图二,液压泵将柴油机的机械能转换成液压能,一路通过低速大扭矩液压马达驱动搅龙旋转,将进入搅龙仓的混凝土拌合料输送到成型腔;另一路通过液压马达驱动振动器,使成型腔中的拌合料产生高频振动。成型腔内拌合料在搅龙挤压力和振动器激振力的综合作用下,充满成型腔，并达到设定的密实程度,在搅龙轴向推力的作用下,边墙挤压机以密实的混凝土为支撑向前移动,机后连续形成梯形断面形状的混凝土边墙。
拌合料均匀进入搅龙仓，边墙挤压机匀速前进,机后亦匀速形成设定密实度的混凝土边墙;拌合料断续进入料仓，边墙挤压机的前进速度为变值;当拌合料停止供给，边墙挤压机的前进速度为零。即边墙挤压机的前进速度为无控自动调节,调节的前提条件是成型腔内拌和料达到设定的密实程度。 混凝土边墙的密实程度可以按需要设定。边墙挤压机向前移动的前提条件是成型腔-- -- 内密实拌和料的支反力等于机器前进的各种阻力之和，通过调整成型仓内配重数量和前轮的支撑高度可改变成型腔内拌合料与模板之间的摩擦阻力,摩擦阻力是前进总阻力的主要组成，总阻力减小,拌合料的密实程度降低;反之，拌合料的密实程度增加。 2.边墙挤压机基本结构 边墙挤压机的结构由后轮、成型仓、搅龙仓、动力仓、液压系统和前轮及转向机构六大部分组成。成型仓、搅龙仓、动力仓三段之间用螺栓联结成一体,成型腔两侧各有一个后轮；前轮及转向机构焊接在动力仓的前端，液压系统在动力仓内。 四 挤压墙混凝土施工 1.施工准备 ⑴编制混凝土挤压墙施工技术措施及安全措施; ⑵对参与施工人员进行技术和质量、安全交底； ⑶吊运挤压机到施工现场并对其进行必要的检查，发现问题并及时解决。 2.施工程序 在每填筑一层过渡料(2B垫层料）之前,用挤压式边墙机制作出一个半透水的混凝土墙(挤压墙施工根据混凝土运料车所走路线从左岸往右岸施工）,然后在其内侧按设计铺填坝料,碾压合格后再制作上层边墙，重复以上工序,进行下一道工序，其施工程序见挤压边墙施工程序图。单层混凝土挤压墙的施工程序如下： --
-- 挤压边墙施工程序图 3.施工方法
30垫层料铺设
砼搅拌车阶段Ⅰ
阶段Ⅱ阶段Ⅲ振动碾碾压
边墙挤压机趾板2料填筑区
2料填筑区
平地机、推土机垫层、过渡区
典型的挤压式边墙坝坡8:11
:
1.4
挤压边墙护面
挤压式边墙成型34.3--
-- ⑴测量放线:对垫层高程进行复核后,确定挤压墙的边线,并根据底层已成型的墙顶作适当调整,使坝体上游坡面水平方向偏差控制在0~－1５cm以内。根据调整后的边线分段放出测量点线，并用尼龙线拉线标识,关于这一点在某些工程或参考资料上介绍用白灰标识，巴贡电站由于其国际工程的特殊性，施工质量控制非常严格，挤压墙表面要求“+”的误差为0。因此，我们为了保证精度,采用拉线标识，精度比用白灰表示提高３ｃm以上。 ⑵挤压机就位：本工程所使用的BJＹ40型边墙挤压机采用2５t汽车吊或CAT33０Ｃ液压反铲吊运到指定位置,使其内侧外沿紧贴测量线位。操作人员调平内外侧调节螺栓，并查看水平尺，使其在同一高度；用钢尺量出挤压机出口高度,使其保持在４0ｃm。挤压机就位后,安放挤压墙三角端部挡板并予以固定。 ⑶挤压墙混凝土浇筑:采用混凝土搅拌运输车运至施工现场,待混凝土搅拌运输车就位后，开动挤压机,并开始卸料，卸料速度须均匀连续，并将挤压机行走速度控制在4０~60m／h(即１分钟１m左右)。挤压机行走以前沿内侧靠线为准,并应根据后沿内侧靠线情况作适当调整。在卸料行走的同时,根据水平尺、坡度尺校核挤压墙结构的尺寸，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。 在挤压机的运行过程中，挤压机的平整度对挤压墙的成型外观质量如坡比、几何尺寸等影响比较大,为了保证挤压墙的施工精度,我们对挤压机做了部分改良，在挤压机端部安设了水平尺,施工中专人负责实时调平。 ⑷每一层挤压墙挤压完后将挤压机移走吊运至指定位置,人工清除挤压机中残余料，并用高压水冲洗干净，对其机械部分注入润滑油等例行保养。 ⑸两端与趾板接口处理：对于边墙两端靠趾板挤压机不能达到的部位采用人工进行立模浇筑；其混凝土采用坍落度稍大于机械使用混凝土，每层铺料10cm,人工用夯锤密