大坝填筑工程施工方案secret.docx
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大坝填筑工程施工方案secret
大坝填筑工程
1工程简述
1.1工程特性
本工程混凝土面板堆石坝坝顶高程735.20m，趾板最低高程641.00m，最大坝高94.2m。
坝顶长260.87m，坝顶宽10m，坝顶上游侧设1.2m高混凝土防浪墙，墙顶高程736.40m。
大坝上游坝坡1：
1.4，高程6700以下为堆石盖重体，压重区顶宽8m，面板与堆石盖重区之间设粉煤灰夹细砂土铺盖，堆石压重保护边坡为1:
2.5；下游坝坡1:
1.5共设三级马道，马道高程分别是705.20m、675.20m和652m，马道宽度均为5.0m。
下游坝坡面采用干砌块石护坡，使坝体具有良好的外观。
1.2主要工程量
大坝总填筑量为214.86万m3，其中垫层料5.62万m3、过渡料12.6万m3、主堆石料及下游排水堆石料132万m3、次堆石料54.5万m3、上游铺盖料6462m3、上游盖重料6.56万m3、下游干砌块石护坡2.35万m3、M5碾压砂浆258m3。
具体工程量详见表9-1。
大坝填筑工程主要工程量表
表9-1
序号
工程项目
单位
工程量
备注
1
垫层料2A
m3
52746
半透水填料，要求对堵缝料有反滤保护作用，具有低压缩性，高抗剪强度，铺填不易分离，坡面平整。
2
特殊垫层料2B
m3
3524
垫层料的最大粒径为80mm。
小于5mm颗粒含量30～40%
3
过渡料3A
m3
125878
为非塑性的、碾压后级配良好的细堆石料，颗粒坚硬和耐久，不含粘土和有机物。
过渡料物理指标要求与垫层料相似，即具有低压缩性、高抗剪强度，对垫层料起渗流保护和排水作用。
4
主堆石料3B
m3
995620
堆石料碾压后应级配良好，级配范围应符合施工图示要求。
堆石区经碾压后，应能自由排水。
主堆石料最大粒径均不超过800mm，小于5mm的颗粒含量主堆石料5%～15%。
5
次堆石料3C
m3
545252
次堆石料同上。
6
排水带3D
m3
324196
排水带料最大粒径均不超过800mm，小于5mm的颗粒含量为5%～15%。
该料置于过渡区与主堆石之间，以及主堆石和次堆石区底高程652.00m以下，也是面板的主要支撑体，要求压缩模量高，抗剪强度大，同时兼有排水作用，采用新鲜砂岩。
7
粉煤灰铺盖料1A
m3
6462
新鲜的砂岩掺和一定的粉煤灰按经批准的碾压参数进行施工碾压。
8
上游盖重料1B
m3
65644
无密度控制要求，无需取样进行质量控制试验，但应按经批准的碾压参数进行施工碾压。
9
下游干砌块石护坡
m3
23494
坝体下游护坡的厚度1m，块石最大粒径不宜小于80cm。
10
M5碾压砂浆
m3
258
一级配干硬性混凝土，抗压强度5MPa
2料源及坝体填筑料规划
2.1料源
根据招标文件及现场实际情况，本工程大坝填筑各区料源从以下几个地方获得。
坝体从上游向下游依次分为垫层区（2A）、过渡区（3A）、排水带区（3D）、主堆石区（3B）、下游次堆石区（3C），在周边缝下设特殊垫层区2B。
在面板上游面下部设上游铺盖区1A及盖重区1B。
垫层料（2A）采用付家碥砂石加工系统加工后轧制而成，水平宽度取为3m，上下等宽布置。
在垫层料与主堆石料间设过渡料区（3A），过渡料区料源用付家碥砂石加工系统加工后采用，过渡区水平宽度5m。
主堆石区（3B）料源主要为付家碥料场开采的弱风化和新鲜砂岩。
下游堆石料分为两个区：
3D区料源为付家碥料场开采的新鲜砂岩，上部（高程652.00m以上）的次堆石区（3C）主要采用付家碥料场开采的砂岩。
面板上游的坝前覆盖料区由堵缝材料和保护料组成，盖重料区（1B）主要采用坝体开挖储存料回采。
混凝土成品骨料主要在岳家坝砂砾石料场开采，不足部分自行购买获得，本工程大坝填筑料源来源规划见下表9-2。
大坝填筑料源规划表
表9-2
料物来源
土石方总量
地质可用料
挖运损耗
转存回采损耗
坝面损耗
施工可用料（堆存位置或直接上坝）
折方系数
填筑方
（Ⅱ、Ⅲ类围岩）
3B、3C
2A、
3A
山体开挖
坝基开挖
24.1
7.11
0.1
0.15
0.05
5.47（堆存3#渣场）
1.2
6.56
料物
来源
土石方总量
地质可用料
挖运损耗
转存回采损耗
坝面损耗
施工可用料
折方系数
填筑方
弱风化料
弱风化料
（堆存位置或直接上坝）
2A、2B、3B、3C、3D
付家碥料场（含加工料）
257.10
（含扩大开采及损耗）
0.1
0.15
0.05
172.27（含加工料）
1.2.
