碾压混凝土双曲拱坝混凝土施工的施工组织设计.docx
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碾压混凝土双曲拱坝混凝土施工的施工组织设计
****水库工程大坝混凝土施工组织设计
一、工程概况
1.1概况
*******水库工程位于距****83.0km的*********的************处。
引水干渠于坝址库内左岸取水，经*********隧洞，穿越分水岭*********后到赤水河北岸之*********电站前池，左右支渠分别沿赤水河左岸上下游展开。
首部枢纽混凝土拱坝方案主要建筑物由左岸非溢流坝段、溢流坝段、右岸非溢流坝段和坝下护坦组成。
坝顶高程1043.0m，坝顶宽度5.0m，坝顶弧长191.29m（右坝肩扩挖后），最大坝高60.0m，坝底宽度20.0m，建基高程983.00m。
坝基采用灌浆帷幕防渗。
大坝左侧非溢流坝段帷幕灌浆廊道底层左侧设放空管一条。
大坝右侧非溢流坝段，帷幕灌浆廊道底层排水廊道旁右侧设生态放水管一根，兼坝下支渠供水。
1.2水文气象及大坝地质
1.2.1水文
***坝址以上集雨面积242.3km²，河床比降1.036%，洪水主要由暴雨形成，具有陡涨陡落、洪峰尖瘦等山区洪水特点，一场洪水历时约一天。
洪枯流量比14.2（P=10%）。
洪枯水位变幅3.3m（坝址下游70m处）。
施工分期洪水详见表1.2-1。
水库坝下水位流量关系曲线详见表1.2-2。
表1.2-1施工分期洪水频率计算成果表单位：
m³/s
月份
频率
1
2
3
4
5～9
10
11
12
2%
7.4
14.7
10.8
43.7
863
69.3
90.2
19.3
5%
5.64
10.9
8.55
32.5
653
49.1
56.9
12.6
10%
4.36
8.12
6.79
24.2
496
34.9
34.6
8.12
20%
3.15
5.47
5.05
16.3
343
21.8
16.1
4.40
表1.2-2水库坝下70m水位流量关系曲线表单位：
m³/s
水位（m）
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
987.00
2.16
5.81
9.96
14.6
19.7
25.3
31.6
38.4
45.7
988.00
53.5
60.7
67.7
76.1
85.2
94.6
104
115
126
137
989.00
148
160
172
185
198
211
225
239
254
270
990.00
286
303
320
338
357
375
393
414
437
459
991.00
481
503
526
550
574
599
624
651
677
704
992.00
732
759
787
814
842
870
897
925
953
981
993.00
1010
1040
1070
1100
1130
1160
1200
1230
1260
1290
994.00
1330
1360
1390
1430
1460
1.2.2气象
***是赤水河的一级支流，在云南省的岔河林与渭河汇合成为赤水河的干流。
***流域属于亚热带湿润季风气候，具有冬暖夏凉、干湿季分明的特点。
冬春季节降雨量少，夏季降雨大。
根据***气象站的资料分析，库区多年平均气温17.9℃，历年极端最高气温41.9℃，历年极端最低气温-1.2℃，多年相对湿度80%，多年平均风速1.3m/s，多年平均降雨量1183.5mm，多年平均雾日为2天。
1.2.3坝址区工程地质条件
坝址区河道近南北向，河流在海水沟与***汇口下游近90°转弯。
