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1、抽水蓄能电站下水库工程大坝坝体填筑施工方案1.1施工特点下库坝址两岸岸坡较陡，初期填筑部位窄小，施工 较为困难，因此，做好统筹安排，是保证填筑施工顺利进行 的关键。受地形及坝体填料取料部位影响，部分填料上坝道 路需从坝前修筑，增加了修路难度和施工干扰。坝体填筑方量大、施工期短、施工强度高。本工程 大坝填筑共有137.08万m3,施工期7.5个月，平均强度约 18.28万m3/月，填筑高峰持续时间长，2006年2月7月为 填筑高峰期，最高强度约23万n?/月。大坝从填筑开始很快就进入高峰期。必须确保上坝料 源的供应，合理布置施工道路，作业面采用流水作业，协调 好与其他建筑物施工的相互关系，确保大
2、坝各时段填筑任务 按期完成。 坝体垫层料、特殊料从地下输水发电系统人工碎石 加工系统采购上坝；过渡料及一部分堆石料从常家冲料开 采；其余部分堆石料为开挖利用料；为达到坝体填筑技术指 标，要通过现场生产试验对各种料源进行合理掺配以确定出 级配优良填筑料，确定合理碾压参数和施工工艺，以满足填 筑碾压后的坝体达到高密度、低孔隙率设计要求。同上下游堆石料第一层一次填筑。填筑顺序为：垫层料、过 渡料、主堆石料。本层四种料全部填筑完毕，分别按0.20.3t/m3和0.3 0.4t/m3 0.40.5t/m3、0.4OSt/n?水表记量力口水，垫层料和 过渡料仍采用20t自行式振动碾压实，上下游堆石料区用2
3、5t 级拖碾压实。当压实至4、6、8遍时，对四种料分别取样检 查压实度、干密度、级配、孔隙率等并做详细记录。根据监理工程师要求按上述方法做多层试验，并作好详 细记录。试验中按照一层IHB、me料，2层IIA、IIIA料的程序 循环进行。施工循环作业程序为：niB、nic( socm)一niA(40cm) 一HA (40cm) 一IIIA (40cm) 一IIA (40cm) 一 进入下一循环，依次逐层上升。试验段最终填筑高度为8m。 资料整理及报批上下游堆石料、过渡料、垫层料填筑碾压的全过程要作 好详细记录，包括挖装设备、运输车辆吨位、卸料方式、铺 料厚度、平料方法、加水方法、加水量，到振动碾
4、的吨位、 激振力、行进方向、速度、循环路线、碾压遍数、搭接压痕 宽度、超径石的处理，直到取样的层次、相对高度、填筑压 实量、垫层料、过渡料的干密度、孔隙率、渗透系数，主堆 石的干密度及孔隙率，斜坡碾压后的干密度、孔隙率及渗透 系数等。经统计、整理、分析，于碾压试验完成后半月时间 上报监理。经监理审查批准后的各种资料、数据是将来做大 坝正式填筑的依据，未经监理批准不得擅自修改，必须在大 坝填筑过程中严格遵照执行。1.5大坝填筑施工方法、施工工艺及质量控制大坝填筑单元的划分划分填筑单元的目的为了使大坝填筑各个工序连续施工，填筑时不是整个工 作面一起填筑，而是划分成若干单元，以提高坝面上各类施 工机
5、械的使用效率，提高上坝强度和日产量。工作面单元的划分每个单元面积的大小，依施工设备的品种、型号、数量 而定。单元太小，会给车辆卸料以及洒水、碾压造成困难； 单元太大，单元数必然减少，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20002 4000m2 为宜。单元的循环单元循环的原则是：一个单元在填筑，另一个单元在洒 水碾压，第三个单元已经（或接近）通过验收，照此循环往 复。这三个环节必须衔接有序，若有一个环节跟不上，则影 响正常循环。填筑施工工艺流程见附图：GZB-HMF -XKSG-13大坝填筑施工工艺示意图。1.5.1 垫层料的配制将人工碎石料和天然砂用20t自卸汽车运至下
