混凝土面板堆石坝施工组织设计

第七章混凝土面板堆石坝

7.1.1 工程概况

拦河坝为钢筋混凝土面板堆石坝，布置于推荐的下坝址，即xx村下游2.5km滴水河拐弯处。水库的正常蓄水位287.0m，坝顶高程289.00m，坝顶宽6.0m，坝顶长181.93m。坝顶设防浪墙一道，墙高1.2m。最大坝高71.0m。堆石坝的上下游坝坡均为1：1.4，为碾压式堆石坝，坝的上游面设钢筋混凝土面板止水防渗，面板底面设趾板，趾板下设帷幕灌浆防渗；坝的下游面采用干砌块石护坡。

坝址沿坝轴线以石英砂岩为主，岩石呈坚硬至中等坚硬，最低抗压强度为25MPa，能满足各种类型坝基的抗压强度要求。岩层走向与坝轴线呈45°交角，岩层倾角10°～15°，右岸倾向山体，对工程地质有利。左岸倾向河床略偏下游，对边坡稳定不利，但岩石倾角较缓，影响不大。坝基岩体质量类型为：河中BⅢ类岩体，两岸BⅣ类岩体。作为中～高土石坝基础，能满足工程设计要求。

坝区两岸岩石物理风化深，岩石破碎较强，沟谷发育，且切割较深，冲沟出口处常有砂卵石堆积，对库区淤积具有一定的影响。

多年平均气温为17℃，极端最高气温32.6℃，极端最低气温为－5.6℃，多年平均降雨量1824.0mm, 多年平均相对湿度为83%，平均风速1.8ｍ/ｓ，在定时观测以外的实测瞬时最大风速大于40m/s，风向东。坝址上游积雨面积285km2，多年平均流量12.3m3/s，年平均径流量3.8789亿m3。校核洪水下泄流量2690 m3/s，设计洪水下泄流量1590m3/s。导流期10月至次年3月，5年一遇洪水，导流期流量120 m3/s。坝体渡汛洪水标准为20年一遇洪水，洪峰流量1250 m3/s。

