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[施工技术] 大坝填筑施工方案

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发表于 2017-3-8 20:53:53 | 显示全部楼层 |阅读模式

大坝填筑施工方案
1.概况
工程大坝填筑包括坝体填筑458.7万m3、右坝肩管理区5.3万m3,总计464.0万m3,左坝肩削坡78.2万m3,利用76.2万m3,总计划填筑521天,则坝体填筑月最大强度32万m3/月,日强度达12577m3/天。
坝体填筑计划工期17个月,2010年8月开始填筑至2012年的6月底。2011年6月底全坝段填筑到1028m高程,满足1028m高程的度汛要求。2012年6月底大坝填筑设计高程1054.0m后,预留预沉降高度0.4m,主河床坝段填筑至1054.4m高程,2012年底前修筑坝顶道路等工程。
坝体填筑按区、段、单元划分进行,坝面分三区,即:左岸坝肩填筑区、右岸坝肩填筑区、河床段区,每区分为三个独立工作面。先施工左、右坝肩段,再施工河床段。按照不同高程设上坝道路。
2.坝体填筑进度安排
21施工总体进度安排
按照设计要求,坝基开挖1006m高程,换填干净砂至1008m高程,作为大坝填土建基面。根据总进度计划和现场相关条件,2010年8月开始填筑右岸坝0+475~坝0+720坝段。9月开始填筑左岸坝0+135~坝0+350坝段,达到1014m高程。上游起小断面挡水,下游为防渗墙施工提供工作面,10月底截流后,加快纵向围堰拆除及河床段坝基开挖,为2011年大坝全断面填筑创造有利条件。
2.2主要节点工期
2010年10月底大坝截流,大坝左右坝段填筑高程达到1014m高程。
2010年11月底坝体上游小断面填筑高程达到1021m高程。
2011年6月30日大坝全断面填筑高程达到1028m满足度汛水位高程
2012年6月30日大坝填筑完工。
3  坝体填筑施工方法
3.1坝体填筑施工道路布置
3.1.1上坝道路布置采用岸坡与坝坡相结合的布置方式,上坝道路按双车道设计,两岸上坝主干道路面宽7m,最大纵坡控制在10%左右;坝体下游坡面的临时上坝道路路面宽7m,最大纵坡控制在10%以下。
3.1.2上坝道路
根据大坝填筑不同高程在下游坡修筑三条“之”字型上坝路,分别在1008~1023m、1023~1038m、1038~1054m高程布设。
3.2坝体填筑坝料平衡计算
本工程开挖料主要为大坝清基开挖料和左坝肩削坡量,清基料和削坡料不能用于坝体填筑,大坝清基土方开挖运至大坝上、下游进行平整,左坝肩削坡料用于坝前平台填筑。
(1)平衡依据:根据招标文件提供的坝料工程量和各时段坝体回填进度计划安排进行平衡。
(2)大坝回填总量458.7万m3,高塑性填土1.7万m3,垫层料0.7万m3,垫层料、排水体料及高塑性填土均随着坝体回填高度上升而同步上升。上坝料分期供给量应以基数乘以不同的松实系数和各种损耗系数最后求得,并在时间上有一定的提前量。
3.3.坝体填筑方法
3.3.1填筑原则
为了保证坝体施工的整体质量,填筑施工时,尽量保证坝面均衡上升,减少接坡。铺筑时,将填筑区划分为若干个作业段,铺料、平整、碾压平行流水作业。但必须待填筑层经监理工程师验收合格后方可进行下一层的施工。
3.3.2填筑程序
根据招标文件要求和施工进度计划安排,大坝填筑程序见下图:
3.3.4.主要施工方法
坝体施工坝体土料采用挖掘机或装载机在土料制备场装料,20t自卸汽车运输至作业面,进占法卸料,220推土机摊铺、整平。人工用测钎控制层厚,水准仪测平,人工整理边界,拣除杂物和大土块。20t凸块振动碾压实,碾压方向与坝轴线平行,错距法碾压,碾迹重叠宽度不小于20cm,严格掌握碾压遍数,防止漏压欠压,严禁横压。
3.3.5碾压试验
根据设计要求,试验室进行了室内及现场生产性碾压试验,确定了最优施工参数(铺土厚度、碾压机具、及碾压方法、碾压遍数、含水量、压实土的控制干密度等)及相应的铺筑工艺(挖、装运、卸料等)。具体碾压参数如下
