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第八章 大坝工程施工

关刀桥水库大坝枢纽工程主要建筑物有风化泥岩心墙石渣坝、 左岸开敞式溢洪道、 右岸灌溉取水洞、 右岸放空洞等组成。
大坝坝顶高程320.80m, 坝轴线全长238.0m, 坝顶宽6.0m, 最大坝高50.80m。风化泥岩心墙顶水平宽度3.0m, 心墙底最大宽度29.58m, 心墙与坝基接触处设2.0m到7.0m宽的混凝土底座, 兼作帷幕灌浆的盖板。
上游坝坡1:2.15、 1:2.50, 在高程300. 0m处设马道, 宽2.0m。下游坝坡1:2.15、 1:2.25, 在高程303.50m处设第一级马道, 马道宽3.00m, 马道以下边坡1:2.15。
溢洪道布置在左岸, 由进水渠、 控制闸、 泄槽、 消力池四部分组成。
取水洞由进水口和取水隧洞两部分组成。进水口为岸塔式。
放空洞( 由导流洞改建而成) 为无压隧洞, 由进水渠段、 闸室段、 消力池、 渐变段、 洞身段、 渐变段、 桥涵段、 出口明渠段组成。全长709.67 m, 进、 出口底板高程分别为280.0m、 276.55m。隧洞断面采用城门洞型, 洞径为: 4.5×6.25 m, 直墙高4.0 m。
大坝工程施工的内容有土石方开挖、 填筑工程, 钻孔灌浆工程, 砌筑工程, 混凝土工程等。
主要控制工期
( 1) 本合同工程开工时间: 4月20日导流洞正式开工; 10月20日大坝工程开工。
( 2) 1月31日导流放空隧洞具备过流条件;
( 3) 全年围堰的挡水时间( P=10%) : 4月30日。
( 4) 大坝填筑至坝顶高程时间: 3月31日。
( 5) 本合同工程完工时间: 7月20日。
8.1 土石方明挖施工
根据大坝设定的开挖范围及进度安排, 大坝坝基、 坝肩开挖划分为三个开挖区, 即右岸汛水位以上开挖区( A区) 、 左岸汛水位以上开挖区( B区) 、 汛水位以下岸坡及坝基开挖区( C区) 。开挖分区具体见附图。
A、 B区施工时段位于截流前; C区开挖时段位于截流后。
8.1.1 概述
( 1) 大坝土石方明挖主要包括河床坝基, 左、 右岸坝肩开挖。
( 2) 主要工程量
大坝工程土石方开挖总量共20.84万m3, 主要工程量见表8-1-1。
表8-1-1 大坝土石方开挖工程量表
序号
项目名称
单位
数量
备注
1
土方开挖
m3
168681