6、库明挖利 用料堆存场，按照垫层料的试验成果确定的碎石料和砂摊铺 厚度进行分层叠加摊铺，摊铺之前，先在场内建立方格网， 然后采用水准仪测控摊铺厚度，每层采用推土机平铺。装载 机在装料时用铲斗进行翻转、拌匀，使碎石料和天然砂掺混 均匀，达到设计要求后再装车上坝。1.5.2 上坝料的洒水洒水的目的润滑料物，减小料物颗粒之间的摩擦阻力，有利于 压实； 软化料物尖角部位，通过振动碾压减小料物颗粒间 的支撑力； 车辆卸料过程中洒水，可以减少粉尘，改善施工环 境； 推土机平料过程中洒水，使料物的细小颗粒因流水 的作用下沉，镶嵌在大颗粒之间，提高堆石体干密度。洒水方案采取在坝内卸料、平料过程中加水，加水量先按
7、设计要 求加水试验，然后再确定指导施工的加水量。坝内洒水管采用Dg50胶皮软管,软管与Dg75支管相连, 支管与两岸Dgl50主供水管相接。人工操作洒水。洒水的质量控制坝面上的加水设专人专职负责，严格控制加水的时机 （卸料、平料时）和加水时间、加水量。加水量利用水表记 量。1.5.3 上坝料的运输主、次堆石料的运输采用20t自卸汽车，过渡料、垫层 料的运输采用10t自卸汽车。1.5.4 上坝料卸料方案选择有两种卸料方案可供选择：一是进占法卸料；二是后退 法卸料。 进占法卸料：自卸汽车行走平台及卸料平台是该填 筑层已经初步推平、但尚未碾压的填筑面，料物卸在该平台 的前沿，再由推土机将料物推至已碾
8、压验收的填筑面上。优点：推土机平料时，料物由高往低处滚落，使颗粒较 大的石料落在填筑层下部，细颗粒料在填筑层的上面，这有 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。缺点：自卸汽车及推土机行走在未经碾压的平台上，对 车辆的轮胎及推土机链轨磨损严重。后退法卸料：自卸汽车行走平台是已经验收碾压的 填筑面，料物卸在已碾压验收的平台上，再由推土机推平。优点：自卸汽车在已碾压过的平台上行走，轮胎磨损较小。缺点：推土机平料时，颗粒大的石块容易上浮，难以推 平，造成工作面凸凹不平。大块石的尖角突出，使振动碾行 走时跳跃，尖角周围不易压实。根据以上特点，堆石料
9、采用进占法填筑，过渡料、垫层 料采用后退法填筑。填料的质量控制堆石料堆应卸在未碾压层平台的前沿150cm以内， 严禁直接倒在已碾压的平台上； 过渡料、垫层料料堆的间距根据铺料层的厚度确定, 过密则增加推土机工作量且难以推平，过稀又需要二次补 填；自卸汽车卸料倒车时，安排专人指挥，以保证料物 的合理位置；垫层料上游边线超设计边30cm,保证水平碾压时可 全部碾压到位。1.5.5 平料及超径石处理平料方法每个填筑单元布置1台D85推土机，自卸汽车卸料开走 后进行平料。超径石处理推土机平料过程中，将超径石剔出推至填筑面前方20m 之外，由装载机运至坝面上指定地点集中存放，一部分直接 用于坝后坡干砌石
10、护坡，一部分运至下库明挖利用料堆存场 用手风钻打孔放解炮处理。质量控制层厚控制：在距填筑面前沿46m距离设置移动式 标杆，推土机操作手应根据标杆控制填料层厚，避免超厚或 过薄。推土机平料时，刀片应从料堆一侧的最低处开始推 料，逐渐向另一侧移动。若从料堆最高处开始推，则推平困 难。 推土机平料后，暴露于表面的大块石尖角将影响碾 压质量，应及时用冲击锤处理。1.5.7 水平碾压设备配备 垫层料、过渡料：采用20t级自行碾碾压；上游堆石料区、下游堆石料区：采用20t级振动碾碾 压；碾压方法振动碾前进方向：顺坝轴线方向。 振动碾行走速度：1.52km/h （一档）。碾压采用进退错距法，从一侧至另一侧一
11、次碾压完 成，以免因操作手记错遍数造成少振或漏振。错距宽度计算：振动碾滚筒宽度为180cm,若碾压8遍, 则错距宽度为：180cm/8=22.2cm。实际施工中为确保碾压遍 数，错距按20cm控制。特殊区域的水平碾压填筑体特殊区域的碾压包括：靠近趾板周边缝部位的特 殊垫层料1m范围；垫层料上游侧30cm范围；填筑体分期 分块接缝处；两岸坝肩接头区。 小区料（HB）靠近趾板1m范围，振动碾无法靠近, 采用振动夯板夯实；垫层料上游边线，虽然在填筑时超填30cm,可保证 全部碾压到位。但由于是错距碾压，靠设计边线处碾压遍数 仍会有欠缺。待斜坡碾压时补足。填筑体分期分块的接缝振动碾水平碾压时，靠近分层
