粘土心墙土施工方案.docx
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粘土心墙土施工方案
第11章堆石坝填筑工程
11.1施工概述
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H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H区，
1319.50m~1380.00m高程为堆石料I区，1380.00m高程以上为堆石料H
（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。
坝体填筑总量为1127.57万m3,施工主要工程量见表11.1-2
表11.1-2坝体填筑工程量
序号
项目
单位
工程量
备注
1
砾质土心墙料
m3
1764312
2
接触粘土
m3
66295
3
堆石料
m3
7192650
4
反滤料
m3
850586
5
过渡料
m3
1294327
6
干砌块石护坡
m3
55004
7
浆砌块石护坡
m3
52493
合计
m3
11.2施工总程序安排
11.2.1施工总程序安排说明
1、施工进场后抓紧修筑施工道路；
2、截流后抓紧开挖河床部位坝基。
坝轴线上游80.0m范围及下游坝基开挖尽快结束，率先填筑上游I区堆石料、下游H区堆石料，心墙区域的垫层混凝土、防渗帷幕继续施工；
3、料场开采道路形成后即开始进行料场开采，并进行坝料碾压的现场生产性试验。
4、大坝填筑与导流度汛、溢洪道开挖综合考虑，使填筑施工连续进行，坝体分期施工，共分五期填筑。
5、坝前和坝后弃渣与坝体填筑保持平起上升。
11.2.2施工总程序框图
1、砾质土心墙堆石坝施工程序框图
砾质土心墙堆石坝整体施工程序框图
2、大坝填筑程序框图
坝体填筑施工程序框图
施工准备
11.3坝体填筑石料技术要求t
根据招标文件，各分区填筑料源见表及河床坝基开挖结束
反滤料I
反滤料n
坝体丹期填筑料场开采加工料
（EL.1360.0^^堑石料场开采加工料
°.15mm~°.7mm,小于。
.［罟的含量不超过程结束。
11.3.4反滤料n的技
级配连续，最大粒径80mm,D60特征粒径26mm~48mm,D15特征粒径4.6mm~10.2mm,小于2mm的含量不超过10%。
11.3.5过渡料
级配连续，最大粒径300mm,小于5mm的含量不超过20%,小于0.075mm的含量不超过5%0
11.3.6I区堆石料的技术要求
级配连续，最大粒径800mm，小于5mm的含量不超过20%，小于0.075mm的含量不超过5%,利用本工程溢洪道开挖可用料
11.3.7H区堆石料的技术要求
级配连续，最大粒径800mm,小于5mm的含量不超过15%,小于0.075mm的含量不超过5%o
11.3.8护坡块石的技术要求
最小粒径400mm,平均粒径不小于600mm。
11.4施工重点、难点及施工方法
11.4.1施工重点、难点及对策
本工程砾质土心墙堆石坝坝体较高、填筑工程量大、施工强度高、施工时间长。
因此，合理进行溢洪道开挖，确保有用石方调配上坝和合理进行料场的开采规划措施，确保坝料连续、高强度上坝填筑，是按期完成大坝填筑施工的关键。
基于本工程施工特点，施工时须统筹考虑、妥善安排，精心组织好“路、料、机”各环节，使各工序施工顺利进行。
砾质土心墙堆石坝具有就地取材，施工场面大，可采用大型土石方施工机械设备，施工强度高；各施工工序可独立进行，互相干扰少，砾质土心墙受雨季施工影响比较大。