2
石方明挖
m3
39720

8.1.2 技术要求
( 1) 施工场地清理要求延伸到施工图纸所示开挖边界或建筑物基础外侧5m的水平距离, 内容包括清除开挖工程区域的全部树木、 树桩、 树根、 杂草、 垃圾、 废碴以及监理工程师认为需要清除的其它障碍物。
( 2) 凡属于没有使用价值的可燃物, 将其烧毁; 凡无法烧尽的清除料, 除严重污染环境的清除料按专门规定处理外, 都运至弃碴场堆放, 堆体应采用开挖碴料或土料覆盖掩埋。其覆盖厚度不小于0.6m, 堆体不得妨碍天然排水或污染天然河流。
( 3) 预裂爆破采用连续装药或间隔装药结构。爆破后, 地表裂缝宽度一般不宜小于1cm, 预留面不平整度不大于15cm, 孔壁表层不应产生严重的爆破裂隙。
( 4) 在形成裂隙面相邻的松动爆破孔, 应严格控制其爆破参数, 避免对保留岩体造成破坏或使其间留下不应有的岩体, 造成施工困难。
( 5) 基础开挖应在旱地开挖。对于基础开挖后出露的软弱岩层和泥化破碎带区域, 认真采取排水、 堵水等有效处理措施。
( 6) 永久建筑物的基础开挖必须符合施工图纸规定。
( 7) 基础开挖应自上而下进行, 如开挖高度较大, 可采用分层开挖, 不宜采用自下而上或造成岩体倒悬的开挖方式。
( 8) 采用分层开挖时, 基础岩体的保护层开挖必须严格控制, 其垂直保护层的开挖爆破要符合设计要求。
( 9) 基础开挖后, 基岩表面因爆破震松(裂)的岩石、 表面呈薄片状或尖角状的突出岩石、 裂隙发育或具有水平裂隙的岩石均采用人工清理干净, 如岩块过大, 可用单孔小炮火雷管爆破。
( 10) 在进行边坡开挖时, 按照自上而下的程序进行开挖, 并应对开挖边坡进行修整和清理, 清除掉松散和半附着的岩石, 使边坡处于安全状态。
( 11) 基础开挖后, 如果基岩表面发现意料不到的基础缺陷, 则按有关要求予以特殊处理。
( 12) 开挖后的建基轮廓不应有反坡。对陡坎部位, 应将顶部削成钝角或圆弧状。
( 13) 河床开挖区应做好排水设施, 在建筑物最终开挖边坡以外的上部, 应挖好山坡截水面, 以防止雨水漫流冲刷边坡而造成滑动。道路路面、 边坡坡脚以及各施工场地周边均应开挖好排水沟槽和设置必要的排水设施。
( 14) 对于可能影响施工及危害永久建筑安全的渗漏水、 地下水和泉水, 应就近开挖集水坑和排水沟槽, 并设置足够的排水设施, 将水排至不再重新回流到原处的适当地点。
( 15) 喷混凝土采用的水泥、 水、 骨料等均应满足规范要求, 岩石面在喷混凝土前必须做好表面处理, 包括清除所有松散岩块或其它影响喷混凝土粘着的污迹、 脏物, 使用压力水( 风) 冲洗表面湿润岩石面, 处理表面积水及疏排裂隙渗漏水等。
8.1.3 施工布置
8.1.3.1 施工道路布置
施工道路布置详见总平面布置图。
8.1.3.2 风、 水、 电布置
( 1) 供风
根据大坝坝基、 坝肩开挖强度和作业面需要, 结合现场实际情况, 大坝开挖供风拟在左右岸各布置1台20m³/min移动式空压机供风, 另配两台10m³/min调配使用, 接Φ100mm钢管引至各用风部位。
( 2) 供排水
①施工供水
利用左右岸布置的水池, 用Φ70mm钢管引至各开挖支护施工部位。
②施工排水
a. 在边坡开挖前, 按施工图纸要求完成边坡上部永久性山坡截水沟的开挖和衬护, 对其上部未设置永久性山坡截水沟的边坡面, 应由承包人自行加设临时性山坡截水沟。
b. 在开挖过程中, 承包人应做好地面排水设施, 包括保持必要的地面排水坡度、 设置临时坑槽、 使用机械排除积水, 以及开挖排水沟道排走雨水和地面积水等。
c. 在平地或凹地进行开挖时, 承包人应在开挖区周围设置挡水堤和开挖周边排水沟, 以及采取集水坑抽水等措施, 阻止场外水流进人场地, 并有效排除积水。
( 3) 供电
开挖及支护施工用电设备主要是有电动空压机、 砼喷射机、 施工照明、 小型电动施工设备等。各开挖部位施工用电拟从布置在大坝左、 右岸安设250KVA变压器低压端引400V动力线至各用电点。
施工风、 水、 电布置见总平面布置图。
8.1.3.3 存、 弃料场
( 1) 存料场、 渣场
开挖料和弃渣运往大坝下游规划的场地进行堆存放。
( 2) 开挖料弃渣规划
按照业主及工程师的要求搞好弃渣场的环境保护, 做好弃渣场的截排水施工。
作好渣场的防护措施, 以防弃料被冲刷流失, 造成环境污染, 危及施工区及周边地区安全。
渣场照明采用专线供电, 各渣场设1~2台3.5KW锑灯照明。
8.1.4 开挖总体施工程序
开挖按照自上而下的施工顺序, 边坡支护遵循从上至下分层分区跟进施工的原则共分三个步骤进行。
( 1) 第一步, 先开挖左右岸坝顶高程以上部分, 支护随开挖跟进施工。
( 2) 第二步, 开挖左右两岸汛水位至坝顶岸坡部分, 支护随开挖跟进施工。
( 3) 第三步, 截流后开挖汛水位以下岸坡及大坝基坑。
8.1.5 坝肩、 坝基开挖
8.1.5.1 概述
开挖包括大坝坝肩、 基座、 河床覆盖层开挖三部分。
8.1.5.2 开挖原则
( 1) 所有土石方明挖从上而下分层分段进行。
( 2) 对准备用作上坝料的岩石, 其爆破方法满足石料的级配要求。
( 3) 开挖中必须执行分层爆破、 挖装原则, 以提高开挖料利用率。每一次爆破的区域和深度在爆破前应根据爆破试验岩层等确定, 尽量使同一层次的有用料与无用料区分, 避免掺混产生弃料。
( 4) 临近水平建基面, 预留岩体保护层, 水平预裂或水平光爆施工。
8.1.5.3开挖施工程序及施工方法
( 1) 土方开挖
①施工程序
土方开挖施工工艺流程见图8-1-1。
自卸汽车运土
施工准备
施工排水
测量放线
修筑道路
装载机集渣、 反铲挖装
人工修整

