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堆石坝填筑工程施工介绍堆石坝是一种常见的水利水电工程结构,其在水利工程中广泛应用。堆石坝的施工过程主要包括坝体设计、料场准备、运输系统建设、坝基处理以及堆石料铺设和碾压等关键步骤。
1.坝体设计与选址:首先进行详细的设计工作,包括确定坝的高度、宽度、斜率及排水系统等因素,并选择合适的筑坝地点。考虑的因素包括地质条件、水流方向、防洪要求以及周边环境影响等。
2.料场准备:根据设计需求选定堆石料的来源和类型,对其进行质量检测,确保满足施工标准。这一步骤还包括规划开采方式与运输路线。
3.运输系统建设:为了将堆石材料从料场运送到施工现场,需要建立有效的运输网络,包括公路、铁路或水路等。
4.坝基处理:在开始填筑之前对坝基地面进行清理和压实工作电梯井内脚手架专项施工方案,以保证坝体与地基之间的稳定性和密实性。同时,还需要设置必要的排水系统来防止水分渗透影响堆石结构的稳定性。
5.堆石料铺设与碾压:使用挖掘机将堆石材料按设计要求分层铺设,并通过重型振动碾或其他机械设备进行压实处理,确保每个层面都达到预定密度标准。
6.质量控制:在整个施工过程中需严格监控坝体的质量和进度,包括定期检测压实度、含水率等关键指标,确保最终形成的堆石坝结构安全可靠。
堆石坝填筑工程是一个技术要求较高且耗时较长的过程,需要施工方具备丰富的经验和先进的技术设备来保障工程质量和工期。
过渡料填筑11.50万m3(压实方), 石方自然方与压实方转换系数按1.25计,共需有用料自然方9.28万m3。
砾质土料2.28万m3(压实方),土方自然方与压实方转换系数按0.85计,共需料场开采有用料自然方2.68万m3。
垫层料3.24万m3(压实方), 石方自然方与压实方转换系数按0.88计,共需有用料自然方2.85万m3。
(3)预挖冲刷坑围堰及导流洞封堵出口围堰填筑料
石渣填筑18.76万m3(压实方), 石方自然方与压实方转换系数按1.25计,共需溢洪道开挖有用料自然方15.01万m3。
接触粘土料6.66万m3(压实方),土方自然方与压实方转换系数按0.85计,共需料场开采有用料自然方7.84万m3。
溢洪道控制段回填石渣1.56万m3(压实方), 石方自然方与压实方转换系数按1.25计,共需有用料自然方1.25万m3;
发电厂房厂前区场地回填石渣22.64万m3(压实方), 石方自然方与压实方转换系数按1.25计,共需有用料自然方18.11万m3;
近坝库岸防护工程右岸弃渣平台弃渣碾压147.44万m3(压实方), 石方自然方与压实方转换系数按1.25计,共需有用料自然方117.95万m3。
11.7 坝体填筑工程施工
11.7.1 工程概况
砾质土心墙堆石坝坝顶高程1414.80m,坝顶长576.68m,最大坝高139.80m,坝顶宽12m,大坝上、下游坝坡均为1:2,下游坝坡“之”字形上坝公路宽10m。结合工程弃渣,在坝体的上、下游各设一弃渣场,上游侧弃渣平台高程为1355.00m,下游侧为1365.00m,同时为提高大坝上游右岸岸坡的稳定安全度,设弃渣压坡,弃渣压坡平台高程为1385.00m。
大坝心墙顶高程为1412.80m,心墙底高程1276.5m,心墙最大高度136.30m。心墙顶宽4.0m,上、下游坡比1:0.25,心墙与混凝土垫层接触部位采用厚度2.0m的接触粘土过渡。心墙上游设两层反滤层,水平宽度均为3m;下游设两层反滤层,水平宽度均为4m,上、下游反滤层坡比1:0.25,过渡层顶部水平宽度为6m,上、下游坡比1:0.3。过渡料层以外为堆石体坝壳,其中上游堆石体坝壳以1395.00m高程为界,以上为堆石料Ⅱ区,以下为堆石料Ⅰ区;下游堆石体坝壳1319.50m高程以下为堆石料Ⅱ区,1319.50m~1380.00m高程为堆石料Ⅰ区,1380.00m高程以上为堆石料Ⅱ(1)区。上游坝坡1355.00m以上和下游坝坡1365.00m以上坝面设80cm厚块石护坡。
11.7.2 施工特点
(1)坝体填筑量大、施工强度高,本工程大坝填筑共有1127.56万m3(含上下游干砌块石护坡和浆砌石护坡),高峰强度达53.78万m3/月(不含上下游块石护坡)。
(2)砾质土心墙坝填筑牵涉基础垫层混凝土、基础缺陷处理以及固结灌浆、帷幕灌浆;施工作业面多,在平面上、立面上有较大的干扰,一定要做好统筹安排,以保证填筑施工的顺利进行。
11.7.3 坝体填筑进度安排
11.7.3.1 施工进度安排
坝体填筑分期按照招标文件划分,以满足施工导流要求及总工期要求,确保施工期安全度汛,兼顾施工道路布置及施工强度均衡、坝体填筑上升速度对沉陷稳定影响,能组织机械化流水施工为原则划分,由于坝体高,填筑量大,坝体填筑分为五个阶段。
第Ⅰ期:2012年06月01日~2013年6月30日,将坝体上下游侧填筑至1340m高程,中间部分填筑至1343.0m高程,保证大坝挡水度汛安全。本期填筑量568.18万m3,平均填筑强度43.70万m3/月。
