一、工程概述
本水库大坝为风化料斜墙防渗堆石坝,最大坝高 31 m,坝顶长度 186 m,坝顶宽 5 m,上下游边坡为 1:2~1:1.4,并用干砌块石护坡。大坝由下游坡面干砌块石、碾压堆石区、坝体内防渗土工布、坝体内干砌块石、风化料斜墙及迎水面复合土工膜和上游干砌块石组成,填筑总量约 13.7 万 m3。
二、施工总体安排
大坝填筑在枯水期,先完成上游段,分段底宽65 m,坝体填筑至高程 60.5 m,上游粘土斜墙填筑完成。汛期可进行下游段施工。当下游段填筑至高程 60.5 m 即与上游段齐平,整个大坝均衡上升。大坝以高程 60.5 m 分界填筑分成 2 期,第 1 期:7.7万 m3,每月强度 2.5 万 m3,风化料区填至标高 60.5;第 2 期:6 万 m3,每月强度 2 万 m3,各期填筑强度应尽量均衡合理,完成坝体填筑。坝体填筑的道路布置 1#右岸施工便道、2#左岸施工便道上坝。
三、大坝填筑各区料的施工方法、施工工艺及质量控制
1. 填筑单元施工程序
填筑单元平面测量各区料边线测量洒白灰进料、卸料洒水平料、洒水碾压超径石处理、补碾挖坑取样单元验收。
2. 大坝填筑单元的划分
为了使大坝填筑各个工序尽量连续施工,不停顿,填筑时划分成若干单元,每个单元面积控制在2 000~4 000 m2 为宜。一个单元在填筑,另一个单元在洒水碾压,第三个单元已经通过验收,照此循环往复。
3. 堆石料的洒水
坝内洒水管采用 DN50 胶皮软管,软管与 DN100 支管相连,支管与右岸施工水池相接。石料上坝前在坝外加水充分湿润,上坝平料后应严格控制在最优含水量的±3%范围内。
4. 上坝料的运输与卸料
采用 15 t 自卸汽车运输,风化料采用后退法卸料,其他堆石料采用进占法卸料。
5. 平料
(1)每个填筑单元布置 1 台 D8L 推土机,自卸汽车卸料后进行平料。推土机平料过程中,将超径石剔出推至填筑面前方 20 m 之外,用手风钻打孔放解炮处理或用冲击锤解小。
(2)层厚控制:在距填筑面前沿 4~6 m 距离设置移动式标杆,推土机操作手应根据标杆控制填料层厚,避免超厚或过薄。
(3)粗细料交错填筑时,只允许细料侵占粗料部位,不允许粗料侵占细料。由粗粒料到细粒料的界面上,因卸料造成大粒径堆集,应用反铲清理。风化料在设计线范围内应在上游加宽铺填至少 30 cm 以上,保证密实度。
(4)分块、分条带填筑时,先后块间高差不宜过大,不应超过 30 m,且先填块应按每上升 5 m 左右预留台阶,台阶宽度不小于 3 m。
6. 水平碾压
采用 12 T 振动碾碾压,边角用手扶式振动碾薄层夯实。行进速度必须控制在 2.0 km/h 以内,碾压方向应顺坝轴线,岸坡可沿坡脚碾压,碾压遍数应以压痕为准,不得少于设计要求遍数。先后块间的界面要加强处理,先填块台阶间边坡上松散石料2~3 m 厚应扒至后填块分散。逐层碾压时,界面处要增加碾压遍数 3~4 遍。边角部位应用振动板或手扶碾加强压实。
振动碾水平碾压时,靠近分期分块的接缝处有50 cm 不能靠近。另外,接缝处的斜坡面 2~3 m 深范围,是松散体或半压实体,达不到设计干密度,利用反铲,将接缝 3 m 高、2~3 m 深的碴料扒到待铺料的填筑面上,与该填筑层一起水平碾压。为确保接缝处的干密度达到设计要求,接缝扒料范围应加碾 4~6 遍。
大坝两岸坝肩接头区碾压,采用过渡料,振动碾沿坝肩碾压。一个填筑单元的起始碾压条带(一个滚筒宽度)应加碾 6 遍。
7. 风化料上游坡面的修坡:以反铲修坡为主,人工修坡为辅
风化料每上升 2 m(即 5 层),进行一次修坡处理。反铲削坡的控制底线为垫层料上游坡面设计线以上 5 cm,剩下的工作由人工进行。反铲削坡完成后,采用网点控制人工修坡,方法是:坡面上按 5×5 m 网格布点,插上钢筋,用细尼龙线绑在钢筋上,工人按尼龙线的标定削坡至设计线。人工削坡时,网格测量应准确无误,控制准确;根据施工经验,斜坡碾压后,坡面压缩度在 10~15 mm 之间,故削坡放线时,应留有 15 mm 的余度;考虑到坝体的沉降变形,坡面保护之前,应对已碾压完成的坡面重新进行网格测量,凸起的部位削掉,凹陷的补填,并重新碾压。