图8-1-1 土方开挖工艺流程
②施工方法
a.植被清除
在坝基开挖范围内首先进行测量放线, 采用人工辅助机械进行主体工程开挖区施工场地清理。应清理开挖区域内的树根、 杂草、 垃圾、 废渣及其它有碍物。主体工程植被清理中, 挖除树根范围应延伸到施工图纸所示最大开挖边线、 填筑线或建筑物基础外侧3.0m距离; 地表的植被清理, 必须延伸至施工图纸所示最大开挖边线或建筑物基础边线( 或填筑坡脚线) 外侧至少6.0m 距离。
应注意保护清理区域附近的天然植被, 避免因施工不当造成清理区域附近林业和天然植被资源的毁坏, 以及对环境保护工作造成的不良后果。凡属无价值的可燃物, 应尽快在有消防安全措施的保护下将其焚毁, 凡属无法烧尽或严重影响环境的清除物, 在监理工程师指定的区域内进行掩埋。掩埋物不得妨碍自然排水或污染河川。
b.开挖: 用1.0 m3、 1.6m3液压反铲挖掘机, 按自上而下的方式, 采用后退法开挖装车, 分层高度为2~3m。在开挖时应结合施工道路进行。边坡采用反铲削坡, 人工配合修整。
c.运输: 采用15t~20t自卸汽车运输。
d.弃料: 开挖料运至业主指定的弃渣场进行堆弃。
( 2) 石方开挖
石方开挖除部分强风化岩层外, 采用钻爆法进行。根据大坝地质剖面图分析, 整个坝基石方开挖厚度较薄, 石方开挖量39720m3, 采用手风钻造孔, 常规松动爆破和光面爆破的方式, 基面开挖预留20cm保护层人工配风镐撬打。开挖渣料, 采用反铲挖掘机挖装, 15t~20t自卸汽车运至弃渣场。
① 施工作业程序
石方钻爆施工工艺流程见图8-1-2。
施工准备
钻孔面清理、 测量放样
钻孔
爆破设计
火工材料加工、 检查
清孔装药
堵孔
联网
边坡检查
出渣
放炮、 检查
爆破测试

图8-1-2 石方钻爆施工工艺流程图
②施工方法
强风化岩层能直接挖除的采用液压反铲挖掘机直接挖装, 其余部分均采用YT28型手风钻造孔, 非电导爆管进行梯段微差松动爆破, 周边轮廓线采用光面爆破。在钻爆前对作业面进行分区, 松动爆破区为开挖区, 周边轮廓线为光爆区。光爆区在开挖区造孔时根据岩层情况预留0.5~1.0m厚的光爆层。自上而下分层爆破开挖, 分层厚度为2~2.5m。
出渣采用人工辅助机械集料装车, 15t~20t自卸汽车运至弃渣场。
a.爆破顺序
垂直于自由面方向, 先外后内的顺序进行爆破。
b.微差松动区爆破
微差松动区爆破参数见表8-1-2。
表8-1-2 微差松动区爆破参数
孔深
(m)
间距
(m)
排距
(m)
孔径
(mm)
药卷直径
(mm)
单位耗药量
(g)
堵塞长度
(cm)
备注
2.0~2.5
1.5~1.8
1.2~1.5
42
32
390~400
40~60

