1、 - 1 -新疆 xxxx 水电站沥青混凝土心墙坝工程坝体填筑施工方案1. 概述xx 水电站工程位于新疆 xx 县境内的 xx 河一级支流 xx 河上，是 xx 河流域 xx 水力发电规划中“ 三库六级” 中的第五个梯级电站。 xx 水电站水库坝址距 xx 河汇合口18.36km，距 xx 县 20km，距 xx 市 139km。工程建设任务是发电和承担上游 xx 水电站的发电反调节，电站建成后能向北疆电网提供 3.50 亿 kWh 的电量，承担电力系统的基荷。xx 水电站工程为等大（2）型工程。建筑物级别：大坝、溢洪洞、泄洪洞、发电引水洞进口为 2 级建筑物；发电洞及电站厂房为 3 级建筑物
2、；临时建筑物为 4 级。枢纽工程在河床布置沥青混凝土心墙坝，右岸布置导流兼泄洪洞、表孔溢洪洞，发电引水洞及厂房。本工程沥青混凝土心墙坝坝顶高程 1307.60m，防浪墙顶高程 1308.80m，建基面高程 1216.5m，最大坝高 91.1m。坝顶宽度为 10m，坝长 439m。上游坝坡 1:2.25，下游坝坡 1:1.8，下游坡设 10m 宽、纵坡为 8%的“之” 字形上坝公路。下游坝坡设预制网格梁，网格梁内填种植土种植草皮护坡，预制网格外框为正方形，边长为 4.5m，外框预制梁横断面尺寸为：250140mm（宽 高） ，内部预制网格梁横断面尺寸为：70140mm（宽 高） ，长度为 1m，
3、拼成棱形状，棱形边长为 1m。上游坝坡采用素混凝土护坡，护坡厚 0.25m，混凝土标号：C25，护坡范围由坝顶至 1282m 高程，其下采用抛石护坡，厚 1.0m。坝体填筑分区从上游至下游分为：上游砂砾料区、上游过渡料区、沥青混凝土心墙、下游过渡料区、下游砂砾料区、下游利用料区、下游排水棱体区。上、下游砂砾料区采用 C4 砂砾料场填筑，最大粒径小于 600mm，级配连续。上、下游过渡料区位于沥青混凝土心墙上、下游侧，起到一定的支持和保护沥青混凝土心墙的作用，上、下游过渡层水平宽度均为 3m，等宽布置，过渡层填筑至心墙顶部，底部填筑在建基面上。过渡料要求：最大粒径小于 80mm，小于 5mm 粒
4、径含量为 2540，小于0.075mm 粒径含量小于 5。过渡料采用 C4 料场砂砾料筛分加工而成。沥青混凝土心墙沥青混凝土心墙采用垂直布置，将墙体轴线偏向上游侧，以便与坝体防浪墙连接，- 2 -沥青混凝土心墙防渗体轴线距坝轴线的距离为 3.0m。沥青混凝土心墙的厚度由顶厚0.4m 台阶式变至底厚 0.8m，底部与混凝土基座接触处厚度由 0.8m 台阶式变为 2m。心墙顶与防浪墙底连接，心墙顶高程为 1307.40m。沥青混凝土骨料采用 P2 灰岩料场开采加工料，填料从附近水泥厂就近购买。心墙基座采用混凝土结构，布置在心墙底部，基座宽度分为 4m 和 8m 两种，厚0.8m，沥青混凝土心墙与基
5、座间铺设一层沥青马蹄脂厚 1cm，心墙与混凝土基座之间采用铜片止水，沿心墙轴线布置。下游利用料区采用坝基及各建筑物爆破或开挖的石料，最大粒径大于 600mm。棱体排水区棱体排水区位于坝下游坡脚处，顶高程为 1231.50m，底部座落于河床基岩上，顶宽 6m，上游坡度 1:1，下游坡度与坝坡相同为 1:1.8。上游设过渡层及反滤层，各层厚均为 2m。2.施工平面布置2.1 施工道路坝体填筑道路根据现场实际情况，分为坝前上坝道路和坝后上坝道路。坝前道路主要满足上游围堰的填筑，坝后道路主要满足大坝心墙两侧的过渡料、砂砾料、反滤料（、） 、排水料、坝前抛石护坡填筑及围堰心墙两侧的过渡料填筑。具体道路见