1)碾压机具  
坝体填筑选用YZ-20T凸块振动碾压实;垫层料填筑以及边角地带采用平板振动夯夯实。
2)铺料厚度
坝料铺筑厚度45cm。
(3) 碾压遍数:
碾压遍数为单趟8遍,碾压速度:2~2.25km/h
(4) 控制干密度:填筑土料最大干密度1.80 g/cm3;填筑压实度为0.98;控制干密度不小于1.76g/cm3
5)上坝土料含水率控制在9%~14%之间。
3.3.6 坝基换填
根据设计院要求大坝建基面1008m以下至1006m范围内基础须进行细砂换填。坝基开挖至1006m高程后,采用井点降水将水位降至1005以下。然后采用装载机顺坝轴线方向对原基进行洒水碾压。原基碾压建基面以下0.5m相对密度不小于0.7。验收合格后,进行换填。铺土厚度和碾压方法以及控制指标与坝前平台填筑相同,碾压方向须顺坝轴线方向碾压。
3.3.7填筑施工
3.3.7.1 填筑前准备工作
(1)根据设计图纸及招标文件的规定,完成坝基清理及处理、施工期临时排水等各项基础处理工作;在坝基、岸坡及隐蔽工程验收合格并经监理工程师批准后,方可填筑。
2)首层铺土前建基面压实处理,干燥处理或洒水刨毛,探井钻孔等孔穴填塞,正常铺土前结合面及结坡接缝洒水刨毛(与混凝土结合面必须涂刷泥浆)
(3)在每层填筑前,用水准仪测出填筑前的高程,并打桩标明填筑的厚度。
3.3.7.2 填筑施工
挖掘机装车→自卸汽车运料至工作面→推土机平料 → 碾压压实、质检
王圪堵水库大坝填筑划分为三个分部工程,0+000~0+229为左坝肩分部工程,0+229~0+518为河床段分部工程,0+518~1+162为右坝肩分部工程。单元工程划分原则为每100米每一层为1个单元。
施工时按照单元划分工作面,例如:右坝肩0+518~0+618为一个单元,0+618~0+718为一个单元,填筑碾压时,可在每个单元范围内顺坝轴线方向划分为2~3个工作区,按三道工序划分为铺土区、碾压区、质检区,每个区的面积约50m×100m。
坝面填筑组织流水作业,将填筑段划分为若干工作段,每工作段分为铺料、平整、压实三个工作面,按流水组织施工。
                             
辅助作业队内部固定专业工作,实现专业化施工,保证施工中人、坝、机具三不闲,避免施工干扰,创造安全施工和联合机械化作业。
(1)铺土区:土料用20t自卸车运输,进占法卸料,(严禁在碾压完成的坝面上通车行驶)220HP推土机摊铺,人工捡拾杂物,达到铺层表面平整,铺筑时,采用每层测量的方法,严格控制铺土厚度,铺土厚度必须控制在40cm~45cm之间。上下游坝坡铺土边线应大于设计边线0.8m~1.0m。在填筑强度高峰期,除用插钎法控制厚度外,每八层测量10m×10m的方格网,复查铺土厚度和控制上下游边坡及坝面平整。经质检人员和监理工程师检测合格后进行碾压。
填筑示意图和自卸汽车进占法铺料:
(2)碾压区:每一填筑分区内用两台自行式凸块振动碾平行于坝轴线采用进退错距法进行碾压,碾压遍数为8遍,为增加碾压效果,在碾压前应洒水湿润,相邻两段交接带碾迹应彼此搭接,垂直碾压方向搭接宽度不小于0.3m~0.5m;顺碾压方向搭接宽度为1m~1.5m。质检人员和现场指挥同时监测碾压遍数和错距,不漏压和欠压。
边角地带,采用小型冲击夯(蛙式打夯机)夯实,保证与岸坡的良好连接。岸坡部分铺筑成反弧形,便于重型碾子沿坡碾压,保证坝体填筑的质量。
在碾压前根据上坝土料的含水量及当日的气温,现场技术负责人决定是否在坝面洒水。若需洒水,用洒水车在坝面洒水,洒水均匀、适量。
(3)质检区:碾压完毕后,质检人员进行取样检测干密度、含水量,碾压区取样检测合格,经监理人员检查批准后,方可进行下一层坝体填筑。
(4)接坡处理
在上坝土料回填中,由于施工场地和坝面安排布置的需要,需分段填筑时,在横向各段接茬处错开一定的距离(一般10m左右)保证压实质量。各段回填高差不能过大,一般控制在3m左右,其横向接缝坡度不得陡于1∶3。横向接缝按以下工艺进行施工:
a. 接坡前,对接坡坡面的松散“老土”经常洒水润湿,保持土料含水量;