7.1.2 主要工程量

本标大坝工程主要工作内容包括：砂卵石层开挖，石方开挖，C20钢筋混凝土趾板施工，特殊垫层区、地基反滤层施工，主堆石区、下游堆石区填

筑，过渡区、垫层区填筑，C25钢筋混凝土面板，C20钢筋混凝土防浪墙，钢筋制安，下游坝面干砌石护坡，细部构造，其他与土建相关工程。主要施工工程量见下表：

堆石坝主要工程量表7.1-1

根据左、右岸现有道路情况，结合坝体开挖和填筑的实际需要，修建一些临时道路，结合施工总布置，坝区施工道路具体布置如下：1．1#道路

由进场上坝公路沿左岸延伸至上游围堰，长900m，宽度8m。最大纵坡5%，泥结石路面。

2．4#道路

由左岸1＃道路240.00m高程左右连接，延伸至上游大坝左坝肩270.00m

左右高程，道路全长400m，宽度8m。最大纵坡7.5%，泥结石路面。

3．5#道路

接4#道路255.00m左右高程到左坝肩290.00m高程平台，施工道路全长350m，宽度8m。最大纵坡12%，泥结石路面。

4．6#道路

接4#道路250.00m左右高程连接左岸Ⅱ号石料场，施工道路全长320m，宽度8m。最大纵坡9%，泥结石路面。

5．7#道路

由1#道路分支至大坝基坑的施工道路，全长约280m，宽度8m。最大纵坡8%，泥结石路面。

6．8#道路

连接左右岸的施工道路，布置在弃渣场附近，道路全长120m，宽度8m。最大纵坡5%，泥结石路面。

6．9#道路

由进场永久上坝公路过河经右岸河滩到大坝右坝肩250.00m左右高程，结合永久上坝公路布设，道路全长170m，宽度8m。最大纵坡6%，泥结石路面。

8．3#道路

结合永久上坝公路而成的临时施工道路，到右坝肩265.00m左右高程，道路全长650m，宽度8m。最大纵坡6%，泥结石路面。

9．10#道路

接3#道路至右岸溢洪道，再到右岸坝肩，道路全长450m，宽度8m。最大纵坡9%，泥结石路面。

7.2.2 施工风水电系统

1、施工供风系统

坝区施工开挖、浇筑供风采用VF--12/7-c移动式柴油空气压缩机2台，随开挖、浇筑工作面移动，直接向用风设备供风。

趾板灌浆用风，引用溢洪道开挖布置的空压站风系统，4＇供风管拉向各施工工作面。

2、施工供水系统

坝区施工供水采用4＇钢管从水池（见施工总布置）引到大坝右岸，接3＇及1.5＇钢管引向各用水工作面，大坝填筑过程中填料的施工用水，采用洒水车运洒。

3、施工供电系统

坝区施工主要是照明及浇筑振捣等小型用电器用电，采用95mm2的输电线引380V/220V电源到坝区。照明采用1000W卤钨灯和3500W的探照灯，保证夜晚施工照明要求。

7.2.3 施工机械

根据工程进度计划和施工强度，坝区工程在开挖时采用Roc742液压钻配TY28手风钻造孔爆破，CAT320和PC220挖掘机、TY220推土机、15t 自卸汽车联合进行挖装运作业。填筑施工采用10T振动平碾、16T振动平碾、10T斜坡碾、TY220推土机、15T自卸汽车、CAT320或PC220挖掘机、CAT320BL长臂挖掘机、CAT938装载机等联合作业。浇筑采用面板滑模、混凝土罐车、15T自卸汽车、HB60混凝土泵机等联合作业。

7.3.1 进度规划

根据施工总进度计划要求，大坝工程于2004年9月1日开工后，立即进行岸坡石方开挖，计划到2004年10月31日完成；2004年10月20日完成围堰防渗及基坑排水后，10月21日开始河床开挖，计划2004年10月31日开挖完成，2004年11月1日～2004年11月5日完成石方保护层开挖；2004年11月6日开始趾板混凝土浇筑，趾板施工一直持续到2005年2月28日，同时从2005年1月1日起进行趾板固结灌浆，滞后进行帷幕灌浆；

在河床部位趾板达到70％的强度后，也就是2004年11月20日开始坝体填筑，2005年1月31日填筑到275.00m高程；开始浇筑275.00m以下面板，在2005年2月28日浇筑275.00m以下面板完成后进行275.00m～287.50m 高程的坝体填筑，填筑达到287.50m于2005年4月1日～2005年4月30日，完成所有面板施工。面板施工完成后，接着防浪墙的混凝土施工，用时一个月；287.50m以上高程的坝体填筑从2004年6月1日开始，6月10日结束。坝面其它结构在2005年6月30日前全部完工。

具体的施工进度见施工总进度计划。

7.3.2 施工程序

堆石坝区施工程序见下图：

7.3.2 土石平衡规划

见第六章土石平衡规划。

7.4.1 水文气象

滴水河流域地处大瑶山区，受季风环流影响，属于湿热多雨的亚热带气候区域xx县的多年平均气温为17℃极端极端最低气温为－5.6℃，1824.0 多年平均相对湿度为83%，平均风速1.8ｍ/ｓ，在定时观测以外的实测瞬时最大风速大于40m/s，风向东。3.8789年一遇洪水，渡汛洪水标准为20年一遇洪水，洪峰流量1250m3/s。

xx水库设计年径流成果表表7.4-1

xx水库设计洪峰、洪量成果表表7.4-2

7.4.2 导流方式

7.4.3 导流标准

7.4.4 围堰布置及主要工程特性

7.4.4.1 围堰布置

坝址处河道纵坡较大，上游截流后坝址下游有少量积水，

7.4.4.2 围堰设计

7.4.4.3 围堰主要特性表

7.4.5.1. 截流时间与设计流量

7.4.5.2. 截流方式

7.4.5.3. 截流施工

（1）施工程序

土工膜作为上游围堰防渗结构，其施工程序如下：

土工合成材料进货检验→拼接工艺试验→围堰填筑前基底清理→现场粘接第一层土工膜→取样验收合格后进行土工膜拼接、塑料薄膜覆盖接头、→及时回填细料覆盖→土工膜上层粘土填筑。