12、分块的接缝处有50cm不 能靠近。另外，接缝处的斜坡面23m深范围，是松散体或 半压实体，达不到设计干密度，必须特殊处理。处理方法：先填筑碾压时，振动碾尽量压到填筑边线， 升高填筑的第二层在接头处预留1.52.0m的平台。后填筑 块同层次填筑时，首先清除先填层接头处较集中的块石，然 后再同层次填平。后填碾压时连同先填块预留的1.52.0m 平台同时碾压，保证接缝处碾压密实。 大坝两岸坝肩接头区碾压，采用较细料薄层填筑料, 振动碾沿坝肩碾压，辅以振动夯板处理。（4）水平碾压的质量控制振动碾的滚筒重量、激振频率、激振力应满足设计 要求；振动碾在使用过程中，每15d测定一次激振力和激 振频率；振动碾
13、行走工作时行进速度控制在1.52.0km/h；必须按规定的错距宽度进行碾压，错距宽度宁小勿 大，操作手应经常下车检查，质检人员经常抽查；一个填筑单元的起始碾压条带（一个滚筒宽度）应 加碾6遍。1.5.8 垫层料上游坡面采用挤压边墙技术。挤压边墙技术的优点 传统工艺中的坡面斜坡碾压完全被对填筑材料的垂 直碾压取代，垫层料的密实度得到良好的保证，蓄水后这一 区域的变形大大减少，提高了抗水压能力；边墙对坡缘的限制，垫层不需超宽填筑，节省材料 和垂直碾压的工作量；不用削坡、修正坡面，简化了施工设备。不需要坡面平整设备、斜坡振动碾、砂浆喷射机等。 边墙挤压机的成型速度高，加快了坝体的施工进度, 垫层填筑
14、可同步上升。边墙能抵御冲刷，无雨水冲刷拉槽，减少返工费用, 缩短工期，降低不可预计开支。对汛期洪水的抗冲刷能力亦 有较大提高。有边墙的防护作用，面板施工可安排在合理时段进 行，避免开裂，保证质量。采用这种技术的关键是满足工况条件的边墙挤压机。挤压边墙施工工艺流程：作业面平整与检测一测量 与放线一端头混凝土浇筑一搅拌车就位、卸料一边墙挤压f 表面及层间缺陷修补一垫层料摊铺、碾压一取样检验一验收 合格后进入下一循环。挤压边墙工作原理施工方法 测量放样与作业面平整施工放样采用全站仪，沿坝轴线方向每10m 一个控制点,控制点距上游面105cm,用水泥钉固定挂线，标志出挤压机 行走路线。人工整修挤压边墙
15、施工作业面，作业面平整度控 制在2cm,以保证边墙挤压成型平整、直顺。挤压机就位挤压机采用机械吊运或人工推移，利用水平尺或垂直刻 度盘调整挤压机垂直方向和平行机身方向，使其处于水平状 态，校核挤压机机轮高度，使挤压边墙墙体高度符合设计要 求。边墙挤压边墙混凝土采用HSZ90拌和站拌制，6m3混凝土搅拌车运 输，混凝土在搅拌车内停留时间不超过2ho并按施工配合比, 在挤压机受料斗均匀喷洒液态速凝剂（待定），根据测量边 线，由专人控制挤压机行走方向。边墙浇筑成型偏差超填不 高于法面设计线50mm,欠填不底于法面设计线80mm0搅拌 车行走方向、速度应与挤压机一致，搅拌车出料应均匀且速 度适中，边墙
16、挤压机速度适宜控制在5060m/h。应将搅拌车 卸料始末时产生的分离的粗骨料作废料处理。边墙端头混凝土浇筑边墙两端头混凝土用人工夯筑，模板采用组合钢模或木 模，使用边墙同类拌和材料，人工分层夯实，分层厚度不大 于10cm,并依混凝土配合比喷洒速凝剂，1小时后拆模。 表面及层间缺陷修补对施工中出现的边墙表面和层间台口，用3050cm长 抹子及时对缺陷进行修整、补平、拍实。修补填料采用搅拌(6)由于坝体填筑方量大，部分填筑料运距较远，必须 确保道路畅通，选择足够数量的挖装、运输设备来保证上坝 强度。1.2坝体填筑规划原则规划原则 按照招标文件要求，在预定工期内完成大坝填筑形 象面貌。大坝填筑与坝体
17、渡汛、封堵蓄水紧密结合，需统筹 安排，尽可能使填筑施工连续进行。 大坝填筑同趾板混凝土施工有机结合，使大坝填筑 与趾板混凝土浇筑平行作业。(4)满足填筑坝体有不小于三个月的自然沉降后浇筑混 凝土面板的时间要求。 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比 值，避免使用过多的施工机械、劳动力以及大量临时设施。 大坝填筑总体规划 按照合同文件要求，在预定工期内完成大坝填筑形 象面貌，为大坝挡水、防洪度汛、导流洞封堵挡水创造条件, 同时为面板混凝土浇筑留足三个月以上的沉陷期。(2)大坝从2006年2月1日开始填筑，在抢趾板区开挖 浇筑的同时，坝轴
