探讨水库大坝挤压边墙施工

探讨水库大坝挤压边墙施工

马乾瀚

云南建投第一水利水电建设有限公司，云南昆明 650599

摘要：为了满足大坝挤压边墙施工，保证挤压边墙施工质量，特此对挤压边墙从挤压边墙技术依据（图纸、规范）、挤压边墙机械原理、挤压边墙基础平整、施工测量放线、施工准备、施工过程质量控制、技术总结整套施工流程形成一体化施工技术总结，从而更好的保证挤压边墙成型质量，节省多余的人工费。

关键词：大坝挤压边墙；一体化；机械原理，基础平整；测量放线；施工

通过对大坝挤压边墙施工整个过程进行全方位的研究，将挤压边墙施工分为机械原理、基础平整、测量放线、挤压边墙成型、技术总结五个环节。

一、大坝挤压边墙施工概况

本次课题研究的是中型水库大坝挤压边墙，根据设计图纸可知挤压边墙长度范围15.289m-267.875m之间,第一层起算底高程为1983m，最后一层顶高程为2061m,高差为78m,按每层挤压边墙高度为40cm,挤压边墙层数为195层，挤压边墙总面积27602.64㎡。  

二、挤压边墙机施工原理

1、工作原理

边墙挤压机用于堆石坝、防洪堤迎水面边坡护面墙施工，其工作原理通过液压装置带动螺旋搅龙挤压装置旋转，将干硬性混凝土混合料输送到成型模具内振动密实形成实体墙体，反作用力推动机器不断前进，后端连续形成设计断面形状的混凝土边墙，连续施工。

边墙挤压机只能使用干硬混凝土，常规流态混凝土出摸后易变形。同时边墙挤压机成墙外观质量受控因素多，对操作人员与施工路径基层面平整度要求较高。

2、挤压边墙机构造

边墙挤压机的结构由前后轮、成型模具、挤压搅龙、动力系统、传动模块及杠杆转向结构六大部分组成。成型仓、搅龙仓、动力仓三段之间用螺栓联结成一体，成型模具两侧各有一个后轮；前轮及杠杆转向结构焊接在动力系统的前端，传动系统与动力系统前面连接。

3、技术参数

技术参数见表1。

表1 技术参数表

三、挤压边墙施工流程

1、挤压边墙施工区域示意图、平面布置图和划分说明如下图1所示，定义大坝垫层料迎水面外墙为挤压边墙，平行于坝轴线迎水面的大坝填筑垫层料2m宽范围的为挤压边墙的基础（挤压边墙施工区），挤压边墙基础平整区就是挤压边墙的施工区，平行于坝轴线迎水面方向的大坝填筑垫层料0.71m的范围为挤压边墙成型区，平行于坝轴线迎水面方向的大坝填筑垫层料1.35-1.38m的白灰线为挤压边墙机前进方向定位线（挤压边墙出料口距挤压边墙机身宽度1.35m）；A、B、C是挤压边墙成型的外侧坡面控制点，1、2、3、4、5为挤压边墙机前进方向定位线控制点。如下图2所示，挤压边墙平面布置是按设计图标识每层挤压边墙的理论位置、长度和高程。

图1 挤压边墙施工区域示意图

图2 挤压边墙平面布置图

2、挤压边墙基础整平

挤压边墙在施工以前必须提前检查挤压边墙基础是否平整，对现场进行巡视检查，必须达到设计技术6.1.3的要求，达到3cm以内的平整度要求，主要采用水准仪和全站仪测量检查，并形成测量记录成果表，检查区域为平行于坝轴线大坝填筑垫层料到挤压边墙外边线2米的范围，检查是否有凸凹不平起伏过大区域大于3cm，高出区域和低洼区域应人工找平，找平后26t压路机静压复压2-3遍，增加挤压边墙施工区整体性平整度，挤压边墙施工区域示意图中A、B、C为挤压边墙外边沿成型控制点，主要保证成型后的挤压边墙坡比为1:1.4，低于面板控制线以下1-2cm内，保证后期挤压边墙低于面板控制线，作为支撑大坝面板基础，能有效减少人工清基返工的费用，减少面板施工准备工作时间。

