堆石壩填築施工方案

2021-03-04 09:33:12 字數 4604 閱讀 2373

1、 概述

江坪河混凝土面板堆石壩,壩頂高程為476.00m,壩頂寬10.0m,壩頂長度414.

00m,最大壩高219.00m。大壩上游坡比為1∶1.

4,下游綜合坡比為1∶1.4,區域性坡比1∶1.36,設定4級馬道,馬道寬2m。

壩體自上游向下游分為粘土鋪蓋層(ⅰa區)、蓋重層(ⅰb區)、混凝土防滲面板、墊層料區(ⅱa區)、過渡區(ⅲa區)、上游堆石區(ⅲb區)、下游堆石區(ⅲc區)和下游面大塊石護坡。ⅰa區頂高程380.00m,厚6.

0m,ⅰb頂寬9m,上游坡1:2.0;ⅱa區墊層料水平寬度4.

0m,採用龍王廟灰岩人工軋制;ⅲa區過渡料水平寬度6.0m,採用洞挖料和冰磧礫岩料;ⅲb區採用冰磧礫岩料,ⅲc採用開挖利用料和冰磧礫岩料。

墊層料採用厚層灰岩人工軋制,最大粒徑80mm,設計幹密度2.25g/cm3,相應孔隙率為15.4%。

過渡料採用洞挖利用料和冰漬礫岩料場料,設計幹密度2.2g/cm3,相應孔隙率為18.8%。

上游堆石料主要採用zant冰漬礫岩,設計幹密度2.20g/cm3,相應孔隙率為18.8%。

下游堆石料採用大壩和洩洪建築物開挖料中的可利用料,不足部分由冰漬礫岩料場開挖補充,設計幹密度採用2.20g/cm3,相應孔隙率為18.8%。

根據《混凝土面板堆石壩壩體結構圖》(編號:漊江-大壩-02-021~049),上下游堆石料與招標圖紙相比,在分割槽上作了較大調整,且設計幹密度均上調至2.20g/cm3,相應孔隙率相應為18.

8%。堆石壩填築主要工程量如表1所示。從表1中可看出,設計圖工程量與招標檔案工程量清單中的工程量減少了107.1萬m3,減小幅度達14.

3%。工程量的減小主要體現在堆石料上(上下游堆石),工程量清單中上下游堆石總量為636.7萬m3,設計圖中工程量為541.

2萬m3,減少了95.5萬m3,減小幅度達15.0%。

根據施工總進度計畫,壩體填築應在2023年4月份開始,受各種因素的影響,如壩基開挖工程量增大、上游圍堰出現流量較大的溶洞水且抽排能力不能滿足其要求、圖紙**滯後(2023年4月26日提供)等,大壩填築開工工期相對總進度計畫而言,已滯後1.5個月。當前壩軸線的上游面已基本開挖清理完成,進入溶溝溶槽的處理階段,已基本具備壩體填築條件。

表1堆石壩填築主要工程量表

由於壩體填築施工方案為綜合性較強的方案,涉及壩基的基礎處理、各階段的填築形象面貌規劃及其道路的動態變化、各階段各種壩料的填築強度規劃以及相配套的土石方平衡規劃、石料場開採強度,大壩壩體儀器埋設等等,在圖紙**相對滯後的情況下,尤其在設計圖工程量較招標檔案工程量有大幅度變化且壩料碾壓幹密度有較大提高的情況下,綜合性的填築方案的編制在時間上尚不能滿足當前壩體填築的施工需求,故本階段僅編制第一階段壩體填築施工方案(主要為壩體280.0m高程以下填築),以指導當前壩體填築施工。隨著壩基,主要是右岸下游側壩基開挖清理基本結束後,結合實測開挖地形,對壩體填築工程量作一次較為真實的計算複核,在此基礎上進一步完善壩體後期的填築形象面貌、填築強度、道路、料場開採等一系列規劃,以提供對壩體的填築施工實質性意義的施工方案。

2、 施工布置

2.1 施工道路布置

根據施工總布置圖,壩區內與壩體填築施工相關的主幹道有:左岸1號、3號、5號、7號、9號公路;右岸2號、4號、6號、8號公路。在本階段所使用的主幹道為1號、2號路以及走桑公路。