c. 光面爆破
边坡轮廓线光面爆破采用手持式风钻造孔, 成孔孔径为42mm, 孔距按100cm计算, 间距按40~50cm布置。装药采用间隔装药, 间隔距离70mm, 药卷直径20mm 。支撑采用竹片支撑, 竹片置于边坡侧可起到减震作用, 对边坡保护较为有效。引爆采用导爆索引爆。爆破参数见表8-1-3。
表8-1-3 光面爆破参数
孔深
(m)
孔距
(cm)
孔径
(mm)
抵抗线
(m)
药卷直径
(mm)
堵塞长度
(cm)
线装药密度
(g/m)
不偶合系数
2.0~2.5
40~50
42
0.5~1.0
20
30
125~135
2.1
上述爆破参数在正式施工前, 都将在施工区选择有代表性的爆破场地, 进行爆破试验, 加以修正。
8.1.6质量保证技术措施
( 1) 开挖前认真做好爆破方案设计, 做好松动爆破和光面爆破的参数设计, 并先在需要爆破的地方或经监理单位批准的类同地方进行试验, 以选择和确定合理的爆破参数, 获得比较满意的爆破面和形成光滑的最终开挖断面, 使在最小开挖线外的超挖量最小, 并达到最小的爆破应力和合格的开挖面。
( 2) 合理安排开挖施工程序, 根据岩石地质情况实行动态调整, 在开挖过程中, 根据岩石变化情况, 经监理工程师批准后及时修正爆破参数, 以便尽量减少超挖和不欠挖。
( 3) 钻孔严格按照设计钻爆图施工, 各钻手分区、 分部位定人定位施钻, 每排炮由值班工程师按”平、 直、 齐”的要求进行检查。周边孔偏差不得大于5cm, 爆破孔偏差不得大于10cm, 以减少超挖和减轻对围岩的破坏。
( 4) 对所有施工部位的钻孔、 装药等工序进行全过程的质量检查, 详细作好质量检查记录, 编制工程质量报表, 定期提交监理工程师审查。
( 5) 配备足够的、 先进的钻爆设备, 加强施工人员系统业务培训, 熟练掌握钻爆技术, 严格按照确定的爆破参数进行施工, 保证爆破效果。
( 6) 配置足够的、 合格3的测量人员、 仪器和设备, 按国家测绘标准和本工程精度要求, 建立施工控制网; 施工过程中, 及时放出开挖轮廓线并对坡面进行复核检查。
( 7) 采取分层爆破开挖, 所有的坡面均进行光面爆破, 所有建基面均采取水平光爆; 施工中, 严格控制钻孔开口位置、 孔距、 孔斜、 线装药密度等参数, 确保开挖质量。
8.1.7 安全保证措施
( 1) 土石方明挖前做好防、 降水和排除积水工作, 对边坡局部土质较差的地段做好坡面保护。施工期间加强测量监控。
( 2) 严格按国家爆破安全规程实施爆破作业。爆破技术人员持公安部颁发的爆破技术人员安全作业证, 方可参加爆破设计施工。爆破工持爆破工上岗证方允进行爆破作业施工。
( 3) 按爆破规程要求设置爆破警戒区和警报系统, 防止人员在放炮时进入爆破警戒区。
( 4) 及时跟进支护, 保证边坡稳定; 同时加强施工期变形观测和爆破振动监测, 并根据观测结果调整开挖支护方案, 保证边坡开挖施工安全。
( 5) 开挖施工的过程中需特别注意飞石。一方面, 在必要部位设置挡碴坎。另一方面, 结合爆破试验, 合理确定爆破参数, 防止爆破飞石飞到警戒区以外, 并尽可能减少爆破震动对相邻建筑物施工安全的影响。
( 6) 在陡岩处设置安全防护栏和警示标志, 陡岩边缘处施工时, 施工人员必须系安全带, 防止坠落。
( 7) 按技术条款和安全规程, 布置足够的照明设施, 确保夜间施工照明。
( 8) 配置专人和专用设备, 加强道路维护, 保证汽车行驶安全。
8.1.8 主要施工机械设备配置
土石方开挖主要设备配置见表8-1-4。
表8-1-4 土石方明挖施工设备配置表
序号
机械名称
型号
单位
数量
规格
1
液压挖掘机
PC220
台
2
1.2m3
2
液压挖掘机
CAT360
台
2
1.6 m3
3
装载机
ZL50
台
3
3m3
4
自卸汽车

台
14
15t~20t
5
快速钻机
KQJ-100型
台
2

6
空压机
20m3
台
2

7
空压机
10m3
台
2

8
手风钻
YT-28
台
15

9
水平仪
DS232
台
1

10
全站仪
GTS-332N
台
1

8.2 锚喷支护工程施工
8.2.1 施工项目及工程量
大坝的心墙基础C25喷砼, 厚度10cm。工程量883 m3,
8.2.2 喷射混凝土
( 1) 主要材料和机具
①主要材料
水泥: 选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥。标号不低于PO32.5级。
骨料: 砂选用质地坚硬、 细度模数为宜大于2.5的粗、 中砂。使用时, 含水率控制在5%～7%; 粗骨料选用粒径不大于15mm的、 耐久的碎石。骨料级配满足表8-2-1规定的标准。
表8-2-1 喷射混凝土骨料级配表
项目
经过各种筛径的累计重量百分数( %)
0.6mm
1.2mm
2.5mm
6.0mm
10.0mm
16.0mm
优
17～22
23～31
35～43
50～60
73～82
100
良
13～31
18～41
26～54
40～70
62～90
100
外加剂: 速凝剂的初凝时间不大于5min, 终凝时间不大于10min。选用外加剂应经监理人批准。
②主要机具
喷射混凝土采用TK961型混凝土喷射机, 拌和采用JQ-350型砼拌和机, 砼拌制在现场就近拌制, 砂石骨料采用5t自卸车从砂石料场运至部位。
( 2) 混合料的制备
喷射混凝土的配合比应经过室内及现场试验确定, 配制的喷射砼满足设计强度及喷射工艺要求, 并符合施工图纸的要求。速凝剂掺量应经过现场试验确定。
现场拌制喷射砼的混合料时, 各种材料要按施工配合比要求分别称量。允许偏差: 水泥、 速凝剂为±2%, 砂、 石各为±3%。搅拌时间不小于1min, 混合料应达到搅拌均匀, 颜色一致的要求。混合料应随拌随用, 存放时间不应超过20分钟, 保持物料新鲜。
( 3) 喷射混凝土施工程序及方法
在喷射混凝土之前, 清理所有松散岩块、 浮石, 堆积物及影响砼粘着力的污迹、 脏物, 用高压风、 水冲洗、 润湿岩面, 处理表面积水和疏排裂隙渗漏水。并作好喷厚标识。喷射混凝土设备型号为TK961型混凝土喷射机, 喷射混凝土之前应仔细检查风、 水、 电管线, 并进行设备的试运行, 确保喷射砼时设备的正常运行。喷射混凝土施工程序见图8-2-1。