b. 接坡时,对坡面“老土”的含水量进行取样检测,并将坡面分层清理至合格压实层,对清理出的含水量不合格土料弃至坝外,含水量合格土料可再次利用;
c. 分层摊铺时,对已清理出的接合部位坡面挖坑取样,合格后并经监理同意,再洒水、刨毛、铺土;
5)层间结合
对已碾压密实的土层,在铺土之前必须进行洒水处理,对停滞一段时间后又填筑的层面,在上土之前将干缩的土层钩松,洒水润湿,使土料含水调至正常施工含水量,然后重新碾压;对表面干裂严重的硬土块则挖除弃至坝外。当风力或日照较强时,在碾压过程中水分损失较大,在铺料与压实表面前均用洒水车洒水润湿,以保持合适的含水量。经取样检查合格后,并经监理工程师同意方可继续铺土回填。
3.3.8结合部施工   
边角部位施工主要指岸坡结合处以及上、下层坝体的结合部位,边角部位的填筑与大面积填筑尽可能做到同步,均衡上升,以减少接茬。
3.3.9高塑性土料的填筑
坝体内高塑性土料填筑从1013.8m高程开始,顶高程为1018.8m左右边坡为1:1.5,高为5m。上、下宽4.0m。高塑性土铺土应与坝体填筑同步,施工方法同坝体填筑。
2.3.10 雨季施工
雨季填筑时,可使坝体填筑面略向上、下游倾斜1~2%,以利排除雨水;下雨前及时采用平碾将坝面进行封闭,防止雨水下渗;局部出现积水,雨停后及时人工排除,雨后将填筑面含水量调至合格范围后才能复工。作好坝面保护,下雨期间,严禁施工机械穿越和人员践踏填筑区;日降雨量较大时,应停止填筑,雨后将填筑面含水量过大的土料采用推土机清除堆存,以便及时恢复坝体填筑。对清除的土料进行翻晒,调整含水量待用。
4. 坝体填筑质量控制措施
  4.1大坝填筑时,施工技术部及质检部专职质检员、专职试验员组成质量监督小组,实行24小时值班制,全员参与质量管理。
4.2 坝体土料采用挖掘机或装载机在土料制备场装料,20t自卸汽车运输至作业面,进占法卸料,220推土机摊铺、整平。现场质检员采用用测钎控制层厚,水准仪测平,人工整理边界,拣除杂物和大土块。20t凸块振动碾压实,碾压方向与坝轴线平行,错距法碾压,碾迹重叠宽度不小于20cm,严格掌握碾压遍数,防止漏压欠压,严禁横压。在碾压前根据上坝土料的含水量及当日的气温,现场技术负责人决定是否在坝面洒水。若需洒水,用洒水车在坝面洒水,洒水均匀、适量。
4.3铺料厚度检测按作业面积大小每100~200㎡取一个测点。铺填边线按坝轴线长度每20~50m取一个测点。压实质量检测每层取样数量控制在填筑量400~500m3取样一组。大坝土料的压实指标根据确定的设计压实度值0.98进行控制,
4.4 每一填筑层按规定参数施工完毕,自检合格后并经监理工程师检查验收签证后才能继续填筑下一层。
4.5在接合的坡面上,应配合填筑的上升速度,将表面松土铲除至压实合格为止。坡面须经刨毛处理,并使含水量控制在规定范围内,然后才能继续铺填新土。
4.6压实土料如果出现局部漏压虚土层、干松土、剪切破坏和光面等不良现象,现场质检员立即通知进行返工处理直至验收合格为止。对铺土路口因施工车辆多次过压形成局部剪切破坏时,及时换土处理,并每次变换进占路口。
4.7 接坡部位填筑时和220HP推土机配合人工清除坡面的污物及干土层,清至含水量达到设计要求的土层,对坡面进行刨毛处理,便用洒水车洒水,边铺土,用自行式凸块振动碾一次碾压到结合部位。
5.施工机械及劳动力
5.1施工机械的选型及其需要量以满足大坝填筑高峰强度(32万m3/月)为原则。优先选用公司现有可用机械设备,使整个坝体填筑过程(挖、运、推、压)的机械设备成套配套。以提高生产效率。
5.2主要机械设备(见附表)
为确保大坝坝体填筑能满足施工总进度及控制工期的要求,须按施工高峰期强度来配置施工机械设备(最高强度按高峰期1.3倍考虑),并留余地;同时配置高产量、高性能的施工机械设备,这样不仅满足强度要求,还可以减少小车流量,减少施工干扰。
5.3劳动力配置
   为确保大坝填筑施工质量,填筑施工时配置5至15人辅助作业队。辅助作业队进行施工作业面洒水,清理草根、杂草等杂物。根据填筑日强度人员随时调整。


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