面板堆石坝填筑方案Word格式文档下载.doc
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9.4水平碾压质量控制 -16-
9.5填筑质量检测 -16-
9.6测量控制 -17-
9.7质量管理控制措施 -17-
10、施工安全措施 -18-
11、附件:
-18-
混凝土面板堆石坝坝体填筑施工方案
1、概述
工程混凝土面板堆石坝,坝顶高程为2167.2m,坝顶宽6.0m,坝顶长度224.971m,最大坝高77.20m。
大坝上游坡比为1∶1.4,下游综合坡比为1∶1.433,局部坡比1∶1.3,并在高程2150m、2130m、2110m三处设置3m的马道。
坝体自上游向下游分为盖重层(ⅠB区)、铺盖层(ⅠA区)、混凝土防渗面板、挤压边墙、垫层料区(ⅡA区)、过渡区(ⅢA区)、主堆石区(ⅢB区)、下游堆石区(ⅢC区)和下游干砌块石护坡。
ⅠA区顶高程2120.00m,厚1.5m,ⅠB顶宽4.0m,上游坡1:
2.0;
ⅡA区垫层料水平宽度3.0m,采用库区、溢洪道及主料场灰岩料经砂石系统破碎、筛选出满足设计级配要求的石料;
ⅢA区过渡料水平宽度3.0m,采用库区灰岩渣及主料场灰岩料;
ⅢB区采用主料场灰岩料,ⅢC采用主料场灰岩料。
详见附件1:
堆石坝最大横剖面图(横左0+000)
根据设计图纸要求,工程堆石坝坝体填筑料各类参数如下:
1)特殊垫层料采用厚层灰岩经砂石系统破碎筛选所制成,最大粒径40mm,设计干密度2.206g/cm3,相应孔隙率为18%;
2)垫层料采用厚层灰岩经砂石系统破碎筛选所制成,最大粒径80~100mm,设计干密度2.206g/cm3,相应孔隙率为18%;
3)过渡料采用主料场开挖灰岩料,设计干密度2.179g/cm3,相应孔隙率为19%;
4)主堆石料采用主料场开挖灰岩料,设计干密度2.152g/cm3,相应孔隙率为20%;
5)下游堆石料采用主料场开挖灰岩料,设计干密度采用2.152g/cm3,相应孔隙率为20%。
堆石坝填筑主要工程量如表1所示。
从表1中可看出,设计图工程量与招标文件工程量清单中的工程量减少了9.7万m3,减小幅度达10.33%。
工程量的减小主要体现在堆石料上(主堆石料与下游堆石料),工程量清单中主堆石料与下游堆石料总量为72.9万m3,设计图中工程量为65.9万m3,减少了6.96万m3,减小幅度达9.55%。
表1堆石坝填筑主要工程量表
序号
项目名称及内容
单
位
工程量
备注
清单
设计图
增减
1
垫层料(2B)
m3
60050
47545
-12505
投标工程量清单未区别垫层料和特殊垫层料
2
特殊垫层料(2B)
2545
3
过渡料(3A)
52220
45315
-6905
4
主堆石区料(3B区)
531020
486020
-45000
下游堆石区料(3C区)
198100
173480
-24620
弃渣盖重
52460
25120
-27340
5
粘土铺盖
30370
48730
18360
6
量水堰后填碴
2400
7
截流墙混凝土
40
900
860
投标工程量清单中此砼标号为C20,设计蓝图中为C15
9
干砌块石护坡(3D区)
8880
6485
-2395
10
浆砌块石
2847
790
-2057
合计
935987
839330
-96657
大坝开挖已于2014年元月完成(剩余坝体下游进基坑道路部分未开挖),且于2014年3月完成基坑(EL2100m以下)验收。
根据施工总进度计划,坝体填筑应在2014年2月份开始,受各种因素(如征地移民进度缓慢、施工部位移交不及时、基坑淤泥开挖工程量增大)的影响,导致大坝开挖进度较总进度已滞后,后因库区村民屡次阻工等导致2014年度汛方式一度改变,最后导致堆石坝填筑仍未启动,该工期相对总进度计划而言,已滞后9个月。
现ZB9~ZB11已施工完成,且汛期过后基坑清理已完成,已基本具备大坝回填施工条件。