206.72
3坝体填筑土石方平衡
3.1平衡原则
⑴根据本工程坝料开采、料源布置的特点综合平衡和充分利用；
⑵充分合理地利用本工程建筑物开挖有用料，根据建筑物开挖料和存料场回采料的料种与品质，安排采、供、弃规划。
根据开挖和填筑施工进度，最大限度使可利用开挖料上坝，以减少有用料转存数量；
⑶本着优料优用，劣料劣用，保证工程质量，便于管理，便于施工的原则；
⑷充分考虑挖填进度要求，物料储存条件，且留有余地，妥善安排弃料，做到保护环境；
⑸充分考虑各堆料场的运距、容量及其它标段可利用上坝料等因素，安排各堆料场的储料和转运，加强堆料场的管理和保护措施，提高料场的回采率；
⑹根据上坝道路布置的特点，充分利用距坝体较近堆料场的容量，以减少成本，提高上坝的强度。
3.2土石方平衡
根据招标文件，本工程大坝填筑料源除部分料源由渣场回采上坝外，其余主要由付家碥料场开采加工上坝。
本合同工程渣料流向详见表9-3。
本合同工程渣料流向表
表9-3
项目
开挖量（万m3）
有用料流向（万m3）
无用料流向（万m3）
总量
可用量
3#存渣场
直接上坝
直接上堰
1#弃渣场
2#弃渣场
5#弃渣场
6#号渣场
坝体开挖
8.86
8.86
溢洪洞开挖
3.78
3.78
灌浆平洞
0.25
0.25
补气洞开挖
0.1
0.1
取水洞开挖
6.94
6.94
付家碥料场
257.10
220.8
12.23
172.27
36.30
本工程大坝坝体填筑物料平衡见图《大坝填筑土石方平衡示意图》（图号：
SJ-TB-BYT/SN-CⅡ-09-01）。
4坝料制备
4.1坝料开采（回采）
根据招标文件的要求，坝体填筑所需的各类堆石料考虑付家碥石料场开采料、付家碥砂石系统加工料及坝体开挖回采料。
同时根据坝体施工总进度安排，2011年12月开始大坝填筑。
因此，在2011年11月底前需完成料场区施工道路的规划布置、无用料及覆盖物的剥除及坝料碾压试验工作，并具备合格坝料大规模回采的施工条件。
㈠施工布置
⑴施工用水
施工用水为料场降尘用水，只需2辆8t洒水车即可。
⑵施工用电
施工用电主要为工作面照明设施（4盏3.5kw镝灯）用电，用电量不大，利用工区的就近变压器接引配电盘至工作面附近供电即可。
⑶施工道路布置
本工程各倒渣场为各标段开挖料直接堆存而成，在堆存期间已形成施工道路，坝料回采料施工时无需专门修筑施工道路，直接利用坝料堆存期间的施工道路进行坝料回采即可。
付家碥料场加工开采的填筑料，通过已形成的开挖路及临时修建的便道进行填筑，具体见7.1。
㈡施工方法
坝料开采主要采用反铲或装载机装车，自卸汽车拉运至各个填筑用料部位。
5坝体填筑碾压试验
根据招标文件要求，坝体填筑工程开工前，承包人应根据发包人的指示和施工图纸所示的坝体材料，选取有代表性的料物进行现场生产性试验，以确定满足有关设计技术指标、各种施工参数的施工方法和有关质量控制技术要求。
在试验开始前14~21天内应提出一份与实际施工条件相仿的试验计划递交给发包人和监理人。
试验计划经批准后，在发包人和监理人的参与下进行现场生产性试验，试验成果报告应报送监理人。
5.1碾压试验的目的及内容
通过碾压试验，确定最佳的碾压施工参数（铺料厚度、碾压遍数、行车速度、无粘性土和堆石的加水量等）和机械参数（碾压设备型号选定）。
以便施工质量控制，确定检验方法。
其试验内容如下：
⑴核实坝料设计填筑标准的合理性，并向设计提供各填筑料的物理、力学、渗透性质指标等各种参数。