图3 挤压边墙混凝土剖面图

挤压边墙基础平整主要分两种：

（1）挤压边墙实际成型后突出面板控制线的，属于挤压边墙成型面外凸，挤压边墙基础垫层料应该填筑低于与上一层挤压边墙平行标准的40cm，铺实厚度在37-39cm之间，通过调节挤压边墙基础将下一层挤压边墙向内倾斜，将挤压边墙微调小于设计坡比1:1.4，但是要小于设计坡比1:1.45，每层只能微调1-2cm，多层逐渐内收回归设计线；（2）挤压边墙实际成型后低于面板控制线3cm以上的，属于挤压边墙成型面内凹，挤压边墙基础垫层料应该填筑饱满与上一层挤压边墙平行标准的40cm，通过调节挤压边墙基础将下一层挤压边墙向外倾斜，将挤压边墙微调大于设计坡比1:1.4，但是要小于设计坡比1:1.45，每层只能微调1-2cm，多层逐渐外凸回归设计线。

3、测量放线

3.1挤压边墙施工放线为保证测量精度采用全站仪1″放线，放线前应该巡视检查挤压边墙施工区平整度（平整度不达标不进行放线工作）、上一层挤压边墙成型超欠情况，再决定下一层挤压边墙放线应该内收还是外凸。

3.2软件程序编写

本工程挤压边墙放线采用测量员软件与全站仪相连，提前根据设计图纸面板底基础控制点设计编设小程序程，程序编辑完成复核检查满足精度要求通过检查后方可使用（程序编辑使用另有说明），测量放线过程中采用小钢钉和红油漆标记，并对放线点进行测量记录（后附挤压边墙测量放样单），挤压边墙测量放样单包括施工单位、部位、工作内容、基础平整检查数据、挤压边墙施工区示意图、放样日期、测量人员、校核人员、审核人员、挤压边墙具体部位超填、欠挖数据。

3.3将测量员软件与全站仪通过蓝牙配对进行连接，需要购买测量员软件会员，挤压边墙属于高精度部位线，应采用1″精度全站仪进行放线,保证测量误差在5mm以内，准备测量人员2名和放线仪器工具，1″全站仪1台，棱镜和对中杆1套，钢卷尺子、水泥钉、油漆、控制点坐标。

3.4挤压边墙放线流程

（1）根据测量任务按照设计图纸，安排测量人员使用测量仪器对挤压边墙部位进行测量放线，全站仪先设站定向，精准整平对中测量仪器，全站仪设站测量检查定向控制点和设站控制点是否满足测量精度。

（2）挤压边墙在施工以前必须提前检查挤压边墙基础是否平整，对现场进行巡视检查，必须达到设计技术6.1.3的要求，达到3cm以内的平整度要求，主要采用水准仪和全站仪测量检查，并形成测量记录成果表，检查区域为平行于坝轴线大坝填筑垫层料到挤压边墙外边线2米的范围，检查是否有凸凹不平起伏过大区域大于3cm，高出区域和低洼区域应人工找平，找平后26t压路机静压复压2-3遍，增加挤压边墙施工区整体性平整度，挤压边墙施工区域示意图中A、B、C为挤压边墙外边沿成型控制点，主要保证成型后的挤压边墙坡比为1:1.4，低于面板控制线以下1-2cm内。

（3）打开测量员软件选挤压边墙放线程序连接全站仪，全站仪测量检查上一层挤压边墙超欠和基础平整度情况，挤压边墙基础平整度达到设计要求后，方可进行放线，将挤压边墙长度平均分配四等分，1.35-1.38m放样控制定位线1、2、3、4、5控制点（随着挤压边墙长度增加放样点也应适当增加）和挤压边墙成型边线A、B、C控制点，检查放样点无误后交待施工注意要点完成放线工作。