岩面清理
搭设脚手架平台( 水平面没有此项)
设置喷厚标志
铺防护网
喷射砼拌制
初喷砼
复喷砼
养 护
验 收

图8-2-1 喷射砼施工程序图
开始喷射时, 喷嘴移动方式可先向受喷面左右及上下扫射, 喷一薄层, 形成一薄层塑型层, 然后进行正常喷射。混凝土喷射应分层进行, 直到达到设计厚度, 分层喷射时, 后一层应在前一层砼终凝前进行, 如果终凝1小时后再喷, 应先用高压风水清洗喷层面。每层喷射作业分区段自下而上依次进行, 注意坡脚要扫清残渣, 喷严喷实, 遇凸凹不平处, 先喷凹处后喷凸处, 较大凹坑, 采用间隔时间分层喷射, 或沿周边分成几块喷射而后向中间合拢的方法。喷射头与岩面保持0.8～1.2m距离, 并尽可能垂直岩面, 均匀而稳定地做螺旋状运动。所喷射的环行大致为横向400～600mm, 高150～200mm, 每一圈横向移动80～150mm, 以获得均匀的喷厚和最小回弹。
混凝土终凝2小时后, 洒水养护, 养护时间不得少于7昼夜, 当砼周围湿度达到85%以上时, 经监理批准, 可进行自然养护。
混凝土喷射工艺流程图如图8-2-2所示。

维 纤
细骨料 水
粗骨料 搅拌机 喷射机 喷嘴→喷射器
水 泥
空压机 压缩空气 速凝剂

图8-2-2 喷射混凝土工艺流程图
( 4) 质量检查和验收
a.喷射混凝土施工前56天, 向监理人员报送混合料配比报告及作每种配合比试块试验报告, 在测定喷射混凝土工艺质量和抗压强度达到要求后, 才能进行喷混凝土施工。
b.喷层厚度检查。检查记录定期报送监理人, 如未达到设计厚度, 按监理指示进行补喷, 所有喷射混凝土在监理人检查确认合格后才能验收。
c.粘结力试验。按监理人指示钻取直径100mm的钻孔、 取出芯样进行喷混凝土与岩石间及喷层之间的拉拔试验, 试验成果报送监理人。所有试件钻孔用干硬性水泥砂浆回填。
d.对喷混凝土中的鼓皮、 剥落、 低强或其它缺陷部位及时清理、 修补, 并经监理人确认验收。
8.2.3 主要机械设备配置
支护施工主要施工机械设备见表8-2-2。
表8-2-2 支护施工主要施工设备表
序号
设备名称
规格及型号
单位
数量
备注
1
灌浆泵
SGB8-10
台
2

2
搅拌筒
JJS－200
台
2

3
搅拌机
ZJ-500
台
1

4
手风钻
YT28
台
6

5
砼喷射机
TK961
台
2

6
载重汽车
东风
台
2
15t~20t
8.3 坝体填筑施工
坝基、 岸坡开挖结束, 相应的基础处理完成后开始大坝的填筑施工。大坝填筑采用沿坝轴线分区、 分层填筑, 自上而下, 分层碾压密实。按要求做好各项试验, 不折不扣落实施工措施, 严格控制各工序质量。
8.3.1 概述
大坝坝体填筑工程量共约67.38万m3。
表8-3-1 大坝坝体填筑工程量表
序号
工程项目
单位
工程量
备注
1
高塑性粘土心墙
m3
10074