两岸山体近东西向展布，山体雄厚，岸坡陡峻，山顶高程1308.4m，河谷高程968～989m，相对高差近300m，为构造剥蚀的中山地貌。
坝址区河段顺直，河谷走向近南北，河谷狭窄，谷宽32～35m，枯水期水面宽10～15m，水深0.4～0.9m。
坝前河谷较开阔，谷宽50～80m，一级较发育。
峡谷段阶地不发育，两岸地形对称，岸坡山体凸凹相间，凸出地带为砂岩，凹槽部位为页岩，常形成深一般几米至十几米的槽地。
两岸基岩裸露，岸坡陡峻，坡角45°～50°，为“V”型河谷。
坝址区地下水类型为覆盖层中孔隙潜水、基岩裂隙水。
据钻孔揭示，河床覆盖层厚2.95～3.7m，无深切河槽。
覆盖层主要由漂卵砾石夹砂组成，漂卵砾石成分为砂岩、粉砂岩等，次棱角状，分选性差；质地较坚硬，粒径一般20～100mm，最大粒径达400mm；粒径大于100mm的重量百分比占18%；粒径大于60～100mm，含量为25%，20～60mm，含量35%，小于20mm细粒含量为22%，结构松散，据抽水试验，其渗透系数为7.83×10-2cm/s，属强透水层。
坝址区岩体为三叠系上统须家河组厚层状岩屑石英砂岩夹薄层岩屑石英砂岩、薄层页岩、炭质页岩及不规则煤线。
1.3大坝混凝土工程主要工程量
大坝混凝土工程主要工程量
序号
项目名称
单位
数量
备注
一、
大坝混凝土
1
大坝混凝土
m³
101452
1.1
基础垫层常态砼C28-20（W6,F50）
m³
7846
1.2
基础处理常态砼C28-20（W6,F50）
m³
5250
1.3
二级配富胶变态砼C180-20（W6,F100）
m3
6521
1.4
二级配富胶碾压砼C180-20（W6,F50）
m3
19562
1.5
碾压砼C180-20,三级配（W4,F50）
m3
40119
1.6
变态砼C180-20，三级配（W6,F50）
m3
8400
1.7
溢流面C30常态砼（W6,F100）
m3
317
1.8
表孔闸墩C30常态砼（W6,F100）
m3
336
1.9
交通桥C30预制砼（W8,F50）
m3
269
1.10
护坦C25常态砼（W6,F50）
m3
2726
1.11
边坡支护C20喷砼
m3
468
1.12
平洞衬砌C20（W6,F50）
m3
546
1.13
放空洞闸墩及镇墩C20常态砼（W6,F100）
m3
3116
钢筋
t
709
2
压力钢管制造和安装
2.1
放空洞Q235C钢管（δ=14mm,D=1200mm）
t
16
2.1.1
生态基流放水Q235C钢管（δ=8mm,D=600）
t
5
3
钻孔和灌浆工程
2.2
钻帷幕孔
m
2519
2.2.1
坝基帷幕灌浆
t
254
2.2.2
钻固结孔
m
13310
3
坝基固结灌浆
t
958
3.1
坝基排水孔（D150mm）
m
3135
3.2
护坦排水孔
m
2662
3.3
接缝灌浆
m2
2107
3.4
接触灌浆
m2
3157
二、编制依据
2.1主要施工图及文件
⑴*******水库工程施工标段招标文件
⑵水利部四川省水利水电勘测设计研究院大坝相关施工设计图纸
⑶****水库拱坝枢纽平面布置图图号：
倒引（施）7-2-1
⑷****水库拱坝基础处理设计图图号：
倒引（施）7-2-2
⑸****水库拱坝结构上游展开图图号：
倒引（施）7-2-3
⑹****水库拱坝溢流坝段结构剖面图图号：
倒引（施）7-2-4
⑺放空钢管及生态放水孔坝段剖面图图号：
倒引（施）7-2-5
⑻左、右岸非溢流坝段结构横剖面图图号：
倒引（施）7-2-6
⑼导流洞进口闸室布置图：
倒引（施）10-1-4
⑽导流洞进口闸室结构及钢筋图：
倒引（施）10-1-5
⑾四川*******水库工程大坝碾压混凝土施工技术要求
⑿****水库工程施工进度计划（修订）
