临水侧重力式挡土墙施工工艺研究

临水侧重力式挡土墙施工工艺研究

赫树忠   杨向红

 中交广州航道局有限公司  广州  510220

摘要：受小浪底库区“调水调水”影响，黄河小浪底项目作业时间集中且紧张，为了保障临水侧挡土墙有序完成、不影响整体计划，结合工程实际情况，对临水侧重力式挡土墙的施工工艺进行了分析，从基槽开挖、底板施工、墙身施工、墙后回填等多方面进行了研究，并经过施工工艺的优化调整，有效保障了挡土墙施工的质量、进度及安全，在类似项目中值得推广应用。

关键词：临水，重力式挡土墙，高效施工

1 工程简介

黄河小浪底项目位于小浪底库区范围，挡土墙高约3-5m，10m每段布置，以重力式为主，主要为布置于临水侧的边坡防护结构，挡土墙底板水平，各段顶部呈渐变式并随道路高程变化，基础为中风化岩层及强风化岩层，基础承载力不足时采用12%水泥土进行换填，换填厚度不小于0.5m，挡土墙底板为C20钢筋混凝土结构，墙身采为C20素混凝土。示意如下图所示。

挡土墙施工横断面图

挡土墙施工纵断面图

小浪底水库以防洪、防凌和减淤为主，为了保持长期有效库容，采用“蓄清排浑”的运用方式，即每年汛期7～9月，水库降低水位泄洪排沙，调水调沙；十月至次年6月，水库蓄水调节进行供水、灌溉和发电。库区历史水位如下。

小浪底坝前水位过程线

2 挡土墙施工特点

（1）库区“调水调沙”影响，挡土墙作业时间集中，主要为7-8月低水位期，施工紧张，且主要施工期为雨季，工期难以保障。

（2）与其它工作面同步施工，作业空间有限。

（3）临水临边结构，且库区水位存在周期性变化，对挡土墙质量、安全考验大。

3 重力式挡土墙施工工艺

挡土墙施工工艺流程主要为：施工准备→基坑开挖→底板施工→墙身施工。

3.1 施工准备

挡土墙施工准备工作主要包括：施工方案、测量放样、人员、设备准备等工作，准备工作的充分程度直接关系到后期施工的进度及质量。

（1）挡土墙方案准备

挡土墙属于支挡工程，施工前需根据《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》做好危险性较大工程的辨识，3m≤h＜5的为危险性较大的分部分项工程，h≥5m的为超过一定规模的危险性较大分部分项工程。施工涉及边坡开挖、模板施工、脚手架搭设及混凝土等施工，在编制方案时，需做好边坡稳定、模板及脚手架安全性的验算，同时优化施工布置，方便各工序施工。

（2）测量放样

施工前需提前进行地形的复核，地形与设计基本一致，再放样准备开挖工作，测量放出基坑边线，在测量放线经监理工程师审核通过后再进入基坑开挖工序。

（3）人员、材料及设备准备

为保证施工进度及效果，进场的人员需符合规定，电工、架子工、电焊工需持证上岗，确保模板平整且满足强度、刚度要求，模板安装及混凝土浇筑需有经验丰富的人员主导，振捣设备功率需满足要求。

3.2 基槽开挖

地基承载力是重力式挡土墙稳定的重点，当挡墙天然地基不能满足要求时，需进行地基处理，处理至满足地基承载力、稳定和变形要求后再进行结构施工。岩基中的全风化带宜清除，强风化带或风化带根据挡墙的受力条件和重要性进行适当处理，土基根据设计要求进行处理。

基槽采用挖掘机放坡开挖，岩石采用凿岩锤破碎后由挖掘机开挖，库区临水区域受水位、土壤湿度等影响较大，随水位变化逐层开挖降低高程，临近基底时再分段清理，能第一时间为挡土墙创造施工条件，挡土墙根据分段（一般长度为10m）进行施工，统一采用挖掘机开挖至基底标高以上10-20cm，岩石地基开挖破碎层厚控制难度较大，保护层可适当加厚；下步工序施工前人工进行清基，清除表面松软岩石、棱角和反坡，并清理边坡上不稳定的土石方，挖方及时清运，禁止堆放至临边区域。

