土石坝工程及施工技术近况文档格式.docx
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缺陷〔错台、起包、倒塌等现象〕处理和下道工序
对施工中显现的错台、倒塌现象须挂线用M5.0砂浆抹平，对错台超出设计线的部分，人工凿除抹灰处理。
处理完成后并经监理验收合格后方可进行下道工序。
挤压边墙成型2h后，即可进行垫层料的摊铺。
现场施工人员在挤压式边墙上挂高于边墙约4cm的线绳，并经高程测量作相应调整，以作为机械、人工平料的标准。
垫层料采纳20t自卸汽车运输，后退法卸料。
每车拉料约7.0m³
，每5m倒料1车。
用推土机进行摊铺，摊铺厚度44cm，并辅以人工整平，推土机采纳后推法用推刀刮平，人工配合WA-380装载机剔除挤压边墙处的超径块石。
垫层料碾压
碾压前在砼边墙布设观测点，以便测定挤压墙的侧向位移。
距挤压式砼边墙10cm，现场施工员用白灰线进行标识。
顺坝轴线方向用自行式振动碾碾压，动碾8遍，振动碾振动频率操纵在27.5～28.0Hz，振幅操纵在1.2～1.4mm，行走速度操纵在1.5km/h以内，边角用10t液压夯板振压30s，以确保垫层料夯压密实。
碾压后，现场施工员布设2×
4m方格网，以成型的挤压式边墙顶高程位依据，对边墙内侧垫层料不足部分采纳人工补料至平坦，并碾压1～2遍，使挤压式边墙内侧的垫层料高差在
以内，假设达不到要求，应重新补料碾压，直到满足高程要求。
碾后用全站仪〔经纬仪〕测定挤压墙的侧向位移。
2.1.3边墙截面
边墙截面差不多为三角形，上下层连接可视为铰接方式，这可使边墙适应垫层区的沉降变形，其下部不易形成空腔进而对面板造成不利阻碍。
2002年8月公伯峡面板坝施工中，结合上游坡比，并借鉴了埃塔工程的体会确定断面〔见图2-1-2〕。
实践说明，这种截面形式有利于挤压机运行和边墙成形，可满足对垫层料铺填的约束，也符合我国常规填筑工艺的要求。
边墙顶宽应限制在12cm以内，过大的定宽会降低边墙适应变形的能力。
龙首二级水电站大坝上游坡比为1：
1.5，顶部宽度取为10cm。
墙高取40cm，与碾压后的垫层料厚度一致，内侧坡比设计为8：
1，以便于垫层料碾压，底部宽度为75cm；
挤压式砼边墙标准断面每延米方量为0.17m³
，每层高度为0.40m。
2.1.4挤压式砼边墙机
砼一次成形的挤压机械是边墙施工技术的关键环节。
适当的挤压力以保证砼成形的同时具有一定的孔隙率以及与坝料填筑进度相和谐的挤压施工速度是挤压机械的差不多要求。
挤压机的设计借鉴了道沿滑模的原理，由于施工对象的不同专门是砼性能的庞大差异，挤压机的研制是与砼性能相关联的一项全新课题。
2001年9月陕西省水利机械厂通过多方面工作，以螺旋挤压成型进行设计，在黑河枢纽工地多次生产性模拟试验，并进行了砼材料的施工工艺相关研究，2002年4月在黄河公伯峡工地结合工程实际生产性试验成功、2002年9月公伯峡大坝正式使用，进行挤压式边墙施工。
挤压机有关资料介绍如下：
1）挤压机结构
后轮、成型仓、搅拌仓、动力仓、液压系统、前轮及转向机构
2）挤压机要紧机械参数
挤压机要紧技术参数表
型号
成形截面/cm
成形方式
工作速度〔m/h〕
工作方式
主泵压力/MPa
BJY-40
100×
710×
400
螺旋挤压
40～80
液压
25
额定功率/KW
最大转角
外型尺寸/cm
净质量kg
方向操纵
最大离地间隙
45
7o20’
3660×
1390×
1150
2600
机械锁定
300mm
2.1.5质量操纵
施工前精心复核和优化砼配合比，尽可能降低水泥用量，以降低挤压式边墙砼的弹模。
并将选定的配合比报监理工程师审批。
严格操纵砼坍落度，确保现场施工坍落度符合设计要求，保证挤压质量。
拌和楼专人监督，严格把关，按配料单配料，不得擅自更换。
边墙内侧的垫层料严格按设计要求铺填，边角部位用10T液压夯板夯实，确保填坝质量。
2.1.6边墙对面板裂缝的阻碍