⑵确定各种填筑料达到设计填筑标准的填筑方法（包括碾压设备类型、机械参数、施工参数等）。
⑶确定经济合理的铺层厚度、碾压遍数、加水量等施工压实参数。
⑷对大坝的主要填筑料进行碾压试验，对垫层料（2A）、过渡料（3A）、主堆石料区（3B）、次堆石料区（3C）、下游排水堆石料区（3D）碾压前后的填筑料级配进行对比分析。
5.2试验场地选择、试验设计及施工控制指标
㈠碾压实验场地选择
根据招标文件要求，结合现场实际情况，选取有代表性的料物进行现场生产性试验，试验场地拟选在主坝下游或各个存渣场，碾压试验的场地应经监理人批准。
每一试验单元面积不小于10m×15m。
试验前应检测振动碾的工作特性参数，包括振动频率、振幅等。
试验场地经平整处理，并经振动碾振动压实，使基础的沉降每碾压一遍不超过1mm，表面不平整度不超过10cm；场地面积除满足试验单元面积外，还应留有错车、转向要求的宽度。
㈡碾压试验施工控制指标
碾压试验应对不同填筑材料的铺料厚度、碾压遍数、行车速度和加水量进行试验。
测定压实前后的级配、每种铺料厚度在碾压4、6、8和10遍时的沉降及6、8和10遍时的干密度；并测定达到设计要求干密度下的垫层料、过渡料和堆石料的渗透系数。
碾压试验施工控制指标见表9-4。
碾压试验施工控制指标统计表
表9-4
料区
铺料厚度（cm）
碾压遍数
加水量（%）
碾压机具
垫层料（2A）
30、40、50
4、6、8、10
6、10、15
18t自行式平面振动碾
特殊垫层料
20、30
4、6、8、10
6、10、15
18t自行式平面振动碾
过渡料（3A）
30、40、50
4、6、8、10
8、10、15
18t自行式平面振动碾
主堆石料（3B）
60、80、100
4、6、8、10
15、20、25
25t拖式平面振动碾
次堆石料（3C）
60、80、100
4、6、8、10
15、20、25
25t拖式平面振动碾
下游排水堆石料区（3D）
60、80、100
4、6、8、10
15、20、25
25t拖式平面振动碾
5.3碾压实验
碾压实验前，用推土机及振动碾将试验场地范围内进行平整及压实，并在场地外埋设混凝土临时水准基点，以便在试验过程中，测量铺料碾压前后厚度，计算沉陷量。
⑴填料运输：
垫层料（2A）及特殊垫层料由3.0m3装载机装、配20t自卸汽车运输；其他石渣料采用1.6m3反铲装车、配20t自卸汽车运输，所有渣料采用后退法卸料至指定试验区域。
⑵每一试验单元面积不小于10m×15m。
⑶石渣料摊铺：
石渣料摊铺采用推土机摊铺至平整。
⑷石渣料碾压：
碾压采用进退错距法，碾压搭接不小于20cm，其振动碾行走速度不大于2km/h，且在振动碾压前，首先静压2遍，以便后续振动碾压时，机械便于行走。
在碾压过程中，每碾压两遍，加水一次，其加水量由水表控制，并测量沉陷量、干密度、孔隙率及含水量等，直至试验参数组合全部完成。
试验成果整理：
根据现场碾压试验所测数据，进行试验成果整理，求得最佳施工参数（铺料厚度、加水量、碾压遍数、干密度）及机具组合，并书写试验报告，以指导坝体填筑施工。
5.4混凝土挤压墙试验
㈠挤压墙试验的目的及内容
通过试验，确定最佳的挤压墙施工参数（挤压墙配合比和挤压机施工参数），以便施工质量控制，确定检验方法。
其试验内容如下：
⑴挤压墙混凝土的配合比设计，使其满足设计要求，使成型后的挤压墙性能与垫层料基本一致。
⑵分析、优化挤压机的性能。
⑶确定挤压机的行走速度，以满足坝体填筑强度要求。