2
风化泥岩心墙
m3
90395

3
弃渣盖重区
m3
53456

4
反滤、 过渡料
m3
43285

5
垫层料、 反滤料
m3
12533

6
排水带填筑
m3
2585

7
堆石凌体
m3
19034

8
坝体填筑
m3
419164

8.3.2大坝填筑料主要来源及材料特性
坝体填筑材料为选取天然材料加工, 应严格按照坝体设计要求选取。根据天然建材料场调查和试验资料, 黄连沟石渣料场为大坝填筑的主要料场。该料场为泥岩防渗料和砂岩石渣场的共用料场。有乡村道路相通开采条件较好。
筑坝料填筑指标要求如下:
坝体从上游到下游依次是: 弃渣盖重区、 砂泥岩混合石渣料填筑Ｉ区、 上游反滤过度料、 风化泥岩心墙防渗区、 下游反滤过渡料、 砂泥岩混合石渣料填筑2区和排水带及排水凌体和护坡区。
砂泥岩混合石渣料填筑Ｉ区主要设计指标为: 粒径小于5mm的颗粒含量为5%～15%, 最大粒径不大于800mm, 填筑时不得发生粗料集中架空现象; 渗透系数不小于1.0×10－4cm/s; 设计干密度为1.96g/cm3分层碾压填筑厚度80cm。
上游坝壳死水位305m以下采用黄连沟料场11层石渣砂泥岩石渣料, 控制粒径600~400mm, 粒径小雨5mm含量10~30%, 填筑干密度1.96g/cm3。分层碾压填筑厚度80cm。
反滤过渡料主要设计指标为: 粒径小于5mm的颗粒含量不大于30~40%, 最大粒径不宜大于80mm; 0.075mm以下的颗粒含量不大于5%; 透系数不小于A×10－3cm/s; 设计干密度为2.3g/cm3( 碾压实验确定) 。分层碾压填筑厚度40cm。
心墙防渗区主要设计指标为: 最大粒径不宜大于300mm, 透系数不小于A×10－6cm/s; 设计干密度为1.96g/cm3。最大粒径300mm, 层碾压填筑厚度40cm。
8.3.3大坝填筑规划原则及施工特点
8.3.3.1大坝填筑规划原则
( 1) 按照招标文件要求, 在规定工期内完成大坝填筑形象面貌, 力争提前达到。
( 2) 坝体填筑与开挖相结合, 尽可能使开挖料直接上坝填筑, 以减少二次倒运工作量。
( 3) 大坝填筑与大坝导流、 度汛、 蓄水紧密结合, 统一安排, 使填筑施工连续进行。
( 4) 大坝填筑同基座砼、 帷幕灌浆施工有机结合, 使大坝填筑与基座砼浇筑、 固结帷幕灌浆平行作业、 互不干扰施工。
( 5) 在保证按期达到各期填筑计划目标的前提下, 力求使各期填筑强度比较均衡, 减少高峰强度与平均强度的差距, 避免资源的不合理配置。
( 6) 大坝填筑物料的运输尽量考虑就近上坝, 减少运输距离, 减少左岸与右岸、 上游与下游、 高处与低处互相交叉、 互相倒运的现象。
( 7) 在确保工期和质量的条件下, 选用经济简明可行的方案。
( 8) 尽量采用新技术、 新工艺、 新材料和新型的机械设备。
8.3.3.2 填筑施工的主要特点
( 1) 本工程填筑技术要求高、 质量标准严, 必须高标准、 严要求来组织施工, 完成各区施工任务。
( 2) 根据两岸实际情况, 合理布置上坝施工道路。
( 3) 工程区雨量较丰富, 且在5至9月较为集中。如何有效解决雨季大坝填筑施工的运输、 碾压、 边坡保护等问题, 是汛期大坝填筑施工的关键。
( 4) 大坝填筑施工经历汛期, 汛前坝体填筑必须达到相应的面貌, 并采取相应措施确保大坝度汛安全。坝体填筑与施工导流的相互协调、 紧密结合、 统一安排, 是大坝填筑施工的重点。
8.3.4 施工准备
8.3.4.1 坝体填筑碾压试验
大坝填筑前, 选定有代表性的填筑石料, 模拟正常填筑施工状况, 对坝体填筑料进行碾压试验, 以确定合理的碾压参数。
碾压试验项目主要是对坝体的各填筑料( 垫层料、 过渡料、 上游石渣料、 下游石渣料) 的铺料方式、 铺料厚度、 超径石处理、 振动碾的类型及重量、 碾压行进线路、 碾压遍数、 铺料过程中的加水量、 压实层的孔隙率、 干密度、 沉降量、 压实后级配等进行试验, 垫层料、 过渡料还需进行渗透性试验。
试验场地拟选在大坝填筑现场附近, 具体位置报业主、 监理批准确定。
碾压试验结束后向监理人提交试验成果报告, 经监理人批准的碾压参数作为碾压施工控制的依据。
8.3.4.2 填筑料的开采制备和加工
( 1) 大坝过渡料按照招标文件要求, 开采料场尚未确定。初步拟定在潼南红嘴崖料场开采, 料场距离坝址约85Km.
( 2) 大坝石渣料主要来自黄连沟渣料场及开挖( 洞挖料) 料、 白果湾料场等, 料场采用微差挤压爆破开采获取。
8.3.4.3 大坝填筑道路布置