8. 斜坡碾压
牵引设备选用国产 40 t 定型牵引机;振动碾选用国产 YZ10L 牵引式振动碾,滚筒重 10 t。碾压前坡面洒水湿润,但不可大于最优含水量,湿润层控制在 5~10cm;牵引机布置在填筑坝体的顶面上,离平台上游边线 2 m 的距离;采用静碾、动碾相结合的方式,先静碾 2 遍,再半振碾压 4 遍)。振动碾的行走速度应严格控制,一般为 1.5 km/h,过快将造成垫层料粗颗粒滚落,碾压不密实;斜坡碾压的搭接压痕应不小于 15 cm,严禁漏振; 斜坡碾压完成后,应尽快进行坡面保护,以防雨水冲刷和人为蹬踏破坏。
四、大坝填筑的测量控制
每个填筑单元碾压完成后,都必须进行平面测量,10×10 m 网格控制;将测量的各点高程与该层填筑前的测点高程相减,即得出该填筑层各点的实际厚度。若符合设计要求,才能进行下一层次的铺料。填筑单元内的各区填筑料的界线严格测量放线,插标杆并洒上白灰作为铺料的控制界线。
五、大坝填筑的质量检验
通过质量检验,确定填筑体的干密度、孔隙率、料物级配、渗透系数、填筑层厚度等项指标,为评价填筑体施工质量提供依据。
(1)风化料的质量控制。平面干密度检测采用试坑法检测,试坑所用护环直径为 50 cm。先放置护环并尽量使其处于水平位置,然后在护环内挖坑。试坑尽量挖成圆柱形,挖出的料物放在塑料布上以备室内试验。试坑应一直挖到两个填筑层的交界面处,并测量填筑层实际厚度。坑内铺设塑料薄膜,使薄膜尽量紧贴坑壁,再用带有水表的水管向坑内注水至护环顶部,记录注水量。斜坡干密度检测采用沙瓶灌沙法。
风化料渗透系数检测:渗透试验为垂直渗透,渗透环刀φ50 cm×h30 cm,并带有溢流管,供水筒(φ20 cm×h50 cm)上装标有刻度的测压管。每次试验时间视渗透速度而定,可取 10 min、15 min、20 min 等,渗透系数取平均值。
(2)堆石料的质量检测采用试坑注水法,过渡料护环直径 100 cm,主堆石料和次堆石料护环直径 180 cm,操作程序与垫层料平面质量检测相同。
本水库大坝为风化料斜墙防渗堆石坝,最大坝高 31 m,坝顶长度 186 m,坝顶宽 5 m,上下游边坡为 1:2~1:1.4,并用干砌块石护坡。大坝由下游坡面干砌块石、碾压堆石区、坝体内防渗土工布、坝体内干砌块石、风化料斜墙及迎水面复合土工膜和上游干砌块石组成,填筑总量约 13.7 万 m3。
二、施工总体安排
大坝填筑在枯水期,先完成上游段,分段底宽65 m,坝体填筑至高程 60.5 m,上游粘土斜墙填筑完成。汛期可进行下游段施工。当下游段填筑至高程 60.5 m 即与上游段齐平,整个大坝均衡上升。大坝以高程 60.5 m 分界填筑分成 2 期,第 1 期:7.7万 m3,每月强度 2.5 万 m3,风化料区填至标高 60.5;第 2 期:6 万 m3,每月强度 2 万 m3,各期填筑强度应尽量均衡合理,完成坝体填筑。坝体填筑的道路布置 1#右岸施工便道、2#左岸施工便道上坝。
三、大坝填筑各区料的施工方法、施工工艺及质量控制
1. 填筑单元施工程序
填筑单元平面测量各区料边线测量洒白灰进料、卸料洒水平料、洒水碾压超径石处理、补碾挖坑取样单元验收。
2. 大坝填筑单元的划分
为了使大坝填筑各个工序尽量连续施工,不停顿,填筑时划分成若干单元,每个单元面积控制在2 000~4 000 m2 为宜。一个单元在填筑,另一个单元在洒水碾压,第三个单元已经通过验收,照此循环往复。
3. 堆石料的洒水
坝内洒水管采用 DN50 胶皮软管,软管与 DN100 支管相连,支管与右岸施工水池相接。石料上坝前在坝外加水充分湿润,上坝平料后应严格控制在最优含水量的±3%范围内。
4. 上坝料的运输与卸料
采用 15 t 自卸汽车运输,风化料采用后退法卸料,其他堆石料采用进占法卸料。
5. 平料
(1)每个填筑单元布置 1 台 D8L 推土机,自卸汽车卸料后进行平料。推土机平料过程中,将超径石剔出推至填筑面前方 20 m 之外,用手风钻打孔放解炮处理或用冲击锤解小。
(2)层厚控制:在距填筑面前沿 4~6 m 距离设置移动式标杆,推土机操作手应根据标杆控制填料层厚,避免超厚或过薄。