11.4.2施工方案
坝体填筑分期施工，，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，施工时间长，坝体填筑分为五个阶段。
存渣场和石料场采用3.8m3、3.0m3、1.9m3、1.6m3液压反铲装车，土料场开采采用3.0m3、1.6m3液压反铲挖装车，反滤料在反滤料加工系统用3.0m3装载机装车，20t〜32t自卸汽车运输。
坝体填筑从大坝上游I区堆石料和下游U区堆石料开始铺料，铺料方向平行于坝轴
线，接触粘土料、反滤料I、反滤料U采用后退法卸料，反滤料I和反滤料U采用1.0m3的反铲铺料。
过渡料、心墙粘土料、I区堆石料、U区堆石料采用进占法填筑，自卸汽车卸料后，采用推土机摊料平整。
接触粘土料采用12t轮式装载机碾压；砾质土心墙料
采用21t凸块振动碾进退错距法碾压，过渡料、反滤料、堆石料采用20t自行式振动平
碾错距法顺坝轴线方向进行碾压。
11.5砾质土心墙堆石坝碾压试验大纲
11.5.1现场碾压试验目的
（1）通过利用在窝戛沟石料场二期采区石方开挖时进行微差挤压爆破试验，选择适当的爆破器材、最优的爆破参数和符合施工图纸规定的堆石级配，达到指导爆破设计与施工；
（2）核实坝体填筑设计压实标准一孔隙率、干密度是否能达到以及沉降量大小，以满足设计要求的最大干容重，最小空隙率及渗透系数等。
（3）检验所选用的碾压机械的适应性和性能的可靠性；
（4）研究达到设计要求填筑标准的压实方法，通过实验和比较确定经济合理的施工压实参数，包括坝体不同（接触粘土料、心墙粘土料、反滤料I、反滤料U、过渡料、I区堆石料、U区堆石料）区域压实厚度、铺料方式、平料方式、加水量、碾压遍数、碾压速度等。
（5）研究和完善填筑施工工艺和措施；
（6）制定填筑施工实施细则；
（7）研究坝料压实质量控制措施及质量检测的有效方法。
做碾压试验时，要按照《工程测量规范》（GB50026-2007）、《碾压式土石坝施工规范》（DL/T5129-2001）、《水电水利工程土工试验规程》（DL/T5355-2006、等规程规范进行。
通过试验，得出最佳组合结果，作为坝体正式填筑施工的依据，也是作为质量控制的有力手段之一。
施工时严格按照试验数据进行施工，不随意更改。
11.5.2试验前准备
根据试验要求作好试验场地规划，坝料碾压试验宜在坝体外的场地进行，严禁在坝轴线上游坝体中进行研究碾压试验，每一试验单元面积不小于6mx10m，并经平整碾
压经监理工程师验收合格后进行，建好供水水池，准备好碾压机具等工作，才进行碾压实验。
11.5.3试验程序
（1）接触粘土料区实验
（2）砾质土心墙料区实验
（3）反滤料I区实验
（4）反滤料U区实验
（5）过渡料区实验
（6）1区堆石料区实验
（7）H区堆石料区实验
11.5.4碾压实验仪器设备
（1）500kg台秤一台
（2）烘箱一个
（3）环刀及钢圈（全套）
（4）天平一架
（5）水表2支
（6）圆孔筛一套
（7）塑料布（宽3m）100m,及其它常用工具。
（8）核子密度仪
11.5.5碾压实验挖装、碾压和运输机械设备
（1）碾压设备
1碾压设备选择
根据本工程大坝填筑要求及以往施工经验，填筑碾压试验选用设备如下：
a砾质土心墙料碾压选用YZK20A凸块振动碾碾压。
b、堆石料、过渡料、反滤料碾压选用YZ20D自行振动碾碾压。
上述碾压设备与坝体填筑碾压设备相同，设备技术参数见下表11.5-3。
表11.5-3碾压设备技术参数表
机械名称
YZK20A凸块振动碾
YZ20D自行振动碾
工作质量量（t）