大坝填筑施工利用前期开挖施工布置的道路。
临时施工道路详见施工总平面布置图。
8.3.4.4 基础处理
( 1) 基础缺陷处理
①基础缺陷清理: 基础开挖后, 及时清理岩面上的松动岩块及清除有碍物。
②断层、 夹层的开挖及处理:
a、 断层和夹层尽可能采用人工撬挖处理, 局部需放炮开挖时, 采用小炮爆破, 减少对开挖线以外保留岩体的影响和扰动, 坑槽内清除浮渣、 充填物渣至设计规定的深度。
b、 对大坝基座出露的断层, 软弱夹层等均进行清理, 人工清挖充填物, 排除积水, 清挖深度满足设计及规范要求, 在该部位( 包括裂隙密集带) 坝体填筑之前回填过渡料, 并予以压实或击实。
c、 勘探洞采用砼回填, 勘探孔采用砂浆回填。
( 2) 边坡保护和不稳定岩体的处理
a、 两岸坝肩开挖边坡上的危岩体、 悬空弧石等, 影响大坝边坡施工安全, 分别采用挖除、 锚杆、 喷护等措施及时处理。
b、 坝体岸坡如遇高度大于2m的陡坎及反坡, 采用机械配合人工将岸坡削成不陡于1:0.3的坡, 或采用回填砼和浆砌石砌筑进行处理, 处理方案先报监理人同意。
( 3) 河床覆盖层的处理
a、 河床段大坝基础覆盖层的开挖处理范围为: 基座及其坝体填筑范围内全部挖至设计高程;
b、 对河床开挖出露的岩石, 进行认真清理, 清除所有松散的、 破碎的、 剥离的以及其它不合适的地表覆盖层, 并排干全部积水。
8.3.4.5 坝面水电布置
( 1) 供电
大坝施工照明采用左右岸、 坝轴线上下游方向安装多套5KW的氙灯集中照明。布设位置、 高程随坝体填筑分期范围和上升高度而相应调整, 满足现场需要。
( 2) 供水
a、 在大坝左右岸各设置水池, 或在河中直接抽水, 供大坝施工用水等;
b、 管路采用钢管从水池引入填筑区岸坡3～5m处, 主管用φ70mm钢管。
c、 在供水管出口处, 设洒水车加水站, 坝面采用洒水车洒水, 局部采用人工洒水以满足工程施工需要。
8.3.4.6测量放样
对已清理好的坝基, 在验收前提前在两岸坝肩上标识高程、 桩号等标记, 配合有关人员进行地质描述, 并测绘基础地形图和绘制断面图, 报请监理人批准。
填筑过程中, 按填筑单元和填筑料分区严格测量放线, 各分区采用白灰画线标识明晰, 并插方向标记和层厚高度杆为控制参照物, 以便施工人员掌握和质检人员监控。
8.3.5 填筑施工
8.3.8.1坝体填筑的原则
①满足招标文件规定各时段需达到的填筑高程的要求。
②填筑方案有利于减少坝体不均匀沉降。
③在满足上述要求的前提下, 填筑强度尽量均衡合理, 避免抢填, 出现大起大落现象。
8.3.5.2 坝体填筑全年施工
根据招标文件要求:
1、 本合同工程开工时间: 10月20日。2、 全年围堰的挡水时间( P=10%) : 4月30日。3、 大坝填筑至坝顶高程时间: 3月31日。
( 1) 坝体填筑
本工程风化泥岩心墙石渣坝的填筑受汛期的影响不大, 按照招标文件的要求, 本工程采用全年围堰挡水, 放空洞导流。因此大坝的填筑不分期, 可是大坝的填筑可能会受到雨季的影响, 有必要做好雨季施工的各项措施。
①填筑面貌: 坝体全断面填筑。
②填筑工程量: 总量约67.38万m3。
③坝体填筑施工时段及强度: 5月~ 3月, 共11个月, 月平均强度6.2万m3/月, 日平均强度2500m3/日( 每月按25天计) , 高峰月填筑强度8.7万m3/月。主要集中在 7、 8月份。
8.3.6 大坝填筑单元的划分
( 1) 划分填筑单元的目的
为了使大坝填筑各个工序尽量连续施工、 不停顿。因此, 必须优化施工作业, 在填筑作业时划分成若干个工作面, 即单元, 以提高坝面上各类施工机械的使用效率, 提高上坝强度。
( 2) 工作面填筑单元的划分
每个单元面积的大小, 依施工设备的品种、 型号和数量而定。单元太小, 会给车辆卸料、 洒水及碾压造成困难; 单元太大, 单元数则减少, 会给单元的循环造成困难。
根据类似工程经验, 每个单元面积控制在3000～5000m2为宜。
( 3) 填筑单元的循环
单元循环的原则是: 第一个单元在铺料平料, 第二个单元在碾压, 第三个单元在质量检查经过验收, 照此循环往复。这三个环节须衔接有序, 若有一个环节衔接不上, 就会影响上坝强度。
8.3.7 大坝填筑施工程序( 一个填筑单元)
填筑单元平面测量
各区料边线测量、 洒白灰线
进料、 卸料
超径石处理
平料、 层厚控制
洒 水
碾 压
碾压质量检查
基础面验收
填筑料挖装运
NO
单元验收
转入下一填筑单元
图8-3-1 大坝填筑施工程序图