已建工程中面板显现裂缝的专门多，大体可分为两类：
沉降断裂裂缝和温度收缩裂缝〔包括干缩裂缝〕，据资料介绍大量显现的是温度收缩裂缝。
由温度、湿度等环境因素变化引起砼收缩，加之基础约束而在砼内诱发拉应力，是促使发生裂缝的破坏力，这是外因。
砼自身的性能和质量决定砼的抗裂能力，这是内因。
如破坏力大于抗裂能力时，就会显现裂缝，因此在增加砼极限拉伸值的同时，减少基础约束成为面板防裂的关键。
边墙挤压施工法的负面作用是假如砼面板与边墙结合在一起，面板会对坝料产生由台阶形断面所造成的约束，其剪应力就会更多地从坝体传递到面板，如此那些台阶就会成为面板薄膜料片进行预防，还有采纳一种塑料黏合剂对边墙表面进行喷涂的方法，也有人正在研究其他的预防措施。
依照以往的实践体会，在边墙表面喷洒阳离子乳沥青以改善约束条件，和砼比较乳化沥青极低的粘结强度也能够达到预期的分离目的。
插入垫层的架立筋对约束程度也有一定的阻碍，改用板凳筋架立钢筋网以进一步减少约束，能够进行探究。
在砼配合比、温控、保湿及施工质量不变的条件下，综合考虑边墙法挤压施工对垫层压实质量、坡面平坦度的改善和延长坝体预沉期的成效，相信，边墙挤压法施工可不能增加面板裂缝的可能性。
2.1.7经济性比较
边墙挤压施工法对工程质量的提高、进度的加快以及增加导流渡汛的安全性等产生的经济效益是因工程而异的，但其差不多特点与工程经济性要求是完全一致的。
传统工艺在上游坡面防护中产生的费用差不多
能够归纳为：
垫层超填费用：
斜坡的削坡、碾压、整平费用；
坡面砂浆或喷涂乳化沥青的施工费用。
挤压式边墙方法在坡面防护中不仅只有挤压砼施工费用而且还可减少同体积垫层料费用。
工程所处地理位置的不同如多雨地区可能产生因降水对坡面造成冲刷的后续工作量的增加、可供使用的垫层料制备成本的不同等不确定因素会使新旧方法的经济性差异有所变化。
另外，挤压式边墙技术因探究时期，工序打算、生产成本尚待进一步实践，这也是应考虑的方面。
挤压边墙技术的直截了当经济效益还有再探讨的余地，但假设综合考虑经济和社会效益，其优越性是不言而喻的。
2.1.8边墙砼料配合比的试验研究
由于挤压式边墙对坝体结构的改变及约束应力对面板可能产生的不利阻碍，其砼性能应具备低强度、低弹模、半透水的特点；
为了满足与垫层料填筑同步上升的要求，砼又要具备较高的早期强度；
同时也应注意经济方面的要求。
因此，边墙挤压施工法中重要的一环是砼料配合比的研究，必须精心设计，反复进行室内外试验，确定满足要求的砼料配合比。
今将黄河公伯峡和黑河龙首二级两电站的面板坝应用挤压式砼边墙技术中使用的砼料配合比，以及陕西省水电工程局测试中心的试验研究资料，介绍于下，以供参考。
黄河公伯峡面板坝使用BJY-40型砼边墙挤压机进行固坡施工，其砼料配合比为：
水泥80kg/m³
，水灰比1.31，砂651kg/m³
，小石1449kg/m³
，外加剂3％，达到了低强度、低弹模和半透水的要求。
〔摘录自«
水利水电工程施工手册、土石方工程卷»
〕
黑河龙首二级电站挤压式砼边墙砼料配合比
挤压墙砼按一级配干硬性砼配合比设计，坍落度为0。
经试验，采纳水灰比1.07〔人工法施工为1.35〕
速凝剂掺量〔％〕
水泥用量〔kg/m³
砂子〔kg/m³
小石〔kg/m³
水
〔kg/m³
渗透系数〔cm/s〕
〔9d〕
抗压强度〔MPa〕〔28d〕
砂率〔％〕
4.0
85
566
1384
92.1
5.35×
10-3
1.95
29
注：
1、弹模为6626MPa。
2、人工法施工时，水量调整为115kg，其它量不变。
3、用粉状的速凝剂配置浓度为12％的悬浊液可满足速凝剂4％〔3.4kg〕的掺加要求。
挤压式混凝土配合比试验研究
1挤压式边墙砼配合比的设计与试验
配合比的设计研究要考虑三个方面的因素：
一是挤压机挤压力的大小，即挤压出的砼密实度与室内成型砼的密实度是否一致，能否满足渗透要求；
二是挤压砼的强度和弹模的大小；
三是配合比可施工性的要求。