(3)粗细料交错填筑时,只允许细料侵占粗料部位,不允许粗料侵占细料。由粗粒料到细粒料的界面上,因卸料造成大粒径堆集,应用反铲清理。风化料在设计线范围内应在上游加宽铺填至少 30 cm 以上,保证密实度。
(4)分块、分条带填筑时,先后块间高差不宜过大,不应超过 30 m,且先填块应按每上升 5 m 左右预留台阶,台阶宽度不小于 3 m。
6. 水平碾压
采用 12 T 振动碾碾压,边角用手扶式振动碾薄层夯实。行进速度必须控制在 2.0 km/h 以内,碾压方向应顺坝轴线,岸坡可沿坡脚碾压,碾压遍数应以压痕为准,不得少于设计要求遍数。先后块间的界面要加强处理,先填块台阶间边坡上松散石料2~3 m 厚应扒至后填块分散。逐层碾压时,界面处要增加碾压遍数 3~4 遍。边角部位应用振动板或手扶碾加强压实。
振动碾水平碾压时,靠近分期分块的接缝处有50 cm 不能靠近。另外,接缝处的斜坡面 2~3 m 深范围,是松散体或半压实体,达不到设计干密度,利用反铲,将接缝 3 m 高、2~3 m 深的碴料扒到待铺料的填筑面上,与该填筑层一起水平碾压。为确保接缝处的干密度达到设计要求,接缝扒料范围应加碾 4~6 遍。
大坝两岸坝肩接头区碾压,采用过渡料,振动碾沿坝肩碾压。一个填筑单元的起始碾压条带(一个滚筒宽度)应加碾 6 遍。
7. 风化料上游坡面的修坡:以反铲修坡为主,人工修坡为辅
风化料每上升 2 m(即 5 层),进行一次修坡处理。反铲削坡的控制底线为垫层料上游坡面设计线以上 5 cm,剩下的工作由人工进行。反铲削坡完成后,采用网点控制人工修坡,方法是:坡面上按 5×5 m 网格布点,插上钢筋,用细尼龙线绑在钢筋上,工人按尼龙线的标定削坡至设计线。人工削坡时,网格测量应准确无误,控制准确;根据施工经验,斜坡碾压后,坡面压缩度在 10~15 mm 之间,故削坡放线时,应留有 15 mm 的余度;考虑到坝体的沉降变形,坡面保护之前,应对已碾压完成的坡面重新进行网格测量,凸起的部位削掉,凹陷的补填,并重新碾压。
8. 斜坡碾压
牵引设备选用国产 40 t 定型牵引机;振动碾选用国产 YZ10L 牵引式振动碾,滚筒重 10 t。碾压前坡面洒水湿润,但不可大于最优含水量,湿润层控制在 5~10cm;牵引机布置在填筑坝体的顶面上,离平台上游边线 2 m 的距离;采用静碾、动碾相结合的方式,先静碾 2 遍,再半振碾压 4 遍)。振动碾的行走速度应严格控制,一般为 1.5 km/h,过快将造成垫层料粗颗粒滚落,碾压不密实;斜坡碾压的搭接压痕应不小于 15 cm,严禁漏振; 斜坡碾压完成后,应尽快进行坡面保护,以防雨水冲刷和人为蹬踏破坏。
四、大坝填筑的测量控制
每个填筑单元碾压完成后,都必须进行平面测量,10×10 m 网格控制;将测量的各点高程与该层填筑前的测点高程相减,即得出该填筑层各点的实际厚度。若符合设计要求,才能进行下一层次的铺料。填筑单元内的各区填筑料的界线严格测量放线,插标杆并洒上白灰作为铺料的控制界线。
五、大坝填筑的质量检验
通过质量检验,确定填筑体的干密度、孔隙率、料物级配、渗透系数、填筑层厚度等项指标,为评价填筑体施工质量提供依据。
(1)风化料的质量控制。平面干密度检测采用试坑法检测,试坑所用护环直径为 50 cm。先放置护环并尽量使其处于水平位置,然后在护环内挖坑。试坑尽量挖成圆柱形,挖出的料物放在塑料布上以备室内试验。试坑应一直挖到两个填筑层的交界面处,并测量填筑层实际厚度。坑内铺设塑料薄膜,使薄膜尽量紧贴坑壁,再用带有水表的水管向坑内注水至护环顶部,记录注水量。斜坡干密度检测采用沙瓶灌沙法。
风化料渗透系数检测:渗透试验为垂直渗透,渗透环刀φ50 cm×h30 cm,并带有溢流管,供水筒(φ20 cm×h50 cm)上装标有刻度的测压管。每次试验时间视渗透速度而定,可取 10 min、15 min、20 min 等,渗透系数取平均值。
(2)堆石料的质量检测采用试坑注水法,过渡料护环直径 100 cm,主堆石料和次堆石料护环直径 180 cm,操作程序与垫层料平面质量检测相同。