6、坝体填筑道路布置图 。上坝施工道路及运输强度序号道路类别道路名称 长度 运输坝料名称 运输方量1坝前道路1#道路、3#桥、9#道路1.9KmC2 料场砂砾料、上游可利用料场45 万 m32坝后道路5#道路、2#道路、3#道路、下基坑道路及坝后“之”字路4.5KmC4 料场砂砾料、过渡料、反滤料、排水料、坝前抛石442 万 m3坝内沿上下游横穿沥青混凝土心墙采用自制整体式钢栈桥法，如图 2.1，钢栈桥加工安装两座，形成回路，其桥台为 I20 工字钢，桥面为 I20 工字钢和钢板（厚 5mm） ，长6.0m，宽 3.0m，重 5.0t。- 3 -图 2.1 横穿沥青心墙钢栈桥2.2 施工用风坝体填
7、筑用风主要为基础面及地质缺陷部位的清理，我部计划采用 1 台 21m3 油动空压机移动供风。2.3 施工用电照明用电布置，分别在左右岸 EL1307.6m 处各安置两台高亮度海洋王照明灯 (2Kw)，在心墙位置沿坝轴方向上放置两台移动照明灯，满足沥青心墙及大坝填筑夜间施工。坝面其它施工用电由 2 台 400KVA 变压器及右岸 800KVA 变压器引出，在坝面设置配电柜。2.4 施工用水本工程施工用水采取坝后建泵站集中抽水，主要为文明施工用水，由我部洒水车供给。3.主要工程量坝体填筑主要工程量见下表坝体填筑主要工程量序号 坝料填筑位置 坝料名称 单位 方量1 砂砾料 万 m3 77.252 过
8、渡料 万 m3 4.213上游围堰抛石护坡 万 m3 2.854 砂砾料 万 m3 367.745 过渡料 万 m3 17.686大坝坝体反滤料 万 m3 0.1758- 4 -序号 坝料填筑位置 坝料名称 单位 方量7 反滤料 万 m3 0.17668 排水料 万 m3 1.6139大坝坝体可利用料 万 m3 204.坝体填筑施工方案坝体填筑根据总体工期、2011 年度汛、蓄水等关键节点要求对坝体填筑进行分期分区填筑：本工程大坝填筑主要分五期进行填筑， 五期填筑主要包括如下：期：2010 年 10 月 15 日2011 年 11 月 16 日大坝截流以前主要进行上游围堰及坝下游左右岸坡小断面
9、填筑，填筑道路主要采用原开挖 1#、2#施工道路进行上坝，填筑总量为 35.29 万 m3。.期: 2010 年 12 月 1 日2011 年 4 月 30 日，进行上游围堰及坝体全断面填筑，上游围堰填筑至 1266.5m，满足度汛要求，填筑施工道路采用坝前 1#及 9#施工路进行填筑，填筑方量 72.6 万 m3；大坝全断面填筑至 1238m，填筑道路主要采用原开挖1#、2#施工道路进行上坝，填筑方量 77.6 万 m3。期：2011 年 5 月 1 日2011 年 7 月 31 日，坝体全断面填筑至 1272m，坝前小断面填筑至 1276m，填筑施工道路采用 2#施工路及坝后 “之”字路进