21.0
20.2
振动轮分配质量（t）
13.6
12.6
滚筒直径（m）
1.6
1.6
滚筒宽度（m）
2.15
2.15
激振力（KN）
280~400
278~430
振动频率（HZ）
29~35
28~35
名义振幅（mm）
0.75〜1.7
0.8~2.0
静线压力（N/cm）
600
586
额定功率（KW）
133
141
2装运、铺料、洒水设备
a装运：
采用3m3装载机（1台）、1.9m3反铲（1台）配20t自卸车（4台）。
b、平料、铺筑机械：
反滤料采用人工配1.0m3反铲（1台）铺料，砾质土心墙料、
过渡料、堆石料用TY220型推土机（1台）平料、铺筑。
c、堆石料洒水及试验用水采用左右岸生产水池引出主水管至大坝填筑区，支管送至各工作面。
3土工试验设备：
一套。
11.5.6碾压试验材料准备
接触粘土料450m3（Dmax<20mm）
砾质土料450m3（Dmax<150mm）
过渡料450m3（Dmax<300mm）
反滤料I450m3（Dmax<20mm）
反滤料U450m3（Dmax<80mm）
I区堆石料4500m3（DmaxW800mm）
U区堆石料6000m3（Dmax<800mm）
11.5.7填筑碾压试验
根据预先选定的铺料厚度、碾压遍数及行走速度、加水量分场次进行铺料和碾压。
每一场碾压前，先在试验场地有效面积内布置2X1.5m方格网，网格上的节点为沉降量
测点，先测出基准值后，再进行铺料，铺料推平后，在面上布置与基础网格重叠的网格点，以便测量碾压沉降量。
为了测量铺料厚度和沉降量，预先在场外设置临时水准点。
碾压时，采取不错距进退碾压，每碾压2遍测量一次沉降量，每次测量前后均校核场外基准点，当沉降趋于稳定后，该场次碾压结束。
堆石料和过渡料加水碾压对比，可将碾压单元面积一分为二，一半加水15%,—半
加水20%，洒水采用胶皮管进行，每碾压2遍洒水一次。
各坝料具体碾压实验如下
（1）接触粘土料试验：
接触粘土料松铺层厚分25cm和30cm,在层厚25cm和30cm设置10.0m过渡段，铺筑宽度6.0m，用20t自卸汽车卸料推土机按进占法平料。
测量其厚度，并作好记录，在已测含水量基础上，根据气温适量加水。
然后用12t轮式装载机碾压6-10遍，在同一
水平层碾压时，压痕重叠不应小于5cm,以防止漏碾。
当碾压到6遍时，量测一次压实度，作好记录，并取样作干密度、孔隙率试验，也作好记录，然后继续碾压到8遍时，
又作一次干密度、孔隙率试验，同样作好记录。
同样再碾压到10遍时，再作一次干密
度、孔隙率试验，作好记录。
第一层碾压完成后，根据铺料厚度，压实度和所测干密度、空隙率，在现场邀请设计和监理人员参加，研究上述工序中的有关问题，并对铺料厚度、加水量、碾压遍数作适当的调整，直到达到或超过设计要求的干密度为止。
当第一层达到设计要求后，按相同方法铺第二层作试验。
（2）砾质土心墙料试验：
在铺料前先将接触粘土料在卸料及平料时滚落至砾质土心墙料范围内土料用装载机辅以人工清除至作业面外。
心墙粘土料松铺层厚分25cm和30cm,在层厚25cm和30cm设置10.0m过渡段，铺筑宽度6.0m，用20t自卸汽车卸料推土机按进占法平料。
测量其厚度，并作好记录，在已测含水量基础上，根据气温适量加水。
然后用21凸块振动碾
碾压6-10遍，在同一水平层碾压时，压痕重叠不应小于5cm，以防止漏碾。
当碾压到6遍时，量测一次压实度，作好记录，并取样作干密度、孔隙率试验，也作好记录，然后继续碾压到8遍时，又作一次干密度、孔隙率试验，同样作好记录。
