高土石壩填築方案及措施

2022-09-09 15:12:10 字數 4139 閱讀 4780

水布埡電站擋水大壩為鋼筋砼面板堆石壩,最大壩高233m,壩軸線長度660m。壩頂高程409m,壩頂寬度12m,防浪牆頂高程410.4m,牆高5.

4m。大壩上游壩坡1∶1.4,下游平均壩坡1∶1.

4。最大橫斷面底寬約640m。系目前世界已建和在建的最高砼面板堆石壩。

7.1.1 壩體填築設計工程量

壩體填料分七個主要填築區,從上游至下游分別為蓋重區(ⅰb)、粉細砂鋪蓋區(ⅰa)、墊層區(ⅱa包括小區墊層料ⅱaa)、過渡區(ⅲa)、主堆石區(ⅲb)、次堆石區(ⅲc)、下游堆石區(ⅲd)和下游坡面幹砌塊石,大壩填築量(包括上游鋪蓋)為1563.74萬m3。

表7-1大壩填築分割槽工程量表

7.1.2 填築設計技術要求

由於工程樞紐各建築物部位開挖量大,因此盡量利用其開挖料作為填築料物,不足部分從石料場開採補充,根據壩體填築的不同部位的填築料要求不一。結合各建築物基礎開挖確定大壩填築料主要**及材料特性見表7-2。

表7-2大壩填築料源及材料特性表

7.1.2.1 墊層料、小區料

(1)材料要求

ⅱa、ⅱaa區料為半透水墊層,對堵縫無粘性細料有反濾保護作用,具有低壓縮性、高抗剪強度,為非塑性的、級配良好的灰岩人工製備料,要求顆粒堅硬、耐久,不含粘土和有機物等雜質。

墊層料(ⅱa)的級配範圍:最大粒徑80mm,含砂(d≤5mm)量35%~50%,<0.1mm顆粒含量4%~7%。

設計幹密度2.25g/cm3,相應孔隙率17%,滲透係數1×10-2~5×10-4cm/s。

小區料(ⅱaa)為ⅱa區料剔除大於40mm部分後的級配料。

(2)鋪料與碾壓要求

墊層料區每層鋪料厚度為400mm,小區料區每層鋪料厚度為200mm,鋪料應近似水平並防止分離形成大空隙。

ⅱa區應與ⅲa區平起填築,以便和ⅲa區同時碾壓。

水平碾壓:選用≥10t的自行式振動平碾,激振力≥200kn,初定碾壓遍數不小於6遍,ⅱaa區料和墊層料(ⅱa)上游邊緣50cm壓實和兩側邊角採用重型平板式振動碾壓裝置。

與趾板或面板相鄰區域所採用的填築碾壓裝置和方法以不破壞砼結構為原則。

在碾壓過程中,需適當灑(加)水,水量約10%(體積比),最終加水量經碾壓試驗確定。

7.1.2.2 過渡層(ⅲa)

(1)材料要求

ⅲa料區為過渡層,料源取自建築物洞挖料和石料場開採的灰岩料,為非塑性的、碾壓后級配良好的細堆石料,顆粒堅硬和耐久,不含粘土和有機物。只有弱風化到新鮮的石灰岩才能作為過渡料源。

過渡料最大粒徑不大於300mm,顆粒粒徑d <0.1mm的含量≤5%,其級配應符合設計施工圖紙的要求,設計幹密度2.20g/cm3,相應孔隙率18.

8%,滲透係數5×100~1×10-1cm/s。

(2)鋪料與碾壓要求

ⅲa區鋪料的層厚為≤400mm,卸料和鋪料不允許顆粒分離,並形成近似水平面。

ⅲa區料的高程和相鄰的ⅲb區頂部高程的高差≤400mm。

ⅲa區擬選用16t振動平碾(質量160kn,激振力≥320kn)碾壓不小於6遍,加(灑)水量約為10%(體積比)。

7.1.2.3 主堆石(ⅲb)

(1)材料要求

用於ⅲb區的石料取自建築物開挖和石料場開採的茅口組灰岩料,ⅲb區堆石料碾壓後應級配良好,級配範圍應符合設計包絡線要求,堆石區經碾壓後,應能自由排水。

主堆石料最大粒徑不大於800mm,設計幹密度2.18g/cm3,孔隙率19.6%,含泥量<5%。

(2)鋪料與碾壓要求

ⅲb區料各層鋪料最大壓實層厚為800mm,石料應鋪成近似水平面,鋪料厚度根據碾壓試驗確定。

選用自重大於16t的振動碾,其振動碾執行頻率1100~1500次/min,最大激振力≥320kn。

ⅲb區料碾壓遍數≥6遍,加(灑)水量約為20%(體積比)。

7.1.2.4 次堆石料(ⅲc)及下游堆石料(ⅲd)

(1)材料要求

ⅲc、ⅲd區的石料從建築物開挖料中獲取,其石料級配範圍應符合設計施工圖紙的要求,堆石料經碾壓後,應能排水暢通自由。

次堆石料(ⅲc)最大粒徑不大於800mm,下游堆石(ⅲd)料最大粒徑不大於1200mm,ⅲc、ⅲd料設計幹密度2.15 g/cm3,孔隙率20.7%,含泥量≤5%。

