挤压式边墙护坡技术在苏丹麦洛维大坝面板堆石坝工程中的应用
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作者: 毛文武
摘要：混凝土面板坝上游坡面的施工始终是一个控制坝体填筑进度和影响坝体质量的关键环节。混凝土挤压式边墙护坡技术是混凝土面板堆石坝上游坡面施工的新方法，苏丹麦洛维大坝混凝土面板堆石坝工程上游坡面施工采用该技术，取得较好的效果。
关键词：苏丹麦洛维 混凝土面板堆石坝 挤压式边墙
苏丹麦罗维大坝工程，位于苏丹喀士穆北尼罗河大约350KM处。工程主要由右岸堆石坝、溢流坝、非溢流坝、发电厂房、左岸堆石坝和灌溉出口组成；装机容量：10x125=1250MW。右岸混凝土面板堆石坝，位于工程枢纽右侧、尼罗河右岸，最大坝高52m。左右端分别与溢流坝和右岸土堤相接，中部布置有右岸灌溉取水口。整个坝长4413.24m(包括取水口)，桩号为ST.0+395～4+808.24，其中ST 3+141.60～3+168.40为右岸灌溉取水口。
挤压式边墙护坡技术是借鉴道路园林工程中道沿机的挤压滑模原理，创出的一种面板坝垫层料坡面施工的新技术。1999年首先在巴西埃塔(ITA)面板堆石坝施工中使用，并取得成功。该技术具有能保证垫层料压实质量、提高坡面防护能力以及施工简便等特点，已经成为面板坝施工的一种新技术。
一、挤压式边墙设计
1.挤压混凝土配合比设计
挤压机对混凝土配合比较敏感，干的混凝土挤压行进速度慢，湿的混凝土挤压行进速度快，因此挤压混凝土配合比按一级配干硬性混凝土设计，坍落度为0，通常采用水泥用量70-85kg/m3，用水量约100kg/m3，水灰比1.3-1.46，速凝剂适量。混凝土28天抗压强度约5MPa，渗透系数在10-2-l0-3cm/s范围内，要求低弹模。根据室内实验推荐配合比，经现场生产性试验复核验证，麦洛维大坝混凝土面板堆石坝挤压边墙施工混凝土配合比如表1。
2.设计断面
挤压式边墙断面为梯形，以铰接的方式使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。墙高度为垫层料的设计铺填厚度，麦洛维面板坝垫层 料的铺填厚度为40cm，故确定挤压式边墙单层高度为40cm。边墙上游侧坡度与混凝土面板堆石坝的上游坝坡相同，为1:1.3。顶部宽度太大会降低边墙适应变形的能力，顶部宽度太小会造成边墙成型困难，容易坍塌。本工程顶部宽度确定为l0cm。(见图1)
二、挤压式边墙施工
1.施工程序
在每填筑一层垫层料之前，将下层(已填筑)垫层料碾压整平，定位画线后用边墙挤压机制作出一个高40cm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小时左右)，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自行式振动碾进行碾压，碾压合格后重复上述工序，即完成上游坝面的施工。
2.施工方法
① 平整施工场地。为便于挤压机行走作业，必须提供一个平整的施工作业面。每次边墙混凝土挤压前和垫层料填筑后，都必须对垫层平整度进行检查、修补和人工平整，不平整度控制在±2cm。
② 测量放线。对垫层料高程进行复核后，精确放线，标示出边墙的下边线和挤压机的行走路线。
③ 挤压机就位。边墙挤压前，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，并保证其出料口高度为40cm。
④ 边墙挤压。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40-60m/h。边墙混凝土施工后2-3小时，即可进行垫层料的摊铺和碾压。
⑤ 边墙两端与趾板接口处理。因机械原因边墙与两岸岸坡趾板不能直接接口，使用与边墙同断面的定型模板定位，人工将边墙混凝土夯实后连接。
⑥ 缺陷处理。对于因各种原因引起的各层混凝土挤压墙之间的错台，水平距离大于2cm时，必须进行测量放线，人工挂线、找平或铲除整平；对于边墙坍塌、成型混凝土缺陷，及时地进行人工修补。
⑦ 布置观测点，埋设监测仪器。确定变形观测点和埋设位移计，施工过程中进行观测，指导后续施工并验证设计。
3.施工特点
① 提高了大坝施工速度。挤压式边墙施工速度可达40-60m/h，在边墙成型后2-3小时即可进行垫层料的铺填、碾压，两者衔接紧密、顺畅，几乎可同步上升。
② 由于挤压边墙在上游坡面的限制作用，垫层料不需要超填，以水平碾压代替了斜坡碾压，既提高了施工的安全性又保证了垫层料的施工质量。
③ 挤压式边墙护坡技术简化了工序、设备和机具，挤压机操作简单，施工方便、快速。
④ 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。
⑤ 提供了一个可抵御冲刷的坡面，降低了度汛的难度，提高了导流度汛的安全性，避免了雨水对垫层料的冲刷，省掉了上游坝面的修复工作，这对大型工程特别是导流标准较高的工程以及南方多雨地区修建混凝土面板堆石坝是十分有利。
三、结论
苏丹麦洛维大坝工程中面板堆石坝采用挤压式边墙护坡技术，简化了施工工序，加快了大坝施工进度，保证和提高了垫层的施工质量，确保了安全度汛。同时降低了施工费用，避免了上游边坡滚石和斜坡碾压高边坡作业，提高了施工安全性。
经过苏丹麦洛维大坝工程中面板堆石坝的施工可看出，挤压式边墙护坡技术在苏丹麦洛维大坝工程中的应用是成功的，但在挤压机设备的改造、混凝土配合比设计、垫层料摊铺碾压的施工参数和工艺等方面值得进一步研究和改进。
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