（2）土工膜粘接工艺

①整形及粘合面制作：在备料棚内将土工膜展开进行全面检查、修补剪除不合格部分，裁边整形。用脱膜剂将土工膜两侧附膜分别剥离8cm宽制作粘合面，凉干后卷成筒状待用。

②清理粘接部位：在现场粘接部位铺垫防水雨布，上放平整木板，清扫粘接面油污和灰尘，保持粘接面干燥。

③粘合剂配制及粘接工具准备：施工前进行土工膜粘合剂的强度、水解、

水平渗透等试验，施工时严格按试验确定的配比配制主膜胶液。

④第一层土工膜（附膜）粘接：两节剥离开的土工膜附膜粘接端平放在木板上，全面均匀涂刷一层粘胶，待胶干不粘手时，再均匀涂刷一层并干至不粘手，将它们彼此粘合，并充分推压、木榔头锤击，确保粘合密实。

⑤主膜粘接：按上述方法用主膜胶液将土工主膜粘接密实。

⑥主附膜间粘接：主膜粘接4小时后进行自检，经监理工程师验收合格后，按上述步骤④的方法粘接主附膜。

（3）质量控制要点

①严把进货检验关，确保土工膜的性能指标符合规范要求。

②土工膜的拼接方式及搭接长度应满足施工规范的要求，粘接施工工艺应按粘接试验工艺操作。

③确保土工膜与基础联结牢固、密实，与支持层之间应压平贴紧，避免架空，清除气泡，以保证安全。

④铺设面上应清除一切树根、杂草和尖石，保证铺设砂砾石垫层面平整，不允许出现凸出及凹陷的部位，并碾压密实，排除铺设工作范围内的所有积水。

⑤土工膜应按“之”字形铺设，其具体折皱高度及折皱角度满足施工规范要求。

⑥铺设过程中，作业人员不得穿硬底或带钉的鞋，不准直接在土工合成材料上卸放、敲打护坡块石，严禁一切可能引起材料破损的施工作业。

⑦规划好施工道路，当车辆、设备等跨越土工膜时，采取相应的保护措施。

⑧土工合成材料完成拼接和铺设后，及时回填覆盖，当回填厚度大于30cm 时，才允许采用轻型碾压实，不得使用重型或振动碾压实。7.4.5.4. 堰体加高、加固

7.4.6 基坑排水

7.4.6.1 排水设施布置

7.4.6.2＂一枯＂施工期排水

由于坝址处河道纵坡较大，截流后在坑内大量积水可自行排除，考虑初期基坑少量排水7.4.6.3 基坑排水设备选择表

7.4.8 围堰拆除

7.4.9 资源配置

7.5.1.1 施工顺序

土石方开挖严格遵循自上而下分层开挖的原则。进场后先开始临时施工道路的修筑，再进行左右岸坝坡清表剥离及土方开挖，石方开挖滞后进行，截流后进行河床覆盖层砂卵石的开挖。开挖施工见“坝区开挖施工布置示意图”CD-07-02。

7.5.1.2 施工方法

覆盖层及砂卵石开挖首先采用人工配合PC220、CAT320挖掘机、TY220推土机清理表面，排除地表水，清除表层淤泥、树根及杂物，然后用PC220、CAT320挖掘机挖装15T自卸汽车运输弃渣，TY220推土机配合集渣。