2.2施工采用规范及标准
⑴《通用硅酸盐水泥》GB175-2007；
⑵《水工混凝土试验规程》SL352—2006；
⑶《水工碾压混凝土施工规范》SL53—1994；
⑷《水工混凝土钢筋施工规范》DL/T5169-2002；
⑸《水电水利工程模板施工规范》DL/T5110—2000；
⑹《混凝土及预制混凝土构件质量控制规程》CECS40:
92；
⑺《水工混凝土施工规范》DL/T5144—2001；
⑻《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2011；
⑼《粉煤灰混凝土应用技术规程》（GBJ146-1990）
⑽《轻骨料混凝土技术规程》：
（JGJ51-2002）
⑾《混凝土用水标准》：
（JGJ63-2006）
三、大坝混凝土施工总体目标
3.1大坝混凝土施工管理目标
根据本工程的特点、大坝混凝土施工蓝图和有关技术规范的要求以及国家和地方的法律、法规，确定本项目的施工目标如下：
㈠工程质量目标
在施工过程中将严格施工质量管理，以建设优质工程为管理总目标；设置质量管理检查机构，配备专职质量检查人员，建立完善的质量三级检查制度，严格按照项目部质量管理体系要求，做好大坝质量管理工作。
质量目标为：
整体工程质量达到优良等级，创建一流工程。
为实现质量目标，制定如下工程质量控制指标：
⑴单元工程合格率100%；
⑵土建工程优良率85%以上；
⑶大坝溢流坝段混凝土浇筑工程优良率90%以上；
⑷金属结构安装工程优良率90%以上。
严格按照合同的规定和监理工程师的指示，对工程使用的材料和工程设备以及工程的所有部位及其安装工艺进行全过程的质量检查，做好详细的质量检查记录，做好全过程的质量控制。
㈡安全管理目标
在项目施工安全保证体系的指导下，在施工中遵守国家、地方政府有关生产安全、劳动保护方面的法律、法规和有关规定及合同文件《技术条款》所规定的责任与要求，确保施工生产安全，在施工过程中，坚持不懈的对员工进行安全教育，强化每一位员工的安全意识，树立“预防为主，安全第一”的思想，创建安全文明工地。
㈢工期控制目标
以施工关键线路为核心，突出重点，统筹兼顾，合理安排施工程序，抓紧工序衔接，采用配套的机械化施工，提高效率，加快进度，协调和组织好碾压混凝土持续、高强度入仓。
施工中从碾压混凝土的生产、运输、碾压施工等环节入手，以保证混凝土生产系统的高效运行、加强施工机械设备、负压溜筒的维护管理，采取切实可行的措施，保证生产、施工等各环节有序进行，确保坝体上升及各节点工期要求的实现。
3.2混凝土施工中存在的重难点
3.2.1常态混凝土施工
⑴常态混凝土施工与碾压混凝土、灌浆、金属结构安装等项目的施工穿插进行，基础垫层混凝土的施工需领先碾压混凝土与灌浆施工，以保证碾压混凝土与灌浆施工的正常进行。
对于坝基垫层混凝土983.0～995.0段及坝肩岸坡985.0～994.0在施工中主要采用PC300反铲配合20t自卸汽车运输入仓，坝肩岸坡基础垫层994.0～104段混凝土浇筑采用溜管进行施工。
⑵混凝土施工主要在2014年全年进行，施工强度大，各部位混凝土要同时施工，混凝土施工设备的布置安装难度很大，同时还需在汛期保证安全运行。
在2014年5月份以前要研究合理组织、加大工序间的紧密联系，争取使大坝混凝土浇筑达到计划要求的高度，为安全度汛创造条件。
⑶根据混凝土施工体型及部位，施工机械布置困难、局限性大。
因此做好设备的合理布局以及相互配合将是本工程施工机械布置的难点。
为满足混凝土浇筑强度要求，设备配备以满足需要为准，必要时增加设备的投入，并确保设备的性能处于安全可靠运行状态，确保汛后各部位混凝土施工同时进行，保证工期。
3.2.2碾压混凝土施工