（4）测量人员测量放线完成后，使用钢尺直观何者第二种放线方法复核检查，大坝填筑垫层料迎水面挤压边墙外侧坡面控制线挤压边墙机前进方向定位线是否为1.35-1.38m的宽度，检查本层挤压边墙放线控制点数量是否复核要求和点位是否符合测量要求，检查A、B、C为挤压边墙外边沿成型控制点是否低于面板底基础以下1-2cm,撒灰放线工作为减少放线误差，建议由4名工人配合完成，2人牵线至定位点两端，两位工人同时用手掊白灰细搓，白灰沿双手食指中间流出沿定位控制点撒灰(简称白灰细线），能有效减少工人在撒灰放线的误差。

4、施工前准备

4.1挤压边墙机的调运、安装和调试

方法一 边墙挤压机采用机械吊运就位（调运至施工起点位置），利用水平尺或垂直刻度尺对挤压机进行垂直方向和水平方向调节，使其处于水平状态，进行起点就位和定向调整，安放、固定路缘石起头的端头挡板。

方法二 挤压边墙施工区域示意图中A、B、C为挤压边墙外边沿成型控制点，1、2、3、4、5为挤压边墙方向控制定位点，主要为了保证挤压边墙机调整定位保持与设计线平行一致，保证左前轮轮迹前进方向与白灰细线放线方向一致（简称双线平行），方便掌控方向把手的人按设计线保持挤边墙机的前进方向，安放、固定路缘石起头的端头挡板。

施工时应注意：

（1）调节边墙挤压机机身，使其处于水平状态；

（2）校核边墙挤压机轮胎高度，使路缘石高度符合设计要求；

（3） 根据挤压边墙上一层超欠放线情况调节边墙挤压机左、右后轮高度，情况一：挤压边墙实际成型后突出面板控制线的，属于挤压边墙成型面外凸，调节边墙挤压机左后轮高度低于右后轮，使其挤压边墙成型模中心向内倾斜，保证挤压边墙成型迎水面坡度低于1:1.4，使其挤压边墙成型面顶宽10cm外边线内移1-3cm；情况二：挤压边墙实际成型后低于面板控制线，属于挤压边墙成型面内凹，调节边墙挤压机左后轮高度高于右后轮，使其挤压边墙成型模重心向外倾斜，保证挤压边墙成型迎水面坡度大于1:1.4，使其挤压边墙成型面顶宽10cm外边线外移1-3cm。

4.2 挤压边墙混凝土按试验配比拌和，增加速凝剂、早强剂增加混凝土早期强度，采用自卸汽车运输，放线完成前，提前1小时准备上料的装载机一台，挤压边墙机1台，装载机1台，上料人员3名，方向手1名，施工开始前测量放线人员对上一层挤压边墙做技术总结，根据上一层挤压边墙成型超欠实际情况，对现场施工人员布置本层挤压边墙施工注意要领，老式挤压边墙机建议增控制线加方向把手，改进挤压边墙机施工工艺，增加安全防护栏杆。

5、施工过程控制

（1）挤压边墙施工人员到位、机械调整完成、混凝土配比正确、测量放线检查合格、挤压边墙基础平整度检查合格等工作完成后方可进行施工，挤压边墙正式施工开始应该连续施工，间段时间不得大于混凝土初凝时间，挤压边墙混凝土应根据当天天气情况适当调整含水量，天晴气温高应当适当增加含水量，防止混凝土因含水量过少太干，混凝土料成不了型，导致混凝土不凝固；下雨天气温低湿度大应当适当减少含水量，防止混凝土因含水量过多松散，混凝土料成不了型，导致混凝土不凝固。