㈡挤压墙试验场地选择、试验设计及施工控制指标
⑴挤压墙试验场地选择：
挤压墙试验与坝体填筑碾压试验同时进行，试验场地与坝体填筑碾压试验场地相同。
⑵挤压墙混凝土初选配合比见表9-5。
㈢挤压墙试验
⑴用水准仪控制试验场地平整度，平整度控制在±5㎝以内。
整平碾压后布置方格网及取样点，取样点安放钢板并测量其高程。
用白灰线洒出挤压机行走线路。
⑵挤压机就位后安放挤压边墙三角形端头挡板并固定。
大坝挤压墙混凝土初选配合比
表9-5
水泥
标号
水灰比
砂率
（%）
每方混凝土中各材料用量（㎏/m3）
密度
（㎏/m3）
水泥
水
砂
小石
速凝剂
P.O32.5
1.31
31
80
105
651
1449
4%
2285
备注
该配合比均为干硬性混凝土，砂石料均为饱和面干状态。
⑶6m3混凝土搅拌车运输混凝土到试验现场，混凝土搅拌车采用后退法卸料，现场掺加速凝剂。
⑷分别试验三种挤压机行走速度，确定合理参数，以满足坝体填筑强度要求。
⑸挤压边墙成型2小时后，用20t自卸车拉运垫层料，采用后退法卸料。
⑹用TY220推土机摊铺，靠边墙人工整平，防止粗料集中。
6坝体填筑分期、分区
坝体自上游至下游依次为弃渣压重区（1B区）、粘土铺盖区（1A区）、垫层区（2A区）、过渡区（3A区）、主堆石区（3B区）、次堆石区（3C区）、大块石护坡。
同时，根据招标文件要求，2012年4月27日前坝体形成临时挡水断面，上游顶高程693.00m，平台宽30m，下游侧须填筑至高程662.00m，以满足防洪度汛需要，大坝填筑分期进行，以满足施工及度汛需要。
坝体填筑分区、分期见《大坝填筑分区、分期示意图》（图号：
SJ-TB-BYT/SN-CⅡ-09-02）。
坝体填筑时按平行于坝轴线分为准备区（调节区）、铺料区、碾压区、试验取样区，施工时根据分区情况进行流水施工。
分区长度根据碾压设备最有效施工长度确定，控制在100m～200m左右。
⑴高程657.47m以下填筑分区施工
高程657.47m以下河床宽度小于100m，场地狭小，采用平行于坝轴线方向分区填筑，每区长度顺河流方向为100m左右，每区面积在100×50m2～100×150m2之间。
由于场地狭窄，铺料时采用“进占法”和“倒退法”相结合，并在各区交替作业时，在作业面形成临时道路，保证碾压和坝料运输互不干扰。
同时采用推土机和反铲配合，保证施工道路畅通。
⑵高程657.47m以上填筑分区施工
高程657.47m以上工作面场面开阔，可按各坝料分界线确定分区。
为保证准备、铺料、碾压、取样各区在作业当中互不影响，采用“进占法”与“倒退法”相结合的方式进行上料，并在作业面留有临时施工道路以确保施工顺利进行。
7坝体填筑施工布置
7.1施工道路布置
㈠发包人提供道路
根据招标文件，本合同可利用于土石方填筑渣料运输的主要施工道路详见表9-6。
发包人提供道路表
表9-6
序号
公路名称
公路起止位置
公路长度
（km）
路面宽度
（m）
路面
结构
备注
1
左坝肩乡村公路
坝址至峰城乡
10
4~5
碎石
㈡新建道路
根据招标文件，要求修建新的施工道路满足施工需求。
新建施工道路详见
9-7。
表9-7
序号
公路名称
公路起止位置
公路长度
（km）
路面宽度
（m）
路面
结构
备注
1
右岸至凤林新建公路
坝顶至凤林方向
0.5
8
混凝土
2
左岸至峰城新建公路
坝顶至峰城方向
0.5
8
混凝土
㈢新建临时道路