18、线及其以下坝基应尽量提前挖完，并优先 车卸出的边墙同种原料中的细料。垫层料摊铺、碾压垫层料在边墙挤压成型lh后即可开始铺料，卸料方向 与边墙轴线一致，卸料堆距边墙不少于50cm,采用1m，反铲 进行铺料。铺料厚度高于边墙顶面5cmo 34h后即可开始 碾压。18T振动碾钢轮距边墙内边线20cm,采用18T振动碾 静压2遍，再振压8遍。18T振动碾压实后，再用BM75s小 型手扶式振动碾贴近边墙内边线碾压，遍数为810遍，检 测其干密度。观测设备的铺盖填筑坝体填筑到一定高程后需埋设坝体观测仪器，因此，当 填筑高度超过仪器埋设高程2m后，进行仪器及线路的沟槽 开挖，采用l.On?反铲开挖，挖除的填
19、筑料填入相应的填筑 区。仪器埋设完成后，按照其技术和规范要求先进行细料人 工分层填筑，分层夯实，超过50cm后，改用1.0m反铲回填, 小型振动碾碾压密实，达到1.0m后改用20t碾压，达到2.0m 以上时，再采用20t拖碾碾压。1510上游趾板土料铺盖填筑大坝上游坝面64.00m高程以下采用粘土料和石渣混合 料铺盖填筑，在铺盖填筑前，对基础进行认真清理，清除杂 物、污物、石块和浮土等，尤其趾板表面更应彻底清理打扫 干净。20t自卸车运到工作面后沿坝轴线方向卸料，用推土 机平料，每层厚40cm,用10t自行凸碾来回碾压68遍, 使其密实。靠近面板部位或边角部位采用人工用夯板夯实。开始填筑以削减
20、填筑高峰强度。确保2006年7月31日前填 至104.20m高程，坝体开始三个月以上的自然沉陷，而后进 行面板混凝土浇筑施工。大坝104.20m高程以上的过渡料填筑及大块石护坡 约为1.03万nA在防浪墙浇筑完成后再填筑完成。强度分析根据坝体填筑施工特征，大坝填筑可分in期进行：I期 为大坝主体部分填筑，II期为面板混凝土浇筑完成后坝前铺 盖填筑，in期为防浪墙浇筑完成后坝顶部分填筑。大坝I期填筑方量总计126.08万n?,从2006年2月1 日起填筑至2006年7月31日结束，累计填筑时间6个月， 平均月强度21万n?,考虑到施工的不均衡性，最高月强度 约23万nr3,出现在2006年35月
21、。大坝H期填筑方量9.97万n?,从2007年1月16日起 填筑至2月20日前结束，月强度约1.0万nP。大坝III期填筑方量约0.65万nP。，从2007年4月1日 起填筑至4月15日结束，月强度1.3万n?。1.3坝体填筑施工方案分期填筑施工规划根据施工总进度计划要求，大坝土石方填筑拟分为3个填筑施工期，并在不同的施工时段，达到计划形象进度的填 筑高程并验收合格。I期：坝基至104.20m高程，填筑料包括垫层料、特殊 填筑料、过渡料、上游堆石料、下游堆石料、下游面大块石护坡。共计填筑126.1万n?。II期：坝前铺盖至64.00m高程，填筑料包括粘土料、 石渣混合料。共计填筑9.97万nP
22、。2007年2月底全断面达 到64.00m高程。III期：坝体由高程104.20m填至坝顶，填筑料包括过渡 料、碎石垫层料和护坡块石料，共计1.03万n?。在混凝土 面板及防浪墙施工完毕并达到混凝土设计强度后开始回填， 于2007年5月31日全断面达到107.30m高程。1.3.1 大坝填筑技术要求根据面板堆石坝坝体结构要求的不同，大坝填筑料分为 垫层料、过渡料、主堆石料等多个区域；区域的不同对填筑 料的材质、粒径、填筑厚度、密实度要求也有所不同。具体 各区填筑技术要求见表10-2,填筑料侵占相邻区域的允许公差见表10-3o表10-2大坝填筑参数表序分区名分填筑设计孔最大J古ZW 填巩压加压号