****水库工程由于大坝两岸边坡陡峻，场地狭小，使施工设备配置难度很大，同时由于大坝体型设计为双曲薄拱坝，仓面狭小，使施工机械设备干扰大，效率不能充分发挥，再加上1004m高程生态放水管、1005m高程生态放水管检修操作廊道、995m高程放空管、997m～1020m高程帷幕灌浆廊道将坝体混凝土浇筑分隔成不连续区域，给碾压混凝土碾压施工带来诸多不便，同时坝体诱导缝及埋件以及大坝坝体内部的埋件安装，交叉作业干扰大。
合理有序的组织各工序间的施工顺序，在左右岸坝肩设置性能可靠的负压溜筒，确保碾压混凝土的垂直运输满足施工需要，随着大坝的升高，溢流面的施工使得碾压混凝土仓面分成左右岸分别碾压施工，仓面更加狭小，仓面设备难以发挥应有的效率。
四、大坝混凝土施工进度计划
4.1混凝土施工工期控制目标
大坝混凝土施工根据调整修订的计划将在2014年3月28日进行大坝垫层常态混凝土的施工，碾压混凝土将在2014年4月25日开始施工，大坝混凝土浇筑施工完工时间为2015年7月25日。
4.2大坝混凝土施工配套临建设施工程工期控制目标
⑴2013年8月29日已完成混凝土拌合系统的安装调试及运行，具备混凝土生产条件。
⑵2013年8月29日已完成筛分系统的安装调试及运行，具备骨料生产条件。
4.3主体工程分项工期控制目标
⑴2014年3月28日开始大坝垫层常态混凝土浇筑。
⑵2014年3月10日～2014年4月30日完成护坦混凝土施工。
⑶2014年4月5日进行挡水坝基础固结灌浆，2014年9月19日完成大坝基础固结灌浆。
⑷2014年5月13日～2014年5月31日大坝碾压混凝土浇筑至994.0高程。
⑸2014年6月1日～2014年9月30日为汛期，期间考虑气温高及洪水影响，大坝碾压混凝土暂停施工。
⑹2014年10月9日～2015年2月13日完成挡水坝碾压混凝土完成大坝碾压混凝土至1043.0m高程。
⑺2014年11月8日～2015年1月6日完成1026m以下挡水坝帷幕灌浆。
⑻2015年3月15日～2015年5月14日完成1026m～1043m以下挡水坝帷幕灌浆。
⑼2015年7月25日前完成挡水坝1043m以下接缝灌浆。
具体施工进度计划详见《挡水坝工程施工进度计划横道图》
五、施工总平面布置
5.1、施工道路布置
根据坝址附近地形条件和坝基开挖施工道路情况，并结合碾压混凝土快速施工特点的要求及大坝常态混凝土的施工要求相结合，****水库工程大坝混凝土计划分三个阶段布置，主要分为：
①基础常态混凝土采用自卸车水平运输，PC300反铲直接入仓的方式进行浇筑；②两侧坝肩常态基础混凝土采用在坝肩设置溜管，直接入仓的方式；③碾压混凝土984m至997m采用自卸车直接入仓的方式进行施工；④997m至1020m采用左右坝肩负压溜筒，仓内20T自卸车运输的方式施工，对局部自卸车不能到的部位采取溜筒及8T吊相结合的方式入仓；⑤1020至1026高程碾压混凝土施工主要采用左右两岸布置负压溜槽，仓内布置2辆自卸车运输的方式进行施工（考虑到1026以上仓面逐步狭窄，机械设备难以正常运转，建议将碾压混凝土变为常态混凝土，采用溜槽辅助反铲直接入仓的方式施工）；⑥1026以上混凝采用负压溜槽配仓内自卸车运输的方式施工；⑦溢流面常态混凝土、排水洞及导流洞施工支洞封堵采用混凝土泵送入仓，放空洞闸室常态混凝土随同挡水坝混凝土同步上升，浇筑方法，采用搭设脚手架管便桥，人工手推车上料，护栏等局部常态混凝土采用人工手推车直接上料施工。
⑴997高程以下混凝土施工道路布置
第一条施工道路布置：
997m高程以下大坝常态混凝土及护坦混凝土施工主要采用自卸车运输，反铲直接入仓，997m高程以下碾压混凝土施工主要采用自卸车运输直接进入仓内。
997m高程以下混凝土施工道路在护坦混凝土施工完成后，拟在完成护坦上填渣形成入仓施工道路。
⑵997至1020高程混凝土施工布置三条施工道路