10、行坝体填筑，填筑工程量 197.7 万 m3。期： 2011 年 8 月 1 日2011 年 9 月 30 日，坝体全断面填筑至 1298.5m，填筑施工道路采用 2#施工路及坝后“之”字路进行坝体填筑，填筑工程量 95.1 万 m3。期：2011 年 10 月 1 日2011 年 10 月 31 日，坝体全断面填筑至 1306.5m，完成大坝主体填筑，填筑施工道路采用 2#施工路及坝后“之”字路进行坝体填筑，填筑工程量 8.59 万 m3。坝顶结构 2012 年 5 月 1 日2012 年 5 月 5 日施工，填筑工程量 0.44 万 m3。以上坝体填筑总方量为 387.74 万 m3（坝体
11、砂砾石填筑及利用料填筑总量） 。填筑时，靠近上、下游坝坡部位适当超填、超碾，坝体每上升 23m 采用反铲按设计坡线削坡一次。坝体上升 23m 后，安排在采取安全防护措施的情况下进行坝坡护坡施工。上游围堰坝料填筑主要由 C2、C4 料场开采及业主指定的可利用料区开采，坝体填筑料主要在 C4 料场开采，其次为业主指定的可利用料区开采。坝料开采主要采用 1.6m3 挖掘机挖装，20t 自卸汽车运输，运至坝面后按设计厚度- 5 -摊铺并用推土机整平，振动碾碾压至设计要求。5.坝体填筑施工方法大坝填筑遵循均衡平起的原则进行，坝体填筑，总体上遵循与沥青混凝土心墙碾压全断面平起均衡上升的施工方法。对坝壳料，
12、根据坝面面积大小及各类坝料分序、分区的不同，将坝面沿坝轴线方向按 50100m 分成若干个单元。在各单元依次完成填筑的各道工序，使各单元上所有工序能够连续流水作业。各单元之间进行鲜明标识，标明摊铺、碾压、检验等工作状态，以避免超压或漏压。- 6 -5.1 大坝填筑工艺流程测量放样各类坝料分界线心墙线沥青混凝土心墙及过渡料施工坝料开采、运输、卸料、摊铺、坝料碾压各类坝料中超径石处理及界面分离料处理、坑检取样N基础面清理与验收N5.2 坝料开采加工与平衡5.2.1 料场概况本工程利用料堆放场为业主指定十四局隧洞开挖利用料，堆存于坝后右岸，利用料约 20 万 m3，坝体各种填筑料共计 491.694
13、 万 m3。砂砾石料来源于 C2、C4 砂砾料场。上游围堰填料主要来源于 C2 砂砾石料场：位于 xx 坝址的右岸级阶地上，距离坝址直线距离 0.71.4km，为第四系上更新统（Q3al）冲积物，岩性为含漂石的砂砾石层，地下水埋藏浅。砂砾石料主要来源于 C4 砂砾料场，C4 料场位于坝址左岸下游级阶地上，为草地，距离坝址直线距离 2.9-3.7km，无用层薄，有用层厚，无地下水干扰，开采方便。料场上部多覆盖 Q3 风积低液限粉土，平均厚度 1.5m；下部砂卵砾石层中，上部有0.5m1.0m 厚的风化层，须剥离，因此，C4 砂砾石料场上覆无用层平均厚度约2.02.5m，下部有用层勘探厚度 50m
14、，储量 900 万 m3。5.2.2 料场复查根据对 C4 砂砾料场的复勘核查，C4 料场距离坝址直线距离 4. 3km，粘土层厚度：1.2m5.0m；无用层（粘土层、土石混合层及胶结层）厚度：1.5m9.8m；下部有用- 7 -层勘探厚度 50m，储量约 745 万 m3。根据对 C2 砂砾料场的复勘核查，C2 料场距离坝址直线距离 1. 5km，粘土层厚度0.7m1.5m；探明可利用厚度 7.83m8.5m，储量约 24 万 m3。5.2.3 料场规划5.2.3.1 料场剥离：根据 C4 料场地势平缓，面积较大的特点并结合上坝工期及强度安排综合考虑。C4 料场顶部覆盖层采用一次性剥离，1.