同样再碾压到10
遍时，再作一次干密度、孔隙率试验，作好记录。
第一层碾压完成后，根据铺料厚度，压实度和所测干密度、空隙率，在现场邀请设计、监理人员参加和施工单位技术人员共同探讨，研究上述工序中的有关问题，并对铺料厚度、加水量、碾压遍数作适当的调整，直到达到或超过设计要求的干密度为止，并让业主、监理、设计满意为止。
当第一层达到设计要求后，按相同方法铺第二层作试验。
（3）反滤料I试验：
反滤料I松铺厚度40cm和45cm,宽度6m，由20t自卸汽车按前进法卸料，推土机按前进法平料，只允许小粒径石料占据大粒径石料的位置，不允许大粒径石料占小粒径石料的位置。
用20t自行式振动平碾碾压2-6遍，行驶速度2-3km/h,并于碾压2、&8遍时分别作压实度、干密度、渗透系数率、干密度试验，直到达到设计要求为止。
（4）反滤料U试验：
在铺料前先将心墙粘土料在卸料及平料时滚落至反滤料U区范围内大于2cm以上
石料用装载机辅以人工清除。
反滤料U松铺厚度40cm和45cm,宽度6m，由20t自卸
汽车按前进法卸料，推土机按前进法平料，只允许小粒径石料占据大粒径石料的位置，不允许大粒径石料占小粒径石料的位置。
用21t自行式振动平碾碾压2-6遍，行驶速度
2-3km/h，并于碾压2、6、8遍时分别作压实度、干密度、渗透系数率、干密度试验，直到达到设计要求为止。
（5）过渡料试验：
过渡料铺层厚分三种，分别为40cm、45cm、50cm，并严加控制。
铺料宽度6m，用20t自卸汽车从石料场（存料场）运到试验场，按进占法卸料，推土机按前进法推料、平料。
平料时大粒径石料推至前缘底部，然后用细料填缝。
平料后，在其表面充分加水，达到设计15%和20%的要求，用水表计量加水量，不能凭感觉少加或过量加水，用20t
自行式振动平碾碾压6-8遍,同样在碾压到6、8遍时（行驶速度2-3km/h），作压实度、孔隙率、渗透系数率、、干密度试验，并作好记录。
（5）1区堆石料试验：
I区堆石料铺层厚分三种，分别为70cm、90cm、110cm,并严加控制。
铺料宽度
6m，用20t自卸汽车从存料场运到试验场，按进占法卸料，推土机按前进法推料、平料。
平料时大粒径石料推至前缘底部，然后用细料填缝。
平料后，在其表面充分加水，达到设计15%和20%（体积比）的要求，用水表计量加水量，不能凭感觉少加或过量加水，用20t自行式振动平碾碾压6-8遍，同样在碾压到6、8遍时（行驶速度2-3km/h），作压实度、孔隙率、渗透系数率、干密度试验，并作好记录。
（6）n区堆石料试验：
II区堆石料铺层厚分三种，分别为70cm、90cm、110cm,并严加控制。
铺料宽度
6.0m,用20t自卸汽车从窝戛沟石料场运到试验场，按进占法卸料，推土机按前进法推料、平料。
平料时大粒径石料推至前缘底部，然后用细料填缝。
加水有两种方案，方案一平料后，在其表面充分加水，达到设计15%和20%（体积比）的要求，用水表计量加水量，不能凭感觉少加或过量加水。
方案二是在料场只加设计15%和20%（体积比）的
要求的一半水，在平料后在另一半。
用20t自行式振动平碾碾压6-8遍，同样在碾压到6、8遍时（行驶速度2-3km/h），作压实度、孔隙率、渗透系数率、干密度试验，并作好记录。
当底部碾压层全部完成，依照上述方法又逐层上升，直到试验完毕。
（7）斜坡碾压试验：
斜坡按1：
2.0边坡修整后，由斜坡碾牵引机将斜坡碾从坡顶向下无振碾压（静压）
2遍后，再有振碾压6〜8遍，从斜坡上取样作干密度及渗透试验。