石方开挖在覆盖层开挖完成后进行，先用手风钻将出露的岩石顶面凸凹不平部分钻爆整平，大面清理整平后，自上而下预留保护层分层开或梯段爆破。边坡采用预裂或光面爆破成型，ROC742液压钻机配合YT28手风钻钻爆。建基面预留1.5m厚保护层，开挖采用手风钻造孔爆破。TY220推土机集渣配合PC220、CAT320挖掘机装渣，15T自卸汽车运输弃渣。

7.5.1.3 进度及强度

根据施工进度计划安排，坝体土石方开挖工程从2004年8月15日起进行临时施工便道的修筑，计划15天完成；2004年9月1日～2004年10月31日，进行左右岸的坝坡开挖；同时在2004年10月20日围堰及其防渗设施、基坑闭气及排水完成后，进行河床段的开挖，

所有的开挖工作在2004年11月5日前完成，具备坝体填筑施工条件。

开挖工作历时3个月，开挖施工强度见下表：

土石方开挖强度表表7.5-1

坝区开挖石方23460m3、砂卵石4030 m3；围堰填筑可利用石方11466 m3，余下部分石方可利用于回填的堆放于坝区附近，不可利用部分及清表剥离的植被、土方全部弃于指定的弃渣场。砂卵石开挖后全部运到骨料筛分系统处理，用于混凝土工程和坝体填筑。

7.5.2 开挖道路

左坝坡开挖依次利用5＃、4＃、1＃道路，最后利用7＃道路。

右坝坡开挖先利用10＃道路，从坝顶开挖到265.00m高程时利用3＃道路，最后利用9＃、7＃道路。

河床开挖在截流后利用7＃道路进行。

请见“坝区施工道路布置图”CD-07-03。

7.5.3 施工流程

土石方工程施工流程图

7.5.3.1 施工准备

1 测量

进场后我单位技术人员会同监理工程师测量人员接收控制点，用全站仪和水准仪校核控制网，增设施工控制网点，测量精度符合有关规范要求；按规范要求测绘地形图和纵横断面图并校核工程量；向监理工程师提交测量成果资料，用全站仪测放开挖边线、高程、桩号；在施工过程中严格控制超欠挖，并将基础开挖等测绘成竣工断面图及工程量表。

2 植被清理

进场测量放线后，在工程施工用地采用人工配合推土机、装载机或反铲等机械设备进行植被清理，并按监理工程师指定地点进行堆放，植被清理按合同要求清理至最大开挖线或建筑物基础边线外侧至少5m。

3 设置排水系统

边坡排水：沿边坡开挖的工程，为保护其开挖边坡免受雨水冲刷，按施工图纸的要求开挖并完成边坡上部永久性山坡截水沟的施工，上部未设置永久性山坡截水沟的边坡面，设置临时山坡截水沟，沟尺寸0.4×0.4m。在边坡坡脚和道路的坡脚，均挖0.4×0.4m排水沟，将雨水和边坡渗水及时引排，保护边坡坡脚的稳定。

基坑排水：在平地或凹地进行施工时，为保持基坑能经常处于干燥、坚固的稳定状态，旱地进行施工，将影响基础稳定和旱地施工的地面水和地下水予以拦截，引导到基础范围以外。根据现场施工条件，在开挖区周围设置挡水坎或开挖周边截水沟，防止场外水流进入施工场地；基坑内设置集水坑定点抽排。

7.5.3.2 覆盖层及砂卵石开挖

开挖采用PC220、CAT320挖掘机、TY220推土机、15t自卸车联合作业，自上而下分层分段开挖。

左右岸坡开挖从上至下分层分段依次进行，严禁自下而上或采取倒悬的

开挖方法，先由人工进行开口处的剥离撬挖，人工翻渣，当宽度允许时采用PC220或CAT320挖掘机开挖并下翻，人工修整坡面。开挖的边坡在开挖时预留30～50cm的修坡余量，用人工修整，以满足施工图纸要求的坡度和平整度。施工中随时做成一定的坡势，以利排水，开挖过程中避免在边坡稳定范围形成积水。岸坡易风化崩解的土层，开挖后不能及时回填的，保留保护层，在回填前进行开挖。坝肩岸坡的风化岩块、坡积物、残积物和滑坡体按施工图纸要求开挖清理，并在填筑前完成，禁止边填筑边开挖。