第一条施工道路布置：
大坝997m高程直接入仓通道，改为后期材料进场通道，材料统一运至挡水坝下游侧，8T吊直接吊入使用仓号。
第二条施工道路布置：
第二条施工道路布置在左岸通乡路，自卸车从拌合站水平运输至坝肩，负压溜筒输送至仓内自卸车。
第三条施工道路布置：
第三条施工道路布置在右岸通乡路，自卸车从拌合站水平运输至坝肩，负压溜筒输送至仓内自卸车。
⑶1020高程以上施工布置分三条施工道路布置
第一条施工道路布置：
第一条施工道路布置在左岸通乡路，自卸车从拌合站水平运输至坝肩，负压溜筒输送至仓内自卸车。
第二条施工道路布置：
第二条施工道路布置在右岸通乡路，自卸车从拌合站水平运输至坝肩，负压溜筒输送至仓内自卸车。
第三条施工道路布置：
从下游石渣路至坝后，做为坝体材料通道。
5.2、施工供水、供电、供风
施工用电主要为冲毛机、混凝土振捣棒、施工照明、电焊机、灌浆设备、基坑抽水设备、排水设备、混凝土泵以及塔机等。
混凝土施工用电主要由布置在左岸630KVA变压器通过电缆接引至大坝左右岸施工面的配电盘上，再有配电盘分别接引至施工用电部位的配电盘上。
混凝土拌合系统及骨料筛分系统等的施工用电由布置在筛分拌合场的800KVA变压器及500KVA变压器供电。
施工用水主要为仓号冲洗、直接入仓车辆清洗、冲毛、养护及大坝冷却以及灌浆等施工用水，采用泵直接从***抽取至左右岸水池，然后采用软管分别接至各施工作业面内。
直接入仓车辆冲洗平台分开布置在靠左岸基坑护坦上，在距离大坝施工仓面入口处40m左右布置，冲洗平台至仓号入口处的道路采用石渣铺筑，并根据仓号的升高逐渐加高，满足混凝土运输车辆的通行要求。
洗车平台处人工高压水进行冲洗，确保车辆冲洗干净后入仓。
施工供风主要为大坝坝肩基础固结灌浆、帷幕灌浆、坝基止浆体接触灌浆及灌浆孔的施工用风、高压风灌浆管道冲洗等，拟从现有基坑及左右岸供风系统接入使用，不易接入的部位配置一台移动式电动空压机满足施工供风需要。
5.3、主要混凝土施工设备布置
根据坝体的实际地形及仓内的实际情况，施工设备布置拟分前期布置及后期布置。
前期布置为997m以下混凝土浇筑设备布置，后期为997m至1043高程混凝土浇筑设备布置。
施工前期坝区主要混凝土为坝体997m以下碾压混凝土及护坦、放空闸常态混凝土，护坦混凝土可直接利用开挖道路作为混凝土运输道路，入仓方式主要为反铲入仓；997m以下坝体及放空闸混凝土主要利用布置在护坦上部的石渣路作为混凝土运输通道，该道路随坝体高程的升高而升高；仓内布置一台20T自卸车进行仓内混凝土水平运输，另外在仓内布置2台8T汽车吊进行施工材料的吊运。
后期设备主要拟在左右岸坝肩位置各布置一条混凝土负压溜筒输送碾压混凝土，同时在坝体下游护坦中心线上布置一座C7050塔机作为997m以上坝体及放空闸材料、设备调运及部分混凝土入仓的设备。
碾压混凝土主要采用直接入仓及负压溜筒入仓。
在仓号内由自卸汽车拉运卸料、摊铺的方式进行混凝土浇筑施工，局部采用C7050塔机吊罐补充卸料。
碾压混凝土设备分三期布置，前期997m以下采用自卸车直接入仓；中期997m至1026m高程，采用负压溜筒装仓内10T自卸车入仓；后期（建议将1026m至1043m高程混凝土改为常态砼）1026m至1043m采用负压溜筒配合20T自卸车入仓。
碾压混凝土机械设备根据施工强度进行配置。
配置6台20t自卸车、布置1台三一STR130E双钢轮振动碾及2台LB-15振动碾，1台SD13S平板式履带平仓机。
检测采用核子密度仪。
仓内模板设备吊装配置2台8t仓面吊。
5.4、制浆站布置
大坝混凝土施工将布置2座制浆站专门用于大坝碾压混凝土施工时的变态混凝土制浆。
考虑到大坝仓面狭小，拟将制浆站在左右岸1043m高程各布置一个，水泥粉煤灰净浆由专用管路输送至仓面。