2、施工布置
2.1施工道路布置
根据施工总布置图,坝区内与坝体填筑施工相关的主干道有:
进基坑施工道路、右岸永久上坝公路(右岸EL2120m分层公路、EL2140m分层公路、EL2168m分层公路),施工过程中根据现场实际需求可在碾压范围内增加施工便道。
下基坑道路利用前期基坑开挖期间已形成的“Z”字型道路,延伸至基坑底部EL2090m高程,填筑上升过程中,用堆石料进行覆盖。
利用右岸永久上坝公路连接一级泵站公路至引水隧洞进口处,并与坝体上游连接形成上游铺盖及盖重区预留填筑施工道路。
2.2施工水、电布置
2.2.1施工供水
1)在大坝右岸坝肩2170m高程设一个100m3水池,以供大坝填筑大面积洒水,局部地区采用洒水车进行洒水
2)距库区2km的梨园处均设置一加水点,完成堆石料运输中预洒水。
3)为能确保大坝填筑料的洒水效果,缩短坝面洒水的时间,结合坝体填筑料大部分来源于官寨主料场的特点,于主料场山脚设置加水点,对所有装车并运往坝趾的堆石料提前进行预洒水湿润。
2.2.2施工供电
大坝施工照明采用左右岸、坝轴线上下游方向安装2盏400W的探照灯集中照明。
布设位置、高程随坝体填筑分期范围和上升高度而相应调整,满足现场需要。
利用引水洞出口附近315KW变压器接线至砂石系统处以供砂石系统加工垫层料用电。
小型碾压机具的供电利用右岸灌浆平硐附近160KW变压器接线至施工现场,并就近设置电路开关箱。
3、碾压试验成果
大坝填筑现场碾压试验自2014年3月29日启动,2014年6月结束,由贵州黔水科研试验检测工程有限公司参照面板堆石坝坝体填筑设计施工蓝图相关技术指标进行碾压试验,并已形成试验报告《大坝填筑现场碾压试验报告》,现将试验结果明示如下:
表3.1现场碾压试验成果表
料体名称
特殊垫层料
(2A区)
垫层料
过渡料
(3A区)
主堆石料
(3B区)
下游堆石料
(3C区)
设计干密度(g/cm3)
>
2.23
2.16
2.12
2.11
设计孔隙率n(%)
<
17.5
20.0
21.5
22.0
设计压实厚度(cm)
20
80
设计铺料厚度(cm)
22
45
90
100
实际铺料厚度(cm)
23.6
47.2
44.8
89.2
93.4
洒水量
15%
铺料方式
进占法
后退法
行车方式
直线行车往返错距式
重叠率(%)
行车速度(km/h)
2.0~2.5
计遍方式
往返各算一遍
总沉降量(mm)
34
73
44
88
92
母岩容重
2.72
渗透系数(cm/s)
4.72×
10-4
碾压方式及碾压遍数
干密度
(g/cm3)
孔隙率n(%)
动碾2遍
2.11
22.5
2.12
22.1
/
动碾4遍
2.16
20.7
2.18
19.8
1.99
26.9
1.98
27.2
1.97
27.5
动碾6遍
2.24
17.5
2.23
18.0
2.13
21.6
2.06
24.4
2.04
24.9
动碾8遍
2.26
16.8
2.19
19.7
33.-
22.2
动碾10遍
2.28
16.2
2.29
15.9
2.20
19.0
2.14
32.6
21.7
动碾12遍
15.7
2.21
18.9
2.15
32.0
21.4
碾压参数
静压2遍+高档振动6遍达到设计要求
静压2遍+高档振动8遍达到设计要求
静压2遍+高档振动10遍达到设计要求
建议参数
铺料厚度
22cm
45cm
90cm
100cm
静压2遍+高档振动6遍
静压2遍+高档振动8遍
静压2遍+高档振动10遍
10%~15%
10%
15%~20%
4、填筑规划
4.1大坝填筑规划原则
(1)按照招标文件要求,在规定工期内完成大坝填筑形象面貌,力争提前达到。
(2)坝体填筑与料场开挖相结合,尽可能使开挖料直接上坝填筑,以减少二次倒运工作量。
(3)大坝填筑与大坝导流、渡汛,统一安排,使填筑施工连续进行。