基坑开挖过程中需控制好标高，基坑周围设置排水措施，避免积水，并注意地下水情况，做好基坑排水工作。同时应重点关注土质情况，采用动力触探仪测定地基承载力，并根据土质及承载力情况选定处理方式。

3.3 底板施工

黄河小浪底项目重力式挡土墙底板为钢筋混凝土结构，厚40cm（墙高区段为60cm），断面图如下所示。

挡土墙底板钢筋配筋大样图

3.3.1 钢筋绑扎

钢筋根据图纸要求提前进行预制，确保具备条件后可及时进行安装，同时，由于挡土墙底板平面呈梯形布置，底板钢筋长度依次递增，预制期间做好分类，编序预制，有效减少现场布筋所需时间。

钢筋布置前应平整底部，并打扫干净，根据设计图纸、操作要求，对号入座，先根据序号按间距布置好，量测检查无误，再进行绑扎，底板钢筋网除靠近外围两行钢筋的相交点全部扎牢外，中间部分交叉点可间隔交错扎牢，但必须保证受力钢筋不产生位置偏移。

基础中钢筋的混凝土保护层厚度结合环境类别进行取值控制，黄河小浪底项目重力式挡土墙属于干湿交替、水位频繁变动环境，保护层厚度应不小于30mm，采用梅花形30×35mm垫块进行固定，前趾部分的钢筋可通过钢筋网布置的位置进行控制，浇筑混凝土期间注意避免。

3.3.2 模板安装

模板施工质量直接影响混凝土结构的施工质量，模板刚度、表面平整度必须满足要求，施工前需做好模板的验收，提前进行控制，模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆。

钢模板不易变形，组装效率高，但弯道线形调整难度大；木模板人工施工方便，但加固不到位易发生变形。需根据现场施工条件及模板安全验算进行模板的选择，首选新模板，若采用旧模板，则需在使用前进行模板完好程度及平整度检查，必要时打磨修整，不满足要求的模板禁止投入使用；如转弯位置及浇筑层厚较小的底板，优先选择木模板。

浇筑混凝土时，模板底部受到的力最大，需特别做好底部的支撑固定，通过拉杆张拉与侧面支撑相结合，同时在模板外侧面打设固定钢筋支撑，多重保护保证模板的稳固，模板拼接需严密，接缝处保持平整，并将模板间隙封住，避免漏浆，检查合格后在浇筑前需均匀涂刷脱模剂。

3.3.3 底板浇筑

为便于浇筑控制，提前在模板上放好浇筑线，提高底板浇筑过程中高程及平整度可控程度。浇筑前将基底淋湿，控制好塌落度，可采用溜槽浇筑入模。底板厚度为40cm/60cm，采用斜层浇筑法浇筑，混凝土振捣棒不得触碰模板，并保持5～10cm的保护距离，每次插入振捣的距离不超50cm，振捣需充分均匀，谨防漏振。混凝土振捣完成以表面平坦泛浆而不冒泡且混凝土面不下沉为准。混凝土浇筑应持续进行，若因故导致浇筑中断，则中断浇筑的时间应短于前面一层混凝土的初凝时间或重塑时间。

底板与墙身衔接面在初凝后终凝前进行拉毛处理，墙趾和墙踵部分打磨光滑。终凝后立即进行养护，底板位置低矮，可铺设土工布喷水保湿。

为保证浇筑质量，挡土墙较高时，宜分层进行施工，也可以通过增加照明，提高模板内亮度，采取带有标示的长振动棒进行振捣等措施，提高振捣质量可控性，因模板安装布置较多拉杆加固，振捣棒需垂直通过间隙放入振捣，根据标示进行插入深度控制。

3.4 墙身施工

3.4.1 模板安装

挡土墙墙身设有排水管，模板需提前开孔以便于排水管设置，墙身高度较大时，分层进行施工，确保施工振捣质量。

当挡墙底板混凝土浇筑完毕并具有一定强度（≥1.2MPa），方可进行轴线投测，首先引出结构尺寸控制线，并以该控制线为起点，引出墙身控制线，用墨线弹出模板的内线、边线以及外侧控制线，施工前三线必须到位，以便于模板的安装和校正。挡土墙胸面及墙背设有一定的坡度，模板底放置到位后，需支撑、张拉固定。