(2)鋪料和碾壓要求

次堆石料最大壓實層厚為800mm,下游區堆石料最大壓實層厚為1200mm,堆石料攤鋪為近似的水平面。

在填築和攤鋪ⅲd區堆石料時,將高程225m以上的較大的岩塊(直徑>1000mm)推到大壩下游坡面作為幹砌塊石料。

碾壓採用大於16t振動碾,平碾最大激振力≥320kn,壓實遍數≥6遍。並適當灑水,其ⅲc區為10%、ⅲd區約為20%(體積比),最終通過碾壓試驗確定。

7.1.2.5 下游壩坡砌石

(1)材料要求

下游坡面石塊從相鄰ⅲd區挑選大塊石,母岩為棲霞組硬巖,塊石的最大粒徑不宜小於80cm。坡面應有均勻的顏色和外觀,不要求加水和碾壓。

(2)施工要求

下游坡面塊石護坡應隨壩體上公升逐層砌築。

塊石坡面的施工由人工或機械手挑選合格的塊石堆放在靠近壩坡邊緣呈條帶狀,便於定位。要求塊石大面朝外,坡面誤差值±10cm。各層的護坡塊石與同層的堆石料採用交替砌築的方法進行。

7.1.2.6 鋪蓋填築

(1)填料的要求

ⅰa區的填料由人工粉細砂篩選製成。滿足下列要求:

①最大粒徑為1.0mm,通過0.1mm篩網的含量在10%和20%之間。

②可塑性試驗的結果表明為非塑料性土料。

ⅰb區的填料為建築物開挖料中土石混合料。

(2)鋪料與碾壓

ⅰa料近似水平地連續分層填築,鋪層厚度≤300mm。ⅰa區與ⅰb區料平起填築,ⅰa區與ⅰb區之間的填築高差≤300mm。

ⅰa、ⅰb區採用運輸車輛和推土機壓實,並適量灑水。

7.1.2.7 墊層坡面保護

(1)上游墊層坡面料每上公升15~25m進行一次斜坡面碾壓。修整後的坡面高出設計法線方向厚度10~15cm,具體範圍及數值將根據壩體實際施工的變形情況計算確定。

(2)沿斜坡方向採用滾筒式振動碾,或用重型平板式振動碾壓裝置。

(3)斜坡碾壓按三個階段進行:

階段1:無振動;

階段2:半振動:指振動碾在最大頻率一半的振動;

階段3:全振動:指振動碾在最大頻率時的振動;

三個階段各種碾壓引數由試驗確定。確定原則為:用全振動碾壓時,坡面上的填料不會沿坡面滾下。

(4)坡面保護的碾壓砂漿採用m5,厚度5cm。

(5)碾壓砂漿上部先噴塗水稀釋的陽離子瀝青乳液底層一次,再噴陽離子瀝青乳液二層用量1.4~2.8l/m2,每噴一層瀝青乳液灑一層砂,即採用三瀝二砂保護。

7.2.1 大壩填築規劃原則

(1)按照招標檔案要求,在預定工期內完成大壩填築形象面貌。

(2)壩體填築與樞紐建築物開挖結合起來,盡可能使開挖料直接上壩填築,以減少二次倒運工作量,爭取挖填平衡。

(3)大壩填築與大壩導流、渡汛、蓄水發電緊密結合,統一安排,盡可能使填築施工連續進行。

(4)大壩填築同面板、趾板砼施工有機結合,使大壩填築與面板、趾板砼澆築平行作業。

(5)在保證按期達到各期填築計畫目標的前提下,力求使各期填築強度比較均衡,減少高峰強度與平均強度的比值,避免使用過多的施工機械、勞動力以及大量臨時設施。

(6)大壩填築物料的運輸盡量考慮就近上壩,減少運輸距離,減少左岸與右岸、上游與下游、高處與低處互相交叉、互相倒運的現象。

(7)在確保工期和質量的條件下,選用經濟簡單可行的方案。

(8)盡量採用新技術、新工藝、新材料和新型的機械裝置。

7.2.2 填築施工的主要特點

(1)水布埡面板堆石壩壩高233m,是當今世界上已建和在建的最高的砼面板堆石壩。其填築技術要求高、質量標準嚴,必須高標準、嚴要求來組織施工,完成各區施工任務。

(2)壩體填築量大、施工強度高,本工程大壩填築共有1563.74萬m3,高峰時段平均強度45.75萬m3/月,高峰強度達58萬m3/月。

(3)本工程地處深山峽谷中,兩岸高峻陡峭,左岸平均坡角52°,區域性地段幾乎直立,施工道路布置困難,確保運輸道路暢通是保證填築強度的關鍵問題。

(4)本工程的填築料大部分**於左岸,給填築物料平衡增加一定的困難。

(5)壩體兩岸地表、地下溶洞十分發育,斷層破碎帶密集,趾板壩基附近的岩溶出水點滲流量大,給施工帶來困難,兩岸壩肩陡峭,右岸壩子溝等特殊部位及結合部的填築量大、要求高,制約大壩全斷面填築上公升。

(6)壩體第一期填築開始時,由於趾板下游增加了防滲板,並且要進行固結灌漿施工,使趾板下游的小區料、墊層料不能及時填築,增加了截流後第乙個枯水期的施工難度。

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