(4)大坝填筑同面板、趾板砼施工有机结合,使大坝填筑与面板、趾板砼浇筑平行作业、互不干扰施工。
(5)在保证按期达到各期填筑计划目标的前提下,力求使各期填筑强度比较均衡,减少高峰强度与平均强度的差距,避免资源的不合理配置。
4.2大坝填筑单元的划分
(1)工作面填筑单元的划分
每个单元面积的大小,依施工设备的品种、型号和数量而定。
单元太小,会给车辆卸料、洒水及碾压造成困难;
单元太大,单元数则减少,会给单元的循环造成困难,根据类似工程经验,EL2100m以下每层各区料均以1个单元进行控制,EL2100m以上各区料每个单元面积控制在2000~4000m2为宜。
(2)填筑单元的循环
单元循环的原则是:
第一个单元在铺料平料,第二个单元在洒水碾压,第三个单元在质量检查通过验收,照此循环往复。
这三个环节须衔接有序,若有一个环节衔接不上,就会影响上坝强度。
5、施工流程
堆石坝填筑施工流程如图5所示。
5.1基础清理与验收
目前大坝基坑(EL2100m高程以下部分)已完成验收,待汛后基坑清理完成,达到大坝基础回填标准后即可进行基础回填施工。
基坑下游基础清理在保证场内道路基本畅通的情况下,采取分区分片的原则依次进行清理。
基坑回填施工完成前,完成大坝填筑区下游部分临时施工道路的挖除,采取反铲配合人工、冲淤设备进行掏挖或冲洗,对于有地表水进入清理区域的部位,在其来水的上游搭设子堰截排,防止外来水污染该区域。
达到验收条件后,申请该基础联合验收。
5.2测量放线
在坝体填筑过程中,需进行控制的坝体结构线主要有:
挤压边墙与垫层料、垫层料与过渡料、过渡料与主堆石料、主堆石料与下游堆石料以及下游堆石料与干砌块石护坡。
为便于坝体结构线施工放样,在坝体填筑前,先根据控制点坐标、大坝轴线桩号填筑面高程等参数建立数学模型,编制计算程序输入便携式计算器中或全站仪中。
坝料运输
坝外加水预湿
坝基分区分块清理
地形测量、联合验收
填筑边线放样、层厚标识
卸料、铺料、洒水
填筑面碾压
检测试验与验收
上升填筑
否
图5堆石坝填筑施工流程图
在实际放样中,其放样程序为:
(1)先根据需填筑的部位采用全站仪测量其对应的大地坐标,根据大地坐标计算该部位的桩号,然后根据桩号及填筑高程计算出结构边线的大地坐标。
(2)根据计算出的结构边线的大地坐标采用全站仪实际放点。
5.3坝料运输、铺筑
5.3.1坝料运输与卸料
(1)上坝料运输
1)主堆石料、下游堆石料及过渡料:
使用主料场爆破开采料,采用20t自卸车自主料场坝料开采工作面由反铲装车再运输至库区坝料填筑工作面;
2)过渡料:
主要采用主料场爆破开采料,采用20t自卸车自主料场坝料开采工作面由反铲装车再运输至库区坝料填筑工作面,部分料可采用灌浆平硐及溢洪道开挖渣料,并使用20t自卸车自开挖工作面由反铲装车运输至填筑工作面;
3)垫层料和特殊垫层料:
主要采用砂石系统所加工料,采用20t自卸车自砂石系统加工现场由装载机将已按相关规范要求混合到位的垫层料或特殊垫层料装车再运输至库区坝料填筑工作面;
4)上坝料的运输车辆均设置标志牌,以区分不同的来料,如运输主堆石区料(3B)的挂上主堆石区料(3B)的标志牌等。
(2)坝料卸料
1)主堆石料采用进占法、下游堆石料采用后退法的卸料方式,起层时先按2~3m梅花型间距采用后退法卸料,推土机平层,当填筑面积足够后,车辆在填筑层上采用进占法卸料,这样有利于工作面的推平整理,提高碾压质量,同时,细颗粒与大颗粒石料间的嵌填作用,有利于提高干密度,确保填筑质量,大坝回填碾压详见图6.7。
图6.7大坝填筑施工示意图
2)垫层料(2A)、过渡料(3A)料采用后退法为主卸料,即在已压实的层面上采用进占法以及后退卸料形成密集料堆,再用推土机平料,这种卸料方式可减少填筑料的分离,对防渗、减少渗流量有利。
5.3.2铺料
(1)根据大坝填筑料碾压试验成果,大坝各区料铺料层厚详见表3.1。