區域內的道路變化參見5.5節。

2.2 施工風、水、電布置

為壩體基礎的深溝溶槽爆破鑽孔施工用風,其供風裝置採用開挖階段的20m3的柴油式移動空壓機。

對於堆石壩填築施工,其施工用水主要為壩面填築灑水及壩後坡漿砌石砌築用水。根據施工總布置,堆石壩左右壩肩均設定蓄水池(當前正在施工中)。在本階段,壩面灑水採用潛水幫浦接消防軟管(區域性採用灑水車配合)從上下幫浦坑抽水至填築作業面進行灑水。

另為能確保大壩填築料的灑水效果,縮短壩面灑水的時間,結合壩體填築料大部分**於慄山坡石料場的特點,在左岸龔家灘的上游側利用山體地表水設定定點加水點。同時在慄山坡料場,結合其上部山體地表水,沿料場自下而下敷設一根直徑為100mm的鋼管,向爆破開採面供水,對即將挖裝上壩的壩料提前進行預灑水濕潤。

堆石壩開挖與填築主要為施工照明用電,結合施工總布置,在左右壩肩山頭設定金滷燈進行整個壩區施工區域的基本照明,同時在填築部位及其施工道路等其它需要區域性照明的部位採用碘鎢燈進行照明。

根據施工總平面布置,上述電源取自就近變電所或配電箱。

大壩填築壓實作業是控制堆石壩施工質量的關鍵工序,在業主沒有提供大壩填築相關技術指標的情況下,參照招標檔案對各種壩料的相關要求,於2023年9月至2023年1月,按我部報送的《碾壓試驗大綱》,重點在慄山坡石料場進行了供大壩用填築料的爆破碾壓試驗研究,試驗中共進行了五場爆破試驗,七場振動碾碾壓試驗及一場衝擊碾碾壓試驗。

根據試驗成果分析,結合2023年3月31~4月1日在北京召開的江坪河水電站混凝土面板堆石壩技術研究會專家意見,認為第五場爆破試驗中所開採的石料級配已達到設計要求,在碾壓試驗中將石料鋪層厚改為65cm後,採用32t振動碾碾壓10~12遍後,幹密度及孔隙率均達到或超過設計要求。

目前慄山坡石料場開採鑽爆引數已獲得批覆(參見《關於正式開採慄山坡石料的報告》,即暫按第五場爆破試驗所實施的引數:梯段高度15m,鑽孔孔徑115~120mm,孔深16~16.5m,孔排距3.

56×3.56m,混裝炸藥全偶合裝藥,單耗0.85kg/m3,「v」型單孔單響布設網路,孔底反向起爆。

隨著慄山坡開採作業面的擴大,在第五場鑽爆引數的基礎上,作進一步微調優化,即在保證引數基本不變的前提下,適當調整孔排距,使一部分孔排距小於3.56m,而另一部分孔排距大於3.56m,孔排距的疏密交錯排列,從而保證爆破料有更多的細顆粒,同時可獲得一定量的大顆粒(400~600mm),使級配更趨於合理。

關於碾壓引數,根據《混凝土面板堆石壩壩體結構圖》中的相關說明,大壩堆石料及過渡料碾壓採用32t自行式振動碾進行碾壓,碾壓遍數不小於10遍。

4、填築分割槽規劃

本階段填築主要為280.0m以下部分填築,其填築分割槽規劃主要考慮了以下因素:

(1)由於趾板、防滲板混凝土施工工期滯後,導致大壩填築施工與同高程區域的趾板、防滲板平行施工,甚至超前其填築。為此,趾板下游區一定範圍內需預留50m範圍暫不填築,而先填築其下游側區域。在相應高程段的趾板、防滲板混凝土施工完成且防滲板固結灌漿結束後,補填其上游側區。