15、6 m3 反铲装车 20t 自卸车配合拉运至开采区外进行堆存； C4 料场过渡料开采区范围较小，采用 1.6 m3 反铲自上而下一次剥离，剥离的覆盖层用于过渡料开采施工道路的修筑。5.2.3.2 分区开采：C4 料场根据开采时段、面积、数量、强度及机具不同，将料场分作四个开采区，其中三个开采区为坝壳料开采区，每个区以独立工作面分作 4 个台阶（台阶高度 45m）立面交替进行开采。一个开采区作为过渡料开采区，进行过渡料开采及加工。5.2.4 料场开挖（1）清表：砂砾料开采前，首先由 220HP 推土机进行水平清表。由 1.6m3 挖掘机装料，20t 自卸汽车拉运至弃渣场。（2）砂砾石料开采：主要
16、由 1.6m3 挖掘机分层开采， 20t 自卸汽车拉运至填筑区。（3）施工机具配置： 1.6m3 反铲挖掘机 17 台，20t 自卸汽车 130 辆。5.2.5 坝料加工（1）过渡料加工过渡料根据料场复查资料，在 C4 料场选取适当位置进行开采，1.6m 3 挖掘机挖装，20t 自卸汽车运输至蓖条筛作业平台；经蓖条筛过滤后， 3m3 装载机配 20t 自卸汽车运输至堆存场；填筑时 3m3 装载机装，20t 自卸汽车运输至填筑作业面。（2）排水棱体料加工排水棱体料采用过渡料加工的超径石，3m 3 装载机收集、堆存、装车，填筑时3m3 装载机装，20t 自卸汽车运输至填筑作业面。（3）反滤料加工粒
17、径 150mm80mm 反滤料利用过渡料超径石加工，在 20t 自卸汽车上架设自制蓖条筛，蓖条筛间距165mm，1.6m 3 挖掘机装。粒径 80mm5mm 反滤料- 8 -利用加工好的成品过渡料，在过渡料堆放场人工筛分制备，堆放于过渡料附近，填筑时采用 3m3 装载机装，20t 自卸汽车运输至填筑区。5.2.6 坝料平衡计划本工程坝体填筑总量 491.694 万 m3，其中过渡料 21.89 万 m3，反滤料 3523.9m3，排水棱体料 16130m3，砂砾石填筑料 444.99 万 m3；利用料 20 万 m3。除利用料外，所有填筑料均来自左岸 C4、C2 料场。坝体砂砾石料填筑总量 4
18、44.99 万 m3，砂砾石料自然方到压实方系数取 0.88，损耗按 0.03 计算,则坝壳料开采自然方砂砾石料为 462.62 万 m3。坝体过渡料填筑总量 17.68 万 m3，上游围堰过渡料填筑 4.21 万 m3，合计共需过渡料 21.8905 万 m3，过渡料在 C4 料场取料，进行加工，根据地质资料，C4 料场砂砾石级配为粒径150mm 含量 5. 73%，粒径 15080 mm 含量 15.0 6%，粒径 8040 mm含量约占 21.38 %，粒径 4020mm 含量约占 15 .94%，粒径 205mm 含量约占 17. 29%，粒径5mm 含量约占 24 .6%；经计算，实
19、际可利用率为 79.21%，以此计算毛料共需开采 27.64 万 m3，砂砾石料自然方到压实方系数取 0.88，损耗按 0.03 计算，则过渡料开采自然方砂砾石料为 32.35 万 m3。过渡料加工开采料同时满足了坝体填筑排水棱体料的需求，排水棱体料填筑总量16130 m3，生产过渡料时可同时生产排水棱体料 6.7 万 m3，完全满足排水棱体需求。大坝反滤料填筑总量 0.35 万 m3，粒径分两种，其中 150mm80mm 反滤料采用过渡料超径石加工，需用量为 1758.1m3，过渡料超径石扣除排水棱体料剩余 5.087 万m3，粒径 150mm80 mm 含量 15.0 6%，以此经计算生产
20、此粒径需超径石 1.17 万 m3，存量满足需求；粒径 5mm80mm 反滤料，采用 C4 料场砂砾石料加工，需用量为1765.8m3，C4 料场砂砾石料粒径 5mm80mm 含量为 54.61%，需开采毛料3233.5m3，砂砾石料自然方到压实方系数取 0.88，损耗按 0.03 计算，则反滤料开采自然方砂砾石料为 0.38 万 m3。以上在 C4 料场共需开采自然方砂砾石料为 463.15 万 m3，C4 料场储量为 900 万m3，储量完全满足需求。根据开采自然方计算，共需开采覆盖层 31.2 万 m3，剥采比为6.7%。坝料平衡计划见表 5-2。 - 9 -表 5-2 坝体填筑料平衡计