8.3.8 大坝填筑施工工艺和方法
8.3.8.1 基础准备
( 1) 坝基面的软弱夹层等缺陷已按设计要求进行处理;
( 2) 坝基及岸坡的不稳定体已按设计要求进行削坡或回填砼。
( 3) 大坝填筑范围内的勘探洞及地质钻探孔已按设计要求进行回填。
( 4) 河床覆盖层保留部分已按设计要求进行了平整和夯实。
( 5) 根据招标文件要求, 大坝基础地质描述已完成。
( 6) 大坝填筑基础面的平面和断面测量已完成。
( 7) 上述各项工作都经单项检查后, 再请业主、 设计、 监理等单位进行综合基础验收合格后才能开始填筑。
8.3.8.2 坝料运输与卸料
( 1) 上坝料运输
①上游坝面垫层料主要采用10 t自卸汽车运输。
②心墙两侧过渡料主要采用10~20t自卸汽车运输, 必要时在车尾焊喇叭口状的滑槽, 确保卸料时尽量在该填筑区范围内。
③石渣料及堆石料以15t~20t自卸汽车运输为主。
④上坝料的运输车辆均设置标志牌, 以区分不同的来料。
( 2) 坝料卸料
①过渡层料采用后退法卸料。即在已压实的层面上后退卸料形成间隔料堆, 再用推土机平料。这种卸料方式可避免填筑料的分离或粗颗粒集中。因过渡料宽度仅为3m, 卸料时应按3m宽、 40cm厚, 以及每车的装料量计算出卸料堆间距, 以此间距卸料成堆。
②石渣料及堆石料采用进占法卸料。起层时先按2~3m梅花型间距采用后退法卸料, 推土机平层, 当填筑面积足够后, 车辆在填筑层上采用进占法卸料, 这样有利于工作面的推平整理, 提高碾压质量, 同时, 细颗粒与大颗粒石料间的嵌填作用, 有利于提高干密度, 确保填筑质量。推土机平料时, 在工作面两侧及前进方向, 每20m 放置一个标有刻度的移动标志杆, 推土机操作手控制铺料厚度。标志杆安排专人负责挪动, 当推土机平料前进时, 及时向前挪动, 并指挥推土机平料。平料过程中一旦发现超径块石则用反铲从铺料层中挖除, 采用破碎锥破碎, 再与填料混合填入坝体中。
8.3.8.3 铺料
根据招标文件技术要求, 结合以往施工经验, 大坝各区料铺填层厚初步确定为表8-3-2。经过碾压试验最终确定合理的施工压实参数: 铺土厚度、 土块限制粒径、 含水量的适宜范围、 压实方法和压实遍数。
表8-3-2 大坝各区料铺料层厚表
项 目
反滤、 过渡层料
泥岩混合石渣料
堆石料( 排水带)
铺料厚度( cm)
40
80
80
8.3.8.4 超径石处理
( 1) 对于反滤、 过渡层料在平料过程中, 出现个别超径石时, 由人工将超径石清理到碾压石渣料填筑区填筑。
( 2) 对碾压泥岩混合石渣料区中出现超径石时, 采用液压冲击锤将超径石破碎。
8.3.8.5 坝料洒水( 坝料含水率低于最优含水率)
根据经验, 拟采用料场喷水、 坝外加水和坝面补水相结合的方案, 加水量根据现场碾压试验确定。
( 1) 料场喷水: 即在开采料场设喷水管, 在坝料装运前将石料洒湿。料场喷水以不扬尘和道路不打滑为准, 由人工控制。
( 2) 坝外加水: 坝料上坝前, 经过加水站加水, 然后再运输到填筑工作面上。加水站由专人负责, 自动控制。
( 3) 坝面采用洒水车, 在坝面供水点处接水, 运至工作面补充洒水, 局部也可采用从水池接水管洒水。
( 4) 加水量控制: 按照已经批准的碾压试验确定的加水量, 在料场、 加水站加水。初步确定, 在料场喷洒5~8%; 在加水站加水8~12%。最终方法现场试验确定。
8.3.8.6各分区料碾压施工
8.3.8.6.1 过渡料填筑施工
( 1) 有关技术要求
过渡料的位置、 尺寸、 材料级配、 粒径范围应符合施工图纸的规定。
过渡层与相邻层次之间的材料界线应分明。分段铺筑时, 必须做好接缝处各层之间的连接, 防止产生层间错动或折断现象。
为增强压实效果, 过渡层碾压前应加水湿润, 加水量分别按规范要求进行。
过渡层因方量少, 承包人应严格按监理人批准的施工参数施工, 并加强现场监督, 不允许出现漏压现象。
( 2) 施工程序
过渡料填筑施工程序为: 基础处理→测量放线→铺料、 平料→洒水→压实→取样→铺填上一层过渡料
( 3) 施工方法
心墙两侧的过渡料填筑应略低于风化泥岩心墙, 填筑心墙两侧应同时铺填压实。过渡料摊铺前, 用帆布遮盖心墙表面, 防止砂石、 杂物落入仓面。遮盖宽度应超出两侧模板各30cm以上。心墙两侧的过渡料要同时铺筑、 碾压, 靠近模板部位作业要特别小