(2)根據招標檔案所提供的壩基開挖剖面圖,壩右岸的下游側開挖與填築施工道路可在岸坡岩石面上採取「半挖半填」的方式形成最終的進入基坑的開挖和壩體填築施工道路。但實際開挖所揭露的邊坡表明,其右岸邊坡並並非緩坡而基本為直立邊坡,其原屬施工道路的部分為淤泥性粉砂,不能作為壩體的一部分,「永久」性施工道路無法形成,需通過填築分割槽規劃來調整施工道路。

(3)壩基開挖結束後,河谷較窄,尤其壩軸線以上部分,底部寬為25~30m,且深溝溶槽發育。為保證區域內道路,在初始規劃上,按左右兩側分割槽進行填築,即以一側(如左側)壩基暫不徹底清理,以滿足道路交通要求,另一側(如右側)清理達到填築或深溝溶槽回填混凝土的要求,在該區(如右側)填築一定高程具備道路通行時,再對左邊一側清理驗收,完成左邊一側的深溝溶槽回填或壩基回填。

根據以上原則,壩體填築分割槽參見附圖「an-jph- db01~db04」所示。

第一區,上游預留50m範圍暫且不填築,其下游側全斷面填築至280.0m,上游面形成12%的縱坡作為上游側預留區的施工道路,下游側形成斜坡路與2#-1施工道路銜接,壩體填築工程題14.5萬m3。

第二區,上游預留的50m範圍區填築,壩體填築工程題7.0萬m3。

第三區,下游側形成斜坡路壩體部分填築,壩體填築工程題2.5萬m3。

以上填築工程量總計24.0萬m3。

5、 施工流程

堆石壩填築(第一階段)施工流程如圖1所示。

6、 填築施工

6.1 基礎清理與驗收

基礎清理在保證場內道路基本暢通的情況下,採取分割槽分片的原則依次進行清理。對於需澆築混凝土來補坑找坡或找平的區域,清理區域的大小結合現場地形、人工清渣強度、混凝土入倉手段、混凝土澆築強度以及階段性天氣等因素綜合考慮。前期優先進行壩軸線以上部位以及相對低窪部位的清理,採取反鏟配合人工、衝淤裝置進行掏挖或沖洗,對於有地表水進入清理區域的部位,在其來水的上游搭設子堰截排,防止外來水汙染該區域。

達到驗收條件後,申請基礎聯合驗收。

6.2 深溝溶槽及陡坡處理

由於目前尚無文本性的設計處理要求,不同部位的深溝溶槽及陡坡的處理方式由業主、監理、設計及施工單位(即「四方」)現場確定、現場會簽,形成施工依據。

深溝溶槽及陡坡部位涉及開挖的部位,在基礎清理之前、過程中以及清理之後,只要確定需爆破挖除,均及時採取手風鑽鑽眼爆破,使爆破後的邊坡達到順坡要求。為最大可能地減小爆破順坡處理對壩體填築的影響,大部分需爆破的區域宜在基礎清理之前通過「四方」確定其開採範圍,並迅速通過爆**理完成。

需爆破的部位,根據設計處理原則,四方現場確定開挖邊線後,採用油漆予以標示,同時測量計量,然後實施手風鑽鑽眼爆破。

圖1 堆石壩填築施工(第一階段)流程圖

如上所述,大部分爆破順坡處理應集中在基礎清理之前完成,但在實際基礎清理之後,深溝溶槽部位仍可能既存在回填混凝土補坡找平又存在爆破開挖順坡的部位,為避免深溝溶槽的二次清理,按先回填混凝土後爆破開挖的方式進行,即回填混凝土後,部位出露混凝土面的岩石主要採用手風鑽造孔爆破的方式進行,對於出露範圍較小的岩石及岩石尖角採用破碎錘破除找平,如圖2所示。爆破對新澆混凝土存在一定程度的爆破震動影響,但壩基回填混凝土的主要作用為補坑找坡,爆破震動不足於過多影響基礎找平後的質量。儘管如此,爆破時仍採用淺孔弱爆破,盡量減小爆破對新澆築混凝土的震動影響,可採用破碎錘破除的,優先採用破碎錘。

爆破後的石料如級配滿足設計要求,直接用於壩體填築,否則棄至水流溪渣場。

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