根据地形地质条件、料场选择、枢纽建筑物布置以及填筑分区规划，本工程上坝道路采用岸坡式和坝后“之”字路相结合的布置方式，充分利用场内左、右岸已建公路，结合大坝开挖道路和下基坑道路，修筑坝后“之”字路进入大坝各期填筑面。
坝体填筑根据分期填筑共布置4条上坝填筑施工道路。
坝体填筑道路特性见下表9-8。
坝体填筑施工道路特性表
表9-8
序号
道路编号
路长（m）
起止点高程（m）
最大纵坡（%）
路面宽度（m）
路面结构
备注
1
TL-1
260
660.00～650.00
10
7.5
碎石
大坝Ⅰ期填筑
2
TL-2
210
670.00～685.00
11
7.5
碎石
大坝Ⅰ期填筑
3
TL-3
580
701.00～664.00
2
7.5
碎石
大坝Ⅱ期填筑
4
TL-4
440
715.00～705.00
4
7.5
碎石
大坝Ⅱ、Ⅲ期填筑
坝体填筑施工道路布置详见图《大坝填筑施工道路平面布置图》（图号：
SJ-TB-BYT/SN-CⅡ-09-03）。
7.2施工用水、电及照明布置
㈠供水：
主要为坝体填筑碾压洒水，采用2辆8t洒水车洒水。
㈡供电：
由总平面布置供电点接引使用。
㈢施工照明：
为满足坝体填筑夜间施工的需要，在左右岸上下游坝肩根据填筑高程布置自制灯塔集中照明，每个灯塔根据照明需要可设置3.5kW的镝灯等照明灯具。
8坝体填筑施工进度计划安排
8.1坝体填筑控制节点工期
根据本工程的施工特点和招标文件对节点工期要求，坝体填筑分三期填筑，坝体填筑各期控制节点工期要求见表9-9。
坝体填筑节点工期要求
表9-9
序号
分期
填筑高程
完工工期
1
Ⅰ
坝体临时断面填筑至693.00m
2012年04月30日
2
Ⅱ
坝体全断面填筑至705.00m
2012年08月05日
3
Ⅲ
坝体全断面填筑至735.20m
2013年04月27日
8.2坝体分期填筑进度及强度分析
㈠坝体分期填筑进度
根据主坝填筑施工特点和控制工期要求，安排主坝各期填筑施工进度计划，主坝坝体各期填筑施工进度安排见《主坝填筑分区、分期示意图》（图号：
SJ-TB-BYT/SN-CⅡ-08-02）及表9-10。
大坝分期填筑进度表
表9-10
序号
分期
施工时段（年.月.日）
工程量
（万m3）
工期（月）
平均填筑强度（万m3/月）
备注
1
Ⅰ期
2011.12.10～2012.04.30
88.04
4.5
156
2
Ⅱ期
2012.04.30～2012.08.05
82.31
3.3
24.94
3
Ⅲ期
2012.08.06～2013.04.27
41.58
9
4.62
㈡坝体分期填筑强度分析
由表9-10知坝体填筑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期月平均强度分别为156万m3、24.94万m3、4.62万m3。
高峰时段发生在Ⅱ期，总填筑量约82.31万m3，持续时间近4个月，最高月强度27.79万m3/月（填筑方）。
现就坝体填筑强度分析如下：
⑴根据坝面作业机械设备能力计算
坝面主要作业机械包括自卸汽车、推土机、振动碾等，主要控制机械为碾压设备，按能够满足工作面尺寸要求的振动碾数量及生产能力进行分析，堆石料、垫层料、过渡料采用18t～25t光面振动碾进行碾压，根据我公司在公伯峡、积石峡等土石坝填筑施工经验和统计资料，18t～25t光面振动碾生产率2500～3500m3/台班计，相当于15～21万m3/月（按每日2班计），平均取18万m3/月。
