面板堆石壩擠壓邊墻技術發展概述

陸靜

摘 要：擠壓邊墻技術是面板堆石壩上游邊坡施工的新技術，因加快施工進度、提高施工質量等優點而備受青睞。文章概述了擠壓邊墻技術的發展及應用情況，總結了其在施工中存在的問題，說明了目前擠壓邊墻結構計算結果過于理想化的原因，擠壓邊墻結構對面板的影響不可忽略。

關鍵詞：擠壓邊墻技術；面板堆石壩；面板

中圖分類號：TV641.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）15-0014-02

混凝土面板堆石壩上游坡面擠壓邊墻技術是在實踐過程中產生并推廣的一種施工新技術，于20世紀90年代在巴西、秘魯等國開發并首次使用。1999年在巴西埃塔面板堆石壩建設中首次使用擠壓邊墻施工方法，2000年經國際大壩委員會介紹，2002年我國黃河公伯峽混凝土面板堆石壩開始使用擠壓邊墻施工技術。以公伯峽工程為依托，陜西省水電工程局借鑒公路工程道沿機的原理成功研制了邊墻擠壓機，并經多次現場試驗表明運行良好后，首次運用于公伯峽面板堆石壩。擠壓邊墻施工技術有能夠保證和提高墊層料施工質量、提高上游坡面防護能力、加快施工進度等特點，得到國內外壩工界的重視。

1 擠壓邊墻技術施工方法

1.1 傳統施工方法

面板壩上游面傳統施工方法是：在墊層料鋪填時將其墊層區上游面超填30 cm左右后進行水平碾壓，一般壓實厚度約40 cm，待墊層料填筑至一定高度后，用機械或人工削坡整理，并反復進行斜坡碾壓，最后進行削坡、噴砂漿固坡等工序，直至符合混凝土面板澆筑對墊層區上游面平整度和密實度的要求。

1.2 擠壓邊墻施工方法

具體施工方法是：每一層墊層料填筑之前，沿上游坡面壩軸線方向用擠壓邊墻機做一道半透水的混凝土邊墻，待混凝土凝固后在其內側按設計要求鋪填并用振動碾平面碾壓大壩墊層料，至本層堆石料碾壓合格后再以同樣的工序進行下一層的施工。擠壓邊墻具體的形狀及其位置如圖1（a）和（b）所示。

1.3 擠壓邊墻與混凝土面板接觸面的處理

為了減小擠壓邊墻對面板的約束，通常會在擠壓邊墻混凝土的上游表面做一定處理，工程上常采用的措施有：①噴涂一定厚度的乳化瀝青；②噴涂乳化瀝青與砂的聚合體；③鋪設瀝青油氈；④鋪設一層塑料薄膜。

2 擠壓邊墻技術的優點

擠壓邊墻法在施工上的優越性主要體現在其技術特點和經濟性上。

2.1 技術特點

采用擠壓邊墻施工工藝后，墊層料等下游填筑料的碾壓為垂直碾壓，使得上游坡面的密實度和平整度得以保證。再者，擠壓邊墻技術施工簡便，代替了傳統工藝中墊層的超填、削坡、修整、坡面防護等工序，提高施工進度。對壩體而言，在汛期，擠壓邊墻還提供了一個臨時可抵御沖刷的上游坡面，提高了壩體度汛的安全性。

2.2 宏觀經濟性

擠壓邊墻技術加快了施工進度，縮短了施工工期，使工程提前完工的可能性大大增加，意味著項目投資能提前收回，提早實現收益，具有一定的經濟性。

3 擠壓邊墻技術在國內工程的應用

目前，我國已有多座面板堆石壩采用擠壓邊墻施工技術，國內部分采用擠壓邊墻技術的工程擠壓墻尺寸表見表1。

4 面板堆石壩擠壓邊墻結構性能研究

擠壓邊墻由于其在施工上的優越性而迅速推廣應用，但材料性質的差異，決定其與面板的結構關系與傳統的面板-墊層有很大差別。目前我國的水布埡、那蘭、九甸峽等面板堆石壩等工程的施工中都采用了擠壓邊墻施工技術。但水布埡、公伯峽等面板堆石壩在施工期面板出現了比較嚴重的裂縫。

4.1 擠壓邊墻施工存在的問題

①擠壓邊墻的分層施工使其水平向有錯臺產生，導致其表面不平整；②在澆筑混凝土面板的過程中，水泥砂漿會污染擠壓邊墻表面預先噴涂好的柔性接觸材料；③在綁扎混凝土面板配的鋼筋時，也會對接觸柔性材料造成破壞；④擠壓邊墻施工工藝簡單，但在墊層料與擠壓邊墻界面處不易壓實，產生虧坡不易修補。

4.2 擠壓邊墻結構對混凝土面板的影響

在已有的擠壓邊墻有限元計算中，得出的結論是：擠壓邊墻對堆石體的應力變形基本沒有影響，對面板的應力變形有較大改善。得出此結論的原因可歸結為：擠壓邊墻混凝土模量較墊層料的模量有較大的提高，且混凝土邊墻可以自由變形，不會對面板產生摩擦過大、局部擠壓等不利作用。通常有限元幾何模型都是建立在理想模型基礎上的，即擠壓邊墻表面是平整的，不存在實際施工中存在的錯臺、虧坡或破壞而形成的任何尖角、突變，所以有限元計算模擬與實際施工的差異較大。

5 結 語

①在擠壓邊墻逐層施工的過程中，各層之間或多或少的會出現上下錯層的現象，這種錯層使擠壓邊墻表面不平整，增大擠壓邊墻對面板的約束。所以，在施工中，嚴格把控擠壓邊墻的施工質量尤為重要。

②我國面板壩的高度已向200 m級、300 m級發展，研究擠壓邊墻的使用對高壩的影響具有重要意義。

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