混凝土面板堆石坝挤压式边墙试验研究

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发布时间：2021-09-18

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混凝土面板堆石坝挤压式边墙试验研究
郭林涛，张龙，赵海潮
(西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西杨陵712100)
摘要：为了分析混凝土面板挤压式边墙的物理力学性能，结合黄河公伯峡、积石峡水电站挤压墙施工质量检测，通过配
合比验证试验和现场检测结果，指出：当挤压墙混凝土湿密度在2．15～2．20 g／cm 范围内，即干密度为2．o4～2．09
g／cm。
、弹性模量在4 000～6 000 MPa时，能够满足施工要求和坝体渗透要求。
关键词：面板堆石坝；挤压式边墙；渗透试验；密度试验；强度试验
中图分类号：TV641．4 文献标识码：A doi：10．3969／j．issn．1000—1379．2010．11．058
挤压式边墙是混凝土面板堆石坝施工中的一项新技术，在
黄河公伯峡、积石峡水电站等多个面板堆石坝工程施工中得到
成功应用。鉴于国内目前尚无关于挤压墙质量控制和试验的
标准，笔者根据公伯峡、积石峡水电站挤压墙施工和质量控制
经验，探讨了挤压墙物理力学性能及质量控制措施和指标。
1 挤压墙施工技术
挤压墙施工就是采用水泥、骨料以及速凝剂配制的混凝土
代替部分垫层料，在坝的卜游平面用挤压设备进行挤压成型，
其优点¨ ：① 对堆石坝的上游坡面有限制作用，省去按层料超
填部分，节省超填削坡所需的人力、物力；② 以垂直挤压代替坡
面碾压，保证大坝填筑质量和施工安全；③ 可以抵抗水流对垫
层区的冲刷，有利于汛期及多雨季节混凝土面板堆石坝的施
工，保证安全度汛；④坝体浸水试验过程中能够有效保护坝体，
试验结束后能顺利排出坝体垫层料中的多余水分，不使坝体遭
到破坏。
(1)挤压设备。一方面将搅拌仓的混凝土拌和料通过搅龙
输送到成型腔；另一方面产生高频振动，使成型腔内混凝土拌
和料在搅龙挤压力和振动器激振力的作用下，将混凝土挤压密
实。要求混凝土各部位密度基本一致，表面平整，不产生裂缝
以及内部孔洞现象。
(2)施工技术。在边墙施工lji』，根据边墙挤压机的宽度，在
其内侧固定一根平行于坝轴线的细钢丝，用以控制挤压机的行
进方向，使成型的挤压墙平直、位置准确。挤压机安装就位时
应保证其行走的直线方向正确，利用水准仪对挤If~qL进行机身
调节，使机身处于水平状态，并使外墙板与已成型边墙上游坡
面重合。及时进行高度校核，保证边墙高度一致施工时，由
专人控制挤压机的行走方向，挤压机水平行走控制精度为±20
mm，速度控制在40 m／h左右，边行走边加速凝剂。边墙挤压
成型后，对出现的缺陷(如每层边墙的接坡问出现明的台阶、
边墙垮塌、平整度超标、位置及外形尺寸误差过大、成型混凝土
缺陷等)应立即进行人工修补处理。
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(3)挤压墙f昆凝土配合比。配合比既要达到设计要求，满
足工作性，又要考虑其经济性。
挤压墙主要控制指标有密度、抗压强度、弹性模量和渗透
系数。
2 配合比设计与试验
2．1 配合比设计原则
采用低弹性模量、干硬性或半于硬性、方便施工的低强度
混凝土，其渗透系数大于垫层料渗透系数。例如黄河公伯峡水
电站、积石峡水电站挤压墙混凝土设计强度等级均不大于C5。
挤压墙混凝土宜采用32．5级复合硅酸盐水泥，细骨料采
用中砂，粗骨料最大粒径为20 mm，骨料为饱和面干状态，速凝
剂含量为4％。根据经验，初步确定砂率为40％～50％，水灰
比为1．10～1．30，维勃稠度为5～30 s，用水量为(110±10)
kg／m 。挤压墙混凝土强度范围为2—5 MPa，渗透系数略大于
避层料的渗透系数，根据碾压试验资料，垫层料的渗透系数为
1×10。cm／s左右，因此挤压墙渗透系数控制在1×10～～1×
10～ cm／s。
2．2 配合比试验
黄河积石峡水电站根据工程所在地区的砂石骨料状况，进
行了配合比试验和验证工作。
骨料采用积石峡水电站甘河滩人工破碎料和天然骨料的
混合料，细骨料细度模数为2．76