第Ⅱ期:2013年07月01日~2013年08月31日,上下游侧填筑高程范围为EL.1340.0m~EL.1351.0m。本期填筑量约72.52万m3,平均填筑强度36.26万m3/月。
第Ⅲ期:2013年09月01日~2013年11月20日,填筑高程范围为EL.1343.0m(EL.1351.0m)~EL.1360.0m。本期填筑量132.25万m3,平均填筑强度50.87万m3/月。
第Ⅳ期:2013年11月21日~2014年5月31日,填筑高程范围为EL.1360.00m~EL.1386.00m。本期填筑量217.01万m3,平均填筑强度40.19万m3/月。
第Ⅴ期:2014年6月01日~2014年11月30日,填筑高程范围为EL.1386.000m~EL.1412.80m。本期填筑量126.86万m3,平均填筑强度25.37万m3/月。
各期填筑运输道路以分布在不同高程部位的主干道及支线料场和坝体连接,满足大坝各期填筑料需求和填筑特性。
Ⅰ期填筑上坝主要以上游6#临时道路,下游下游下基坑道路和5#临时道路为主。
Ⅱ期填筑上坝主要以上游6#临时道路,下游5#临时道路为主。
Ⅲ期填筑上坝主要以上游上游坝面之字路,下游下游坝面之字路为主。
Ⅳ期填筑上坝主要以上游上游坝面之字路,下游下游坝面之字路为主。
Ⅴ期填筑上坝主要以上游上游坝面之字路,下游下游坝面之字路为主。
11.7.3.2 施工进度控制
砾质土心墙堆石坝高量大,填筑强度高且持续时间长,丹坞堑石料场到大坝运输距离12.5km,丹坞堑砂石加工系统到大坝运输距离7.5km,运输线路比较长,综合考虑以上影响因素,主坝施工进度控制主要采取以下措施:
(1)认真做好苗尾寨过渡料存料场和苗尾寨土料存料场的回采准备工作,提前完成场内道路开挖及解小等工作,为填筑料大规模开采创造工作面。
(2)合理布置上坝填筑道路,保证各期填筑施工顺利进行。
(3)开挖、装载、运输、整平、碾压等投入性能良好的施工机械设备,并配置充分的备用量,满足各施工作业面的不均衡性。
(4)优化施工进度安排,尽可能使溢洪道的开挖与大坝填筑高峰期重叠,利用溢洪道开挖的可用料直接上坝,尽量减少开挖有用料的回采。
11.7.3.3填筑施工原则
本工程砾质土心墙堆石坝较高,填筑工程量浩大,坝面作业面宽广,怎样保持施工中坝体沉降均衡及尽量降低最终沉降量,是大坝成功建成的一个关键因素,除采取合理的填筑分期安排等方面外,还应确定合理的坝面作业段划分及施工顺序,进行机械化流水施工。对于心墙料、堆石料及过渡料区,根据坝基地形条件,施工时段的要求需进行分块填筑,左、右岸作业段通过坝内斜坡道连接。坝面填筑在能组织流水施工的前提下尽量采取大面积作业段填筑以减少接缝,根据坝体分期填筑特点进行分析计算,各填筑坝料应保证平起上升时,先填筑块的临时坡面不陡于1:2,或采取台阶式的接坡方式,块间接缝在相邻块填筑时,将未压实的虚坡石料用反铲挖除水平向100cm~150cm至新铺层内,新铺层碾压时骑缝碾压。两种料平齐时其交界带也用振动碾骑缝碾压处理。分段碾压交接带作好标记,下一段碾压时搭接碾压。
坝体施工中容易漏压、欠压部位和因颗粒分离而造成粗料集中和架空,如坝料分区交界带,分段碾压接触带,分块填筑的临时坡面,以及与基础和岸坡接触带。这些部位必须采取措施保证填筑质量。填筑与岸坡接触带,以及与混凝土壁接触带尽量用细料填筑,用振动碾顺坡脚碾压,以免出现架空和碾压不密实现象。岸坡接触带除用细料填筑外,最后铺成弧形,碾子沿弧面碾压更为密实。
11.7.4 施工准备
室外给排水管道冬季施工方案11.7.4.1 填筑料的开采制备和加工
填筑料开采见本册第5章料场开采与支护
反滤料取自丹坞堑砂石料加工系统,共需成品料压实方反滤料85.06万m3,反滤料应采用新鲜或微风化石料加工。
反滤料应具有良好的级配,铺厚45cm。反滤料由丹坞堑砂石加工系统轧制,按级配要求掺配,掺配采用装载机进行,装料采用3m3装载机装20t自卸车运输直接上坝。加工好的料其颗粒级配,应符合施工图纸要求,小于0.1mm的颗粒含量应按施工图纸要求进行控制。上坝前必须按规定的频次进行抽检,监理人员进行必要的抽检,其级配指标、质量必须满足施工图纸要求方可上坝,不合格料禁止上坝或按监理人的要求处理。
过渡料铺厚45cm,压实后设计孔隙率<21%,干密度2.14g/cm3,其级配及质量应符合施工图纸的要求。上游死水位以下及上游堆石区基础过渡料利用导流隧洞洞挖料和引水隧洞洞挖料,其他部位过渡料购买丹坞堑砂石加工系统工程标的成品过渡料。过渡料从丹坞堑石料场通过专项爆破开采,开采料通过格条筛加工获得。已经存放在苗尾寨过渡料存料场的,粒径大于300mm的石料提前进行破碎。
3)Ⅰ区堆石料、Ⅱ区堆石料
Ⅰ区堆石料铺料厚度90cm,压实后设计干密度2.15g/cm3桥涵工程安全管理计划,相应孔隙率22%。Ⅱ区堆石料铺料厚度90cm,压实后设计干密度2.13g/cm3,相应孔隙率22%。