河床部位开挖在动作截流后进行，采用PC220、CAT320挖掘机挖装配合TY220推土机集渣。坝体底部保留的砂砾石层，布置方格网点进行取样检验，或挖探井检查，根据其密度与级配按监理人指示确定保留的范围和厚度，不合格的部位应予挖除。

7.5.3.3 石方开挖

开挖自上而下分层、分段进行，开挖的钻孔设备以ROC742液压钻机为主，手风钻配合，坝肩岩石面采用光面爆破或预裂爆破，趾板上、下边坡采用光面爆破，梯段开挖必须按设计给趾板建基面留足1.5m保护层，采用手风钻钻爆。

钻孔：按放好样的孔位和设计好的孔网参数进行钻孔。钻孔时要力求准确性，确保爆破时能达到预期爆破效果。

装药：装药前应按孔网参数对炮孔进行验收，然后重新计算每孔装药量，根据计算结果进行装药。

网络连接：网络按爆破设计进行连接，网络连接工作由熟练的炮工操作，确保网路通畅，爆破达到预期效果。

爆破：爆破前必须做好警戒工作。爆破顺序为：预裂爆破→梯段爆破。预裂爆破应先完成或和其它爆破孔一次爆破，但必须比其它爆破孔提前100ms起爆。

初步拟定爆破参数，现场施工时根据爆破实验调整。石方开挖爆破参数设计见下表：

爆破参数设计表表7.5-2

在施工期间定期对边坡的稳定进行监测，若出现不稳定迹象时，及时通知监理人，并立即采取有效的支护措施确保边坡的稳定。拟采用插筋、锚杆、挂钢筋网、喷混凝土的支护方式进行边坡的稳定保护。

7.5.3.5 出碴

开挖弃渣采用挖掘机将开挖料装到15T自卸车，运至大坝下游的弃渣堆放场或用于围堰施工。若可用于工程回填的合格料则按监理工程师的指示

就近堆放，作回填料。

7.5.4 质量安全保证措施

7.5.4.1 质量保证措施

为使开挖爆破后建基面的质量能满足水工建筑物的要求，爆破工程必须严格遵守国家有关规定，其主要措施为：

1、严格按我局的ISO9002质量管理体系进行施工，确保各工序的施工质量。每次爆破编制爆破设计图，钻孔施工按设计孔位钻孔，孔口偏差不大于±5cm，孔底偏差不大于±10cm。

2、装药前检查钻孔并作详细记录，保护层开挖孔底柔性垫层材料应仔细测量，以确保基岩不受爆破振动影响。严格按爆破设计进行装药，控制最大单响药量。

3、严格按照设计图纸、监理工程师的指示，并按《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL47-94）的规定进行施工。不允许欠挖，控制开挖平整度。开挖出露的软弱岩层和构造破碎带区域要按施工图纸和监理工程师的指示进行处理。

4、预裂爆破严格按设计要求施工，确保半孔率达85%以上，对于特别破碎或不稳定的岩体，采用密钻孔、少装药，力求使爆破震动对边坡带来的影响控制在允许范围内；梯段爆破，利用孔间微差顺序爆破技术严格控制单响药量，减少爆破震动，确保开挖质量。

5、基础开挖后表面因爆破震动松动的岩石、表面呈薄片状和尖角突出的岩石以及裂隙发育或具有水平裂隙的岩石均采用人工清理。

6、建基面上的反坡、倒坡、陡坎、尖角、结构面上的泥土、锈斑、钙膜、破碎和松动岩块等须人工清理干净。

7、在新浇混凝土、新灌区、新喷锚支护区等部位附近爆破时，严格按有关规定进行专门的爆破设计和现场试验，并将结果报监理工程师审批，同