斜坡碾压时，如果坡面在干燥的气候条件下，水分极易蒸发，则在已修整过的坡面上适量喷水湿润坡面，湿润深度（10-15cm），再行碾压。
11.5.8试验资料整理及成果:
将上述各种堆石坝填料的运输、卸料方式、平料方法、加水量、碾压遍数、压实度、干密度、孔隙率、渗透系数的每次试验资料进行系统整理，绘制相关图表，并根据试验条件进行分析，得出结论，将施工中所必要的铺料厚度、进料方式、平料方法、加水量、碾压遍数、行进速度、压痕尺寸等主要施工参数报监理审批。
当得到批准后，在大坝填筑时，必须严格遵照执行，不任意修改。
斜坡的修坡、碾压及坡面的保护等相关试验资料同时报与监理审批后，施工时遵照执行。
碾压试验程序及布置见图《砾质土心墙堆石坝碾压试验场布置图》（图号：
MIW/C2
T-11-12）。
11.6土石方开挖和填筑平衡
11.6.1土石方平衡规划的原则
在满足招标文件规定的关键施工进度的条件下，结合大坝填筑工期要求，尽量利用可用开挖料直接上坝，减少中转堆存，减少回采利用料的损失，提高可用开挖料利用率，控制石料场开采量，促进施工效率的提高。
土石方调配原则如下：
（1）各种料源质量应满足坝体填筑各料区坝料的技术指标要求；
（2）料源开采和大坝填筑进度相适应，以最大限度地利用开挖料直接上坝，降低中转上坝填筑量；
（3）根据大坝填筑的分期和道路布置情况，合理进行料场的开采规划，并尽早确定料场的开采规模，以满足大坝填筑施工强度；
（4）在石料场开采施工中，依据坝体各料区技术指标不同，有选择地进行爆破和挖装。
（5）开挖料尽量直接上坝，减少备料场二次转运，但同时应充分满足溢流坝开挖本身进度计划要求和大坝填筑施工进度影响等因素。
（6）接触粘土料从丹梯村土料料场开采直接上坝。
（7）砾质土心墙土料从坝址左岸土料场A区和苗尾寨土料场A区直接开采和从苗尾寨土料存料场回采上坝。
（8）反滤料从丹坞堑砂石加工系统购买成品料。
（9）1区堆石料全部利用本工程开挖料，大部分直接从开挖工作面上坝填筑，少量从丹坞堑存渣场、坝前存渣场、苗尾寨堆料场回采上坝填筑。
（10）n区堆石料，优先利用窝戛沟石料场自行开采石料，不足部分从丹坞堑石料场购买。
（11）过渡料，优先利用苗尾寨过渡料存料场回采，不足部分从丹坞堑石料场购买。
11.6.2土石方调配依据
1、招标文件及相关技术规程、规范关；
2、招标文件第一卷《商务文件》中工程量清单所提供的有关工程量；
3、招标文件第二卷《技术条款》中对各种坝料填筑量的技术要求；
4、大坝工程施工工期要求及其它工程部位的施工进度安排。
11.6.3土石方填筑工程量
大坝填筑总量为1127.57万m3（实方），其中I区堆石料为556.41万m3（实方），U区堆石料和下游排水通道堆石料为158.46万m3（实方），过渡料为129.43万m3（实方），反滤料为85.06万m3（实方），砾质土心墙料为176.43万m3（实方），接触粘土料为6.63万m3（实方），上下游块石护坡10.75万m3（实方）。
溢洪道控制段回填石渣1.56万m（实方），拦污漂四周石渣填筑0.06万m3（实方），发电厂房厂前区场地回填石渣22.64万m3（实方）。
近坝库岸防护工程右岸弃渣平台弃渣碾压147.44万m3（实方）。
大坝上下游围堰填筑总量为155.57万m3（实方），其中石渣填筑139.44万m3（实方），过渡料填筑11.50万m3（实方），砾质土料2.28万m3（实方），垫层料3.24万m3
（实方）。
土石方填筑工程量见表11.6-1
表11.6-1土石方填筑工程量表
部位
项目名称
单位
工程量
备注
大坝
I区堆石料
万m3
556.41