1.1试验的技术指标
一级配干硬性砼，坍落度为0.28d砼抗压强度大约再9MPa左右，砼渗透系数再10-2～10-3cm/s范畴内，弹模较低。
1.2原材料鉴定
1）水泥：
耀县生产的秦岭牌42.5R水泥，其物理、力学性能合格，见表1。
2）砂子：
黑河砂，其物理试验成果见表2。
3）石子：
黑河河床卵石、破裂石，粒径5～20mm，其物理、力学试验成果见表3。
表1水泥物理及力学试验成果表
品种
成型日期
凝聚时刻
标准稠度
/％
安定性〔煮〕
抗折强度/MPa
抗压强度/MPa
初凝
终凝
3d
28d
耀县秦岭42.5R水泥
2001.10.17
7.52
3.57
27.3
合格
6.2
10.1
34.1
56.6
表2砂料物理试验成果表
产地
体积质量
含泥量/％
松散密度/〔g/cm³
振实密度/〔g/cm³
吸水率/％
细度模数
黑河
2.68
091～1.76
1.65
1.75
1.1
2.65～3.01
表3石料物理力学试验成果表
粒径/mm
超径/％
逊径/％
5～20
2.71
1.9
3.9
0.15～0.78
1.55
1.77
0.86
4）水：
拌和及养护砼用水系洁净的饮用水。
5）外加剂：
咸阳产高效速凝剂。
1.3试验方法
1.3.1模拟挤压试验〔采纳加工好的试模加压板在压力机上模拟挤压〕
1）直压法：
按试配砼装好试模后用加压板在压力机上一次直截了当挤压成型。
用配置好的砼装模，用加压板分层在压力机上挤压成型。
2）振压法：
按试配砼装好试模后分层用加压板在压力机上，边人工敲打边挤压成型。
1.3.2一样方法试验
1）人工插捣法：
按试配砼装好试模后分层用人工插捣成型。
2）振动台振动法：
按试配砼装好试模后用振动台振动成型。
1.4砼配合比试验成果及分析
1）试验成果见表4。
2）通过试验和比较，模拟挤压明显比一样方
法成效明显，在掺一定速凝剂，成型时刻同为3h的情形下，模拟挤压出的砼抗压强度较高，而一样方法成型的砼抗压强度较低，有些甚至测不出强度，同时振动挤压的砼成型更接近挤压机成型砼边墙的方式。
1.5试验说明
1〕本试验所采纳的小石均过5～20mm筛。
2〕表4推出的配合比中砂、石均以饱和面干状态量为准，砼浇筑前应对原材料的含水量进行实际检查。
依照检查的结果调整单位用水量及其它各材料的用量。
2挤压式砼边墙现场试验
挤压机研制成型以后，在黑河工地进行了现场挤压砼边墙和垫层料铺填碾压的综合试验。
表4挤压式边墙砼配合比设计成果表
水泥标号
序号
水灰比
砂率
每方砼中各材料用量/〔kg/m³
成型时刻
〔h〕
成型方式
密度/〔kg/m³
水泥
砂
小石
速凝剂/4％
秦岭42.5R水泥
1
1.5
30
70
105
593
1382
2.8
3
直压
/
2130
2
振压
/2115
人工插捣
/2285
4
振动
2295
5
1.4
119
584
1362
3.4
0.6
2125
6
0.7
2118
7
2265
8
2290
9
1.25
100
125
578
1347
0.9
2135
10
1.0
2120
11
2270
12
13
570
1330
5.0
14
2.3
15
16
17
0.75
150
113
1321
6.0
1.8
18
19
20
备注
该配合比均为干硬性砼，砂石料均为饱和面干状态
2.1试验场地预备
1〕用白灰线撒出了一个长60m、宽40m的试验场地。
2〕220HP推土机整平、洒水后稍经晾晒，再用18t自行式振动碾碾平。
3〕水准仪操纵场地的不平坦度小于10cm。
2.2挤压砼边墙初期试验
1〕第一次采纳水泥用量100kg，砂率为50％的配合比，拌和楼拌制，砼罐车运输，用3m³
砼挤压了一道长15m的砼边墙，用时1h15min。
2〕第二次采纳水泥用量85kg，砂率50％和30％的配合比，拌和楼拌制，砼罐车运输，用6m³
砼分别挤压了两道长15m的砼边墙，用时均为1h。