(2)为准确控制填筑层厚,在已填筑的坝面上不同部位设置层厚控制标杆,推土机操作手根据标杆上标识的厚度进行平料,并在平料的过程中,质检员随时检查其铺筑厚度,及时进行纠偏,铺筑厚度误差不超过±
5cm。
(3)对于主堆石区推土机平料过程中,出现个别超径石时,由反铲将超径石清理到下游堆石区填筑面上,用作主堆石区填料。
(4)对下游堆石区中出现超径石时,采用液压冲击锤将超径石破碎。
5.4填筑料洒水
在冬季负温下填筑坝料不进行掺水施工,其它阶段填筑料在碾压前均须进行洒水作业。
本工程填筑料洒水主要采用料场喷水、坝外加水和坝面补水相结合的方案。
(1)料场喷水:
即在开采料场设喷水管,在坝料装运前将石料洒湿。
料场喷水以不扬尘和道路不打滑为准,由人工控制。
(2)坝外加水:
于距坝趾2km的梨园处靠河设计加水站。
坝料上坝前,通过加水站加水,然后再运输到填筑工作面上,加水量以汽车在爬坡时,车尾不流水为准,加水站由专人负责,自动控制。
(3)坝面补水:
采用大吨位配高压喷射水枪的洒水车,在供水点处接水,运至工作面喷洒补水。
(4)加水量控制:
按照已经批准的碾压试验确定的加水量,在料场、加水站加一部分水量,在坝面上补充剩余的水量。
初步确定,在料场喷洒3~5%;
在加水站加水5~7%;
在填筑作业面补充加水8~12%。
最终方法现场试验确定,对垫层料(含特殊垫层料)先作含水量试验,当含水量大于最佳含水量时,在料场脱水;
当含水量小于最佳含水量时,拟在坝面铺料区进行洒水,使垫层料碾压时符合最佳含水量。
5.5碾压作业
5.5.1水平碾压
坝料的水平碾压,根据不同坝料,分别采用不同碾型进行碾压。
特殊垫层料、垫层料、过渡料及堆石料均采用20t振动平碾进行碾压;
垫层料与趾板相接的不便于自行平碾碾压的部位,采用75kg冲击平板夯进行薄层压实。
碾压方式沿平行坝轴线方向按进退错距法进行来回碾压,振动碾行进速度控制在2km/h左右,错距宽按下式进行确定:
b=2B/n………………………………
(1)
式中,B振动碾前轮宽度,n为规定的碾压遍数,b为错距宽度。
碾压时,其起步的碾压条带按规定的碾压遍数来回碾压,一个来回为2遍,之后错距(错距宽为b),在第二条带上碾压2遍(即一个来回),再错距(错距宽为b),如此循环……
过渡料及垫层料由于宽度较小,不便于采用错距法进行碾压,其碾压方式采取搭接碾压,即在一条带碾压至规定遍数后,错距形成二碾压条带,第二碾压条带与第一条带搭接20cm左右,碾压至规定遍数。
在河床底部不规则部位以及与岸坡接坡段,与碾压方向采取顺坡面走向,确保坝料碾压密实。
对于垫层料,在碾压时振动碾应碾压至距挤压边墙约30cm处,由测量队对边界线进行放样,并进行标记,靠近挤压边墙处的垫层料用75kg冲击平板夯进行夯实,以确保垫层料压实效果。
5.5.2边角部位碾压
特殊垫层料采用20t静碾碾压,靠近趾板周边缝1m范围,为保护趾板砼,采用冲击平板夯实。
5.6特殊部位处理
5.6.1坝体分区交界面
(1)垫层区与过渡区交界面的处理:
垫层区、过渡区铺料时按测量放样线先铺填过渡区料,用反铲与人工配合将过渡区滚落到垫层区边的大于15cm以上的块石清除,然后再铺填垫层区料。
采用20t自行式振动碾,同时碾压垫层与过渡料,垫层、过渡区料必须与主堆石区一定范围平起上升。
各料区高差最大为40cm。
(2)过渡区与主堆石区交界面的处理:
先铺一层主堆石料,再铺一层过渡料,碾压一层过渡料然后再铺一层过渡料,在铺过渡前,先将主堆石料上游侧坡面上大于30cm的块石清除到下游侧,使过渡区与主堆石区有一个平顺的过渡。
每上升一层主堆石料,上升二层过渡料。
第二层过渡料与该层主堆石料同时碾压。
(3)主堆石区料与下游堆石区料交界面处理:
由于主堆石区料可侵占下游堆石区料,因此铺料时,先铺主堆石料,然后再铺下游堆石区料。
主堆石料铺料厚度为90cm,下游堆石料铺层厚度为100cm,因此先铺筑一层主堆石料,再铺下游堆石料一层,接合面采用缓坡顺接,然后用振动碾同时进行碾压,主堆石料上升5层后即与下游堆石料上升的4层平层。