根据本工程采用的自卸汽车、碾压设备类型，确定工作段最小宽度30m，最小长度50m～80m。
坝面作业强度分析详见表9-11。
坝面作业强度分析表
表9-11
高程（m）
项目
垫层料
过渡料
堆石料
合计
备注
I期
641.00～693.00防汛断面
面积（m2）
198～519
330～865
5190～25575
5718～27478
宽度（m）
3
5
30～298.2
长度（m）
66～173
66～173
66～173
可布置振动碾数量
（台）
1
与垫层料
共用
1～2
2～3
设备能力（万m3/月）
30～51
坝面需求填筑最高强度
（万m3/月）
163万方
II期
662.00～705.00主坝坝体
面积（m2）
330～594
550～990
12364～23710
13244～25294
宽度（m）
3
5
30～112.4
长度（m）
110～198
110～198
110～198
可布置振动碾数量
（台）
3
设备能力（万m3/月）
51
坝面填筑最高强度
（万m3/月）
27.79万方
III期
705.00～735.20
面积（m2）
594～782.6
990～1304.4
2608.7～20196
4192.7～22283
宽度（m）
3
5
10～102
长度（m）
198～260.87
198～260.87
198～260.87
可布置振动碾数量
（台）
1
与垫层料
共用
1
1
设备能力（万m3/月）
15
坝面填筑最高强度
（万m3/月）
4.91万方
备注：
表中坝面填筑强度系指各期要求的平均填筑强度。
通过上表分析，坝面碾压作业能够满足各期填筑强度要求，高峰期填筑强度也能满足要求。
⑵按平均上升层数分析
根据根据我公司在公伯峡、积石峡等土石坝填筑施工经验和统计资料，坝体填筑上升速度一般可达每天1～2层。
本工程上升高峰时段大坝堆石料每天上升一层，垫层料和过渡料每天上升两层，故现阶段确定的日上升层数是可行的。
⑶按运输强度分析
坝体填筑施工道路采用往复式布置，坝外主干道采用双车道碎石路面，路面宽度7.5m。
高峰时段平均强度约27.79万m3/月，堆石和过渡料、垫层料均采用20t自卸汽车拉运，施工道路运输能力可以满足高峰时段上坝运输的要求。
9坝体填筑施工程序和原则
1施工程序
为确保实现坝体填筑各阶段和月最大填筑强度目标，特别是大坝Ⅰ期坝体堆石填筑工期紧、强度大，应采取合理施工分区，形成流水作业工作面，减少施工干扰；配置足够的碾压设备，以满足进度要求。
首先根据坝面面积大小、坝体分期分区分段条件，将坝面分成若干个单元，在各单元依次完成填筑的各道工序，使各单元上所有工序能够连续流水作业，各单元之间做鲜明的标志，以避免超压或漏压。
⑴基面处理：
作业内容包括坝基及岸坡，以利坝体与基础之间的结合。
⑵测量放样：
基面处理合格后，按设计要求测量确定各填筑区的交界线，撒石灰线进行标识，坡面外边线可用木桩吊线控制，两岸边坡上标写高程和桩号；其中过渡料、主堆石及次堆石交界线，每层上升均应进行测量放线。
⑶运输卸料：
根据文件要求、填筑料场的分布及各种汽车的不同性能，坝体填筑料运输主要采用20t自卸汽车运输，特殊垫层和垫层采用后退法卸料，过渡料、主、次堆石区料主要采用进占法卸料，根据现场情况也可采用后退法或二者结合卸料
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