3〕第三次采纳水泥用量70kg，砂率30％的配合比，拌和楼拌制，砼罐车运输，用3m³
挤压了一道长15m的砼边墙，用时1h15min。
4〕三次试验均用人工在挤压机料斗内平均掺和砼速凝剂。
5〕初期三次试验成果的评判。
从试验的实际成效看，挤压出的砼边墙都能成型，且具有一定的挤压强度，挤压机在坚实平坦的基础上行走是顺利的。
在压实后的垫层区上行走有些困难。
挤压砼所选配合比差不多可行。
挤压机速度过慢，不能满足施工强度要求，应更换油泵，提高速度。
为了保证砼边墙表面平坦度及中线偏差符合要求，并改变挤压机在垫层料上行走困难的状况，挤压机应更换较宽的轮胎。
2.3挤压机改进后的第四次试验
1〕采纳水泥用量85kg、砂率30％的配合比，拌和楼拌制，砼罐车运输，在垫层区上挤压施工了长30m的砼边墙，用时35min。
2〕用12t自卸汽车拉垫层料，后退法卸料，220HP推土机整平，最后用18t自行式振动碾碾压8遍。
振动碾用小振幅低频率档位工作。
3〕第二层挤压机在垫层料上挤压长30m的砼边墙，用时42min。
4〕第三层挤压机在垫层料上挤压长30m的砼边墙，用时43min。
总共三层试验差不多成功，挤压机在垫层料上行走差不多正常。
5〕试验评判。
挤压式边墙的砼配合比可行，施工性能良好，能满足施工要求。
挤压机的行进速度满足要求，且挤压出的砼边墙能够满足2h后上垫层料碾压的要求。
每层用皮尺测量，30m长的砼边墙中线综合偏差5～7cm，差不多满足要求。
挤压机对砼配合比比较敏锐，稍湿的砼行进速度快，稍干的砼行进速度慢。
各次试验垫层料填料碾压时，均未发觉明显的边墙侧向挤压位移。
3挤压砼的物理力学性能试验
3.1试样的制备
1〕在挤压砼试验现场，砼龄期在7d以后分别取采纳水泥用量70kg、85kg、100kg配合比的砼试样各3块。
2〕用蜡封法测出挤压砼密度，见表5。
用所测出的密度和挤压机挤压边墙砼同配合比成型抗压、抗渗、弹模试样，做挤压砼的各项技术指标的室内试验。
表5挤压砼密度测定成果表
水泥用量/〔kg/m³
样原重/kg
〔样+蜡〕重/kg
注入水重/kg
〔蜡+样〕体积/L
样体积/L
蜡体积/L
密度/〔kg/L〕
17.55
18.78
21.81
9.3
7.93
1.37
2.016
9.0
9.78
25.82
5.29
4.42
0.87
2.036
7.25
7.94
26.71
4.4
3.63
0.77
1.997
15.15
16.7
22.03
9.08
7.36
1.72
2.058
2.047
11.8
12.92
23.99
7.12
5.88
1.24
2.007
13.05
14.02
23.74
7.37
6.29
1.08
2.075
10.08
10.77
25.74
5.37
4.6
2.191
2.126
13.85
14.55
24.29
6.82
6.04
0.78
-
12.84
13.82
23.79
7.32
6.23
1.09
2.061
3.2挤压式砼试验成果
挤压式砼物理、力学性能试验成果见表6、表7。
表6挤压式砼试验成果表
速凝剂掺量/％
砼密度/〔kg/m³
砼抗压强度/MPa
砼渗透系数/〔cm/s〕
砼弹性模量〔MPa〕
龄期/d
强度/MPa
渗透系数/〔cm/s〕
弹性模量/MPa
2.0
2021
1.56
2.86×
10-2
7274
2047
2.24
2.02×
8624
2126
2.74
2.01×
10233
3.0
2.19×
7045
2.42
1.45×
3980
6.11×
8786
3.3试验结果分析
从表6、表7结果看，挤压砼渗透性能满
足与垫层料差不多一致的要求，弹性模量小，变形适应能力强，对面板约束力小。
砼强度稍低，但能满足挡垫层料的施工目的。
表7挤压式砼试验成果表
龄期/h
水泥用量/〔
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