5.6.2坝内层间接缝部位
由于坝体填筑采取了分区填筑的方式进行施工坝体先填筑区与后填筑区之间存在坡面衔接问题。
为确保填筑质量,便于与同层相邻两段交接带的良好衔接,在超前填筑过程中,在能采取预留台阶收坡的方式进行施工情况下,尽可能采用台阶收坡法,台阶的预留宽度不小于1.0m。
在进行相邻区域填筑的时候,先人工剔除接坡大块径石渣,以免出现架空现象,铺筑层厚同预留台阶高,并在对后填坝料碾压时,重点对接缝进行骑缝碾压。
对于立面上分区所形成的接坡,其预留的临时边坡一般在1:
1.5~1:
2.0,此时,一般采用推土机对预留的临时边坡逐渐削坡,并与新填筑层一同碾压。
如图6所示。
图6坝内接坡处理示意图
5.6.3坝体与岸坡接坡部位
靠近岸边地带按设计要求采用最大粒经不大于300mm的过渡料或小区料铺填,以防出现架空现象。
过渡料宽度为2m,铺层厚度为堆石料的一半,采用20T自行式振动碾顺坡进行碾压,局部采用手扶振动碾进行碾压。
在铺筑两层过渡料后开始铺筑堆石料,并使过渡料与堆石料一并碾压。
5.6.4上坝路与坝体结合部位
上坝路与坝体结合部,坝区内采用坝体相同料区的石料进行分层填筑。
填筑质量按相同区料的填筑要求控制。
当坝体填筑上升掩盖该路段时,路两侧的松渣采用反铲分层挖除至相应填筑层,一起平料碾压。
坝区外下游侧路段与坝体接触部位,待该路段完成运输任务后,再采用反铲挖除,并清理松渣,按坝后干砌块石要求砌筑块石。
上游跨趾板栈桥拆除后,其趾板下游侧坝基按填筑基础要求进行处理。
5.7大坝各分区料的填筑施工
5.7.1大坝垫层料区(2A)的填筑
垫层料位于坝体最上游侧,是面板的基础。
垫层料水平宽3m,铺层厚度40cm。
垫层料由砂石加工系统生产。
在铺料时,先把3A料上游坡面上大于20cm的料清除到下游面。
垫层料采用3m3装载机装10t自卸汽车运到工作面卸料,采用推土机平料。
为保证水平碾压质量,确保水平宽度碾压到位,铺料时每层往上游水平方向超填20~30cm,上游坡面在挤压边墙上设临时挡渣板,拦挡超填部分的垫层料,垫层料必须严格按最佳含水量控制洒水,特别是新生产的垫层料要严格控制加水,否则容易产生“橡皮土”现象。
每层垫层料与同层过渡料一起碾压。
碾压参数根据试验结果实施(试验结果见表3.1)。
5.7.2大坝过渡料区(3A)的填筑
3A过渡料位于主堆石料与垫层料之间,对垫层料起反滤作用。
过渡料主要从石料场采用控制爆破开采。
加水量按10%~15%控制,实际加水量通过碾压试验确定。
过渡料水平宽度3m,填筑层厚45cm,采用18t自行振动碾碾压。
碾压参数经试验确定的并报监理人批准的实施,3A区铺料前,采用反铲配合人工将3B区滚落到3A区及边缘的大于30cm的块石清除,3A区料碾压与同层的2A料同时进行。
5.7.3大坝主堆石区(3B)的填筑
3B料是大坝的主体,起着骨架作用,主堆石料来源于石料场开采的新鲜灰岩,主要用3m3挖掘机挖装,20t自卸汽车运到工作面,采用220HP以上的推土机进行平料,18t振动碾碾压,平料时,在工作面两侧及前进方向,每20m放置由一个80cm长的标志杆,以控制铺料厚度,标志杆有专人负责挪动,当推土机平料前进时,及时向前挪动,并指挥推土机平料,前进法卸料及平料时,大粒径石料一般都在底部,不容易造成超厚,使平料后的表面比较平整,振动碾碾压时,不致因个别超径块石突起而影响碾压质量。
一旦发现超径块石则用反铲从铺料层中挖除,运到其它3B料区并采用冲击锤破碎,再和下次填料混合填入坝体中。
主堆石料加水按15%~20%控制。
主堆石料加水以坝内加水为主、坝外加水为辅。
主堆石料区上游侧按设计或者监理人允许的宽度,与过渡料、垫层料平起上升,高差不超
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