n区堆石料
万m3
154.06
下游排水通道堆石料
万m3
4.40
上下游块石护坡
万m3
10.75
过渡料
万m3
129.43
反滤料
万m3
85.06
砾质土心墙料
万m3
176.43
接触粘土料
万m3
6.63
溢洪道控制段
回填石渣
万m3
1.56
拦污漂
石渣填筑
万m3
0.06
发电厂房厂前区场地
回填石渣
万m3
22.64
近坝库岸防护工程
弃渣平台弃渣
万m3
147.44
弃渣平台表面大块石理砌
万m3
13.40
大坝上下游围堰
石渣填筑
139.44
过渡料
11.50
砾质土料
2.28
垫层料
3.24
11.6.4料源规划
1、大坝填筑料源规划
窝戛沟石料场位于坝址下游5.5km~6.5km处右岸山坡，窝戛沟石料场根据地形地
貌，地质条件及地理区位分布，分两期开采。
规划开挖有用料约104万m3,无用料约47万m3,其中一期开采有用料约42万m3，无用料约20万m3;二期开采有用料约62万m3,无用料约27万m3。
本承包人进行二期开采。
丹坞堑石料场位于坝址下游约12.5km处右岸山坡，由其它承包人开采，本承包人
购买成品石料。
根据招标文件要求，优先采用窝戛沟石料场开采石料作为U区堆石料和下游排水通道堆石料，不足部分在丹坞堑石料场购买。
坝址左岸土料场位于坝址下游1.5km~2.0km处左岸山坡，坝址左岸土料场根据地形地貌，地质条件及地理区位分布，分A、B两区开采。
A区无用层平均厚度约0.5m，有用层厚度2.1〜7.8m,规划开采有用土料约46.0万m3,无用料约4.3万m3;B区无用层平均厚度约0.5m，有用层厚度1.9〜7.6m，规划开采有用土料约25.0万m3,无用料约3.0万m3。
A、B区共规划开采有用土料约71.0万m3，无用料约7.3万m3。
苗尾寨土料场位于坝址上游约2.5km处右岸山坡，坝址左岸土料场根据地形地貌，地质条件及地理区位分布，分A、B两区开采。
A区无用层平均厚度约0.5m，有用层厚度3.3〜16.5m,规划开采有用土料约198.0万m3,无用料约11.40万m3;B区（备用）无用层平均厚度约0.4m，有用层厚度2.4〜13.6m，规划开采有用土料约38.0万m3,无用料约4.4万m3。
A、B区共规划开采有用土料约236.0万m3,无用料约15.8万m3。
2、料源利用规划
根据招标文件提供的料源以及本工程大坝填筑分期情况、施工进度安排，本工程的料源利用规划如下：
（1）上、下游围堰填筑料采用溢洪道开挖石渣料直接填筑，围堰所需砾质土料采用坝址左岸土料场B区土料，垫层料从窝戛沟砂石加工系统购买，过渡料从苗尾寨过渡料场回采；
（2）溢洪道控制段回填石渣、拦污漂四周石渣、发电厂房厂前区场地回填石渣取
自坝前存渣场；
（3）近坝库岸防护右岸弃渣平台（1355m~1385m）由尾水渠开挖弃渣；
（4）大坝I区堆石料全部采用溢洪道开挖有用料；
（5）大坝U区堆石料和下游排水通道堆石料所需石料优先从窝戛沟石料场开采，
不足部分从丹坞堑石料场购买;
（6）大坝过渡料部分从苗尾寨过渡料存料场回米，部分从丹坞堑石料场购买；
（7）大坝反滤料全部从丹坞堑砂石加工系统购买；
（8）大坝上下游干砌块石护坡和浆砌石护坡从丹坞堑石料场购买；
（9）大坝接触粘土料从丹梯村土料场开采；
（10）大坝砾质土心墙料从坝址左岸土料场A区和苗尾寨土料场A区开采，从苗
尾寨土料存料场回采；
料源具体规划见表11.6-2。
表1
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