（2）挤压边墙施工开始施工人员与机械配合上料挤压边墙机料口，成型口挡板就位，现场施工管理员观察挤压边墙成型质量和挤压边墙机是否正常工作、挤压边墙机方向手控制把手是否按设计定位线正常前进，保证挤压边墙按照设计线施工，保证挤压边墙成型的连续性（施工人员装载机1名，上料人员3名，方向手1名）。若有较大差异，应该及时调整挤压边墙机左右后轮的高度和方向手把手，方向把手建议安装在挤压边墙控制线一侧，便于调整挤压边墙成型线按照设计定位线施工；现场施工管理员对刚施工成型的挤压边墙边施工边检查，对刚成型的挤压边墙及时修补，特别是有缺口、凸出部位、凹陷部位、S湾成型质量差、首尾两端人工做的挤压边墙进行尺寸、坡度、质量修整，保证挤压边墙成型的效果与质量满足设计要求，保证挤压边墙迎水成型面1:1.4，保证挤压边墙低于面板底基础以下1-2cm，减少后期人工清里挤压边墙的返工费用。

（3）挤压边墙施工过程中严格执行挤压边墙技术要求，挤压边墙成型lh〜2h后，方可开始摊铺垫层料，2h〜4h后待混凝土达到设计强度后，进行碾压，碾压先静压2遍后方采用振动碾压12遍，26t压路机距离挤压边墙30cm以上，压路机转弯时应从挤压边墙中间距离位置平缓进入，避免压路机施工过程将挤压边墙挤出设计面破坏挤压边墙。

四、总结

通过采用新的测量放线软件技术编制放线程序，让大坝挤压边墙施工整个流程在可控范围内，从而达到控制大坝挤压边墙成型质量，保证挤压边墙合理控制在面板底基础控制线以下1-2cm,达到大量减少后期大坝挤压边墙人工清理和修补的费用。

施工重点：挤压边墙成型质量与挤压边墙基础垫层料平整度、上一层挤压边墙成型超欠情况、挤压边墙放线、挤压边墙机调整有关。不同的情况从挤压边墙基础垫层料平整度的超欠情况、上一层挤压边墙成型情况、下一层挤压边墙放线、挤压边墙成型效果资料情况、挤压边墙机根据每层不同放线调整情况，挤压边墙的基础垫层料的平整度和上一层挤压边墙超欠严重影响下一层挤压边墙的成型质量，所以在挤压边墙的基础垫层料平整度超设计规范情况下不能进行下一步工序（测量放线），上一层挤压边墙超欠不摸排清楚质量情况不能进行下一步工序（测量放线）；加强挤压边墙施工人员技术培训，将挤压边墙施工技术进行全方位分析讲解，方便施工人员进行挤压边墙质量控制；将挤压边墙进行技术改造更新（详见专利一种挤压边墙机），让挤压边墙机更加智能化，使其操作简单，减少施工人员，防止混凝土料的浪费，提高施工效率，降低施工成本。

挤压边墙以第84层施工为例，挤压边墙长度100m,上一层挤压边墙欠7厘米，挤压边墙外凸,通过采用技术手段控制挤压边墙基础垫层料施工区2m范围平整度3cm,垫层料填筑应低于上一层挤压边墙2cm，挤压边墙机左后轮调低向内倾斜，测量放线将定位线与成型外边线宽度调为1.36m，调整挤压边墙成型面，坡度变缓小于1:1.4，成功将挤压边墙调整至混凝土面板控制线以上4cm。在其后的第85、86、87层采用相同的技术手段，最终成功控制挤压边墙调整至混凝土面板控制线以下2cm，挤压边墙合格累计面积276㎡，按照人工清理高空作业一天5㎡/150元计算，节约人工费55人次/8200元，如果后期继续按照本次技术执行挤压边墙施工合格率达到80%，挤压边墙长度范围15.289m-267.875m之间,第一层起算底高程为1983m，最后一层顶高程为2061m,高差为78m,按每层挤压边墙高度为40cm,挤压边墙层数为195层，挤压边墙总面积约27602.64㎡，挤压边墙合格累计面积22082.112㎡，按照人工清理高空作业一天5㎡/150元计算，将为工程节约人工费4416人次/662400元。

通过技术手段施工挤压边墙合理节约大坝面板施工人工成本，填补中国水利水库修建挤压边墙质量控制技术的空白。

参考文献：

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