钢模板适合采用组合钢板，能满足支挡强度、施工高效方便的要求，模板组装前进行组装设计，板缝留设一致，拉杆孔间距要在满足设计要求的基础上达到美观要求。组装时严格按照模板配板设计图尺寸拼装成整体，模板在现场拼装时，要控制好相邻板面之间拼缝，以防漏浆。

首先进行后模及前模的安装，模板就位后，利用法兰螺丝将模板加固成整体，保持所有的接缝都应按一致的形式位于水平或垂直平面上，接缝应严密、不漏浆。通过调整对拉螺杆及模板的加固斜撑，使模板安装到位并准确。主体模板安装完毕后，最后安装封头模板，并进行整体加固。为满足模板稳定及施工需求，

最后进行左右两侧模板安装，合模前完成脱模剂涂刷及基础杂物清洗工作。每段挡墙间设一道伸缩缝，缝宽2cm，缝中填塞沥青麻絮，可在相邻段挡土墙支模时设置。

3.5 墙身浇筑、养护

为减小混凝土浇筑对模板的压力，墙身采用平铺法进行铺料浇筑，浇筑前，将底板冲洗干净，混凝土浇筑过程中，应随时对混凝土进行振捣并使其均匀密实，振捣宜采用插入式振捣器垂直点振。应避免重复振捣，防止过振。加强对模板支撑的稳定性和接缝的密合情况检查，防止振捣过程中模板变形及漏浆。

采用插入式振捣器振捣混凝土时，插入式振捣器的移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土内的深度宜为50～100mm，与侧模应保持50～100mm的距离。振捣完毕需变换振捣棒在混凝土拌和物中的水平位置时，应边振动边竖向缓慢提出振动棒，不得将振动棒放在拌和物内平拖或驱赶混凝土，表面振动器的移动距离应能覆盖已振动部分的边缘，避免碰撞模板及其他预埋件。每一振点的振捣延续时间宜为20～30s，以混凝土不再沉落、不出现气泡、表面呈现浮浆为度，防止过振、漏振。

挡土墙较高，为防止混凝土离析，应使用溜槽进行浇筑，混凝土倾落高度不宜超过2m，以不发生离析为准。同时为降低对挡土墙模板的压力，分层进行浇筑，每一浇筑层厚度为50cm左右，各层混凝土适当间隔，但不得超过下层混凝土初凝时间，避免留置施工缝，振捣浇筑上层结构时，需振捣插入下层结合面。

混凝土振捣完成后，及时修整、抹平混凝土裸露面，待定浆后再抹第二遍并压光。抹面时严禁洒水，并应防止过渡操作影响表面层混凝土的质量。

在混凝土强度达到2.5MPa，能保证其表面及棱角不因拆除而损坏时方能拆除模板，拆除顺序与安装模板顺序相反，先拆外模，再拆除内模。首先拆下穿墙螺栓，再松开地脚螺栓，使模板向后倾斜与墙体脱开，不得撬或用大锤砸模板，确保拆模不晃动混凝土墙体。

混凝土终凝后及时进行洒水养护，保持暴露面持续湿润，拆完模板再覆盖土工布洒水养护，保持结构表面潮湿并不少于14天。

3.6 墙后回填

当墙身到达设计强度的75%以上时进行墙背回填，回填料采用开山石石渣或卵砾石等透水性较好的材料，墙背回填按40cm一层分层填筑，并采用中型压路机进行压实，距离墙面较近或机械设备无法碾压的区域采用人工或小型机械夯实。

墙后在排水管位置设置反滤包，反滤包管底高程位置布置的黏土层需夯实，确保起到截水排水的作用，反滤包可采用粒径20mm的粗砾或碎石，反滤包的厚度及深度按设计要求布置。

回填材料采用开山石，采用沉降差检测其压实程度，采用20t以上压路振压两遍沉降差不大于2mm控制。

4 总结

综上所述，临水重力式挡土墙施工重点在于把控基础的稳定性，并通过规范化、流水化施工保障施工质量及进度，以优质施工保障后期水库各工况条件下正常运行，黄河小浪底项目采用该施工工艺有效地降低施工成本，并在保证质量的基础上抓住黄金施工期，顺利完成临水侧挡土墙施工。

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