制浆站的布置能同时满足大坝基础固结灌浆及接触灌浆的制浆需要。
5.5、施工照明布置、基坑排水布置
施工中按照大坝、混凝土拌和系统、辅助施工厂区分别布设照明设施，拟在各作业区各布置一盏3KW的高亮度镝灯，其余在施工仓号布设1KW碘钨灯照明，待塔机安装好后在塔机机架上下方向上各布设一盏2KW的高亮度镝灯满足大坝塔机施工照明需要。
基坑排水拟在大坝坝基上下游面各设置一个集水坑进行大坝混凝泥的施工期排水，下游基坑集水坑根据大坝及护坦浇筑情况适当布置，布置在坝后进行基坑的积水抽排工作，根据渗水量的大小，在上游面布置1台4寸、扬程80米、100m³/h的离心泵，及1台4寸、扬程10米、100m³/h潜水泵，靠近上游围堰下游面集水坑内布置一台100m³/h离心泵，下游面布置1台4寸、扬程50米、100m³/h的离心泵及1台4寸、扬程10米、100m³/h潜水泵排水，仓内布置5台1寸、扬程20米、20m³/h污水泵进行排水，以满足基坑干地施工的需要。
5.6、现场施工通讯
大坝施工现场主要通讯采用20部对讲机并结合移动电话，满足前方生产与各施工队及相关部门的工作联系，确保施工现场通讯畅通。
5.7、混凝土生产系统布置
混凝土生产系统及筛分系统布置在海水沟左侧距大坝500米左右的一块平地上，占地面积约6500m2。
成品骨料采用装载机运至混凝土生产系统系统骨料储料仓，再有储料仓输送到拌合楼配料罐。
混凝土的运输采用4辆20t自卸车和3辆7m³混凝土搅拌车运输。
混凝土生产系统设置的生产设施有：
一座HZS180-1Q3000强制式搅拌站，1座300t级粉煤灰储料罐、1座500t级水泥储料罐、1座骨料储存仓及2套计量称量系统、1套骨料储料配料罐、空压机房、外加剂间、试验室、值班室、办公室、废水处理系统等。
5.8、主要临建设施布置
大坝混凝土施工配套临建附属施工厂区主要设置4个，分别为混凝土预制场、机械设备停放及修配厂、综合钢筋加工厂及物资仓库。
综合钢筋加工厂及物资仓库布置在筛分场旁侧，混凝土预制场、机械设备停放及修配厂拟在1043m高程后边湾子移民点的一处空地上。
六、大坝混凝土施工
大坝混凝土主要包括常态混凝土和变态混凝土，常态混凝土施工主要有：
坝基垫层、放空洞闸室、坝顶结构、闸门二期混凝土回填、溢流面、护坦、排水洞、灌浆廊道常态混凝土施工；碾压混凝土主要为大坝主体结构混凝土984.0m至1043.0m高程。
坝体常态混凝土施工与碾压混凝土、灌浆、金属结构安装等项目的施工穿插进行，常态混凝土施工紧随大坝碾压混凝土分层进行。
6.1、大坝常态混凝土浇筑施工
大坝常态混凝土施工主要有：
坝基垫层、放空洞闸室、坝顶结构、闸门二期混凝土、溢流面、护坦、排水洞、灌浆廊道、导流洞封堵等常态混凝土施工。
在大坝坝基开挖到983m高程后，根据设计要求对大坝基础岩面进行必要的清理，清理主要采用反铲配合人工进行，首先由反铲挖出松动的、堆积较多的虚渣，然后采用人工撬挖，主要采用铁锨、钢钎进行清理，边清理边采用高压风、配合冲毛机进行冲洗，清除的虚渣装入汽车拉到指定的渣场堆放，清除对象主要为虚渣、岩隙浅层夹泥状物质及岩面泥土，撬挖松动岩石，敲除岩石陡坎尖角、薄片体。
清除破碎和松动岩块以及不符合质量要求的岩体。
清除完成后及时组织相关各方进行验收，合格后进行垫层混凝土的施工。
6.1.1、常态混凝土浇筑施工工艺流程
常态混凝土浇筑施工工艺流程见下图。
6.1.2大坝常态混凝土施工方法
大坝常态混凝土由布置在海水沟左侧的混凝土拌合系统进行拌制，混凝土运输采用20t自卸汽车和7m³混凝土罐车，入仓根据施工部位的不同分别采8T吊、混凝土泵、反铲入仓及人工手推车配合方式入仓，混
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