23、称区材料干密隙粒径层厚实水实编号度(g/cm3)率(%)(mm)(cm)遍数（遍）量(%)机具1垫层料 区IIA轧制碎石2.1517.38040681020t 振 动 碾2特殊垫层料区IIB轧制碎石2.216.540206853过渡料 区IIIA洞挖 料2.1203004068204主堆石 料区IIIB开挖 料2.0521.2600808102020、25t拖碾5次堆石 料区IIIC开挖 料2.032360080810206上游粘土铺盖IA粘土 料5020t 自 行 碾7上游石渣铺盖IB石渣 混合 料5020t 自 行 碾表 10-3填筑区分界线公差向坝轴线方向离坝轴线方向I B 与 I A0
24、300mmI A 与IIA0200mmIIA Will A200mm0IIIA 和 DIB无公差限制0IIIB 和 nic1000mm1000mm填筑料侵占相邻区域的允许公差施工程序填筑各料区1进料平料 洒水碾施工单元分界线J卸料一检查测量洒白灰洒水压验收各填筑单元施工程序见图10-1。图10-1单元施工程序图填筑顺序根据填筑区填筑材料的不同，其填筑层厚要求也不同。大坝填筑施工总的原则是全断面平衡上升。即堆石料填筑一 层、垫层料和过渡料填筑两层，使填筑层顶面始终保持在统 一的平面上。填筑顺序为垫层料、过渡料、堆石料、护坡块石料。填筑堆石料采用进占法卸料，过渡料、垫层料采用后退 法卸料。当卸料、
25、平整达到一定的长度后振动碾随后进行碾 压。填筑、碾压施工工艺见附图：GZB-HMF-XKSG-13大 坝填筑施工工艺示意图。填筑施工道路根据下库地形条件、料场、坝体填筑料取料点等现场实 际情况，拟布置4条填筑料上坝道路。 第一条上坝路布置在坝前左岸，起点为下库库内明 挖料堆存场，利用L1施工道路运输至下游上坝。第二条上坝路布置在坝后右岸，从L3施工道路分支 路，在坝后右岸80m高程进入坝体。 第三条上坝路布置在坝后左岸，起点为L2施工道路, 在坝后右岸90m高程进入坝体。(4)第四条上坝路利用左岸上坝公路，从左坝头进入坝 体。1.4填筑碾压试验1.4.1 碾压试验的准备工作试验场地准备试验场地
26、拟选在下库明挖料堆存场，报监理批准后实 施，试验场地面积60x45m=2700m2,场地规划见图10-2。45m17m3m5m20m在已选定的试验场先进行测量放线，然后用推土机进行 场地平整，再用自行式振动碾碾压68遍，经监理验收签 证。试验材料准备主坝填筑料碾压试验包括IIA、IIIA、IIIB、IIIC料试验, 其中IIA料的斜坡碾压试验结合坝体填筑时进行现场生产性 试验，其它石料不作试验。备料如下：垫层料(IIA) 2000m3 过渡料(III A) 3000m3 主堆 石料(IIIB) 6000m 次堆石料(IIIC) 6000m3 o碾压试验机械设备配置推土机2台，20t自行式振动碾
27、一台、20t、25t拖碾各1 台，3m3装载机1台，In?反铲1台，4m3挖掘机1台，20t自卸汽车5台，8t洒水车1台。(4)水电供应从系统供电线路就近架设220V线路进行现场照明；试 验用水采用8t洒水车运输供应。试验仪器设备电烘箱1个，500kg磅称1台，天平1架，各式环刀全 套，水表1支，跑表1支，钢卷尺2只，常用工器具等。 试验步骤按试验场规划及测量放线，先填垫层料，顶宽比设计值 力口宽0.3m,再填过渡料，宽5m,长60mo铺料层厚度40cm, 铺料采用后退法卸料，推土机平料，按每方填筑料加水0.2 0.3t及0.30.4t用水枪安装水表计量洒水。碾压前测量铺料 层表面各固定测定点高程，以后每层填料后和碾压完毕后均 按此固定座标点进行高程测量并做好详细记录。碾压时应顺 着长边方向(模拟坝轴线方向)行进，用20t自行式振动碾 碾压，行进速度1.52km/h,碾压搭接宽度20cm,防止漏 碾。当同一水平层第一遍水平碾压完后，第二遍碾压时又从 反方向顺轴线方向碾压。依此法碾至第4遍时，取样作压实 度、干密度、级配、孔隙率试验，并作好详细记录。碾压至 6遍、8遍时同样作试验。请业主、监理、设计到现场指导 试验工作，并共同研究、探讨试验方法及需要改进的有关问 题。第一层垫层料、过渡料碾压取样结束，填第二层料时连