21、划表序号 填筑类别 填筑范围 单位 填筑量 坝 料 料 源 备注1 EL1244 以下 万 m3 22.74 C2 料场2上游围堰填筑砂砾石料 EL1266 以下 万 m3 54.508 C4 砂砾石料场及 3#利用料场3 EL1252 以下 万 m3 157.79 C4 砂砾石料场及业主指定利用料场4 EL1276 以下 万 m3 145.47 C4 砂砾石料场及业主指定利用料场5 EL1298.5 以下 万 m3 95.09 C4 砂砾石料场6坝体填筑砂砾石料EL1307.6 以下 万 m3 9.03 C4 砂砾石料场7 过渡料 万 m3 21.89 C4 料场开采、加工8 反滤料 万 m
22、3 0.35 C4 料场开采、加工9 排水棱体料 万 m3 1.613 C4 料场开采、加工5.3 坝料运输5.3.1 坝料由 1.6m3 液压反铲挖装，20t 自卸汽车运输，车辆相对固定，并经常保持车厢、轮胎的清洁，防止残留在车厢和轮胎上的泥土带入清洁的过渡料、排水体料、坝壳料填筑区。5.3.2 过渡（反滤）料运输及卸料过程中，采取措施防止颗粒分离。运输过程中过渡料保持湿润，卸料高度不大于 2m。5.3.3 监理工程师认为不合格的过渡（反滤）料或坝壳料，一律不得上坝。5.3.4 坝料运输车辆必须在挡风玻璃右上角标明坝料分区名称。5.3.5 坝料运输时，车辆速度不得大于 20km/h，载重量不
23、得大于车辆的标定载重量。5.4 基础面清理与验收5.4.1 在坝基最终开挖线以下的所有勘探坑槽和平洞，均按施工图纸的要求回填密实，防渗帷幕线附近的勘探钻孔亦予以封堵。5.4.2 坝体填筑部位的全部基础处理工作，按施工图纸要求施工完毕。围堰的基础符合 DL/T5129-2001 中的有关要求，砂砾石坝的基础符合 SL49-94 第 3 章的要求。5.4.3 坝体填筑的基础，进行四方联合验收，合格后，才能开始坝体填筑。5.4.4 坝基中布置有观测设备时，在观测设备埋设完毕，并经监理工程师验收合格后，才能开始坝体填筑。5.5 过渡（反滤）料填筑- 10 -5.5.1 在沥青混凝土心墙施工过程中，做到
24、心墙和过渡层的任何断面都高于其上、下游相邻的坝体填筑料 12 层，并在心墙铺筑后，心墙两侧过渡层以外 4m 范围内坝壳料采用自行碾低频碾压密实，以防心墙局部受振畸变或破坏。5.5.2 过渡（反滤）料填筑的位置、尺寸、材料级配、粒径范围符合设计图纸的规定。过渡（反滤）料采用“后退法” 卸料。5.5.3 沥青混凝土心墙两侧过渡料的填筑与沥青混凝土心墙填筑面平起。5.5.4 过渡（反滤）料填筑与相邻层次之间的材料界线分明。分段铺筑时，必须做好接缝处各层之间的连接，防止产生层间错动或折断现象。在斜面上的横向接缝收成缓于 1:3 的斜坡。5.5.5 过渡（反滤）料填筑与坝壳料连接时，可采用锯齿状填筑，但
25、必须保证反滤（过渡）料的设计厚度不受侵占。5.5.6 过渡料与心墙或坝壳交界处的压实可用振动平碾进行，碾子的行驶方向平行于坝轴线。5.5.7 过渡料与岸边接触部位，先洒水后用振动平碾顺岸边进行压实。压不到的边角部位，用液压振动夯板压实，但其压实遍数按监理工程师指示作出调整。5.5.8 在过渡料与基础和岸边及混凝土建筑物（心墙基座混凝土）的接触处填料时，不允许因颗粒分离而造成粗料集中和架空现象。5.5.9 坝料运至坝面卸料后，及时摊铺，并保持填筑面平整，每层铺料后用水准仪检查铺料厚度，超厚时及时处理。5.5.10 过渡料填筑前，用防雨布等遮盖心墙表面，防止砂石落入钢模内。遮盖宽度超出两侧模板各 30cm 以上。5.5.11 过渡料因方量少，不能逐层检查进行时，严格按监理人批准的施工参数施工，并加强现场监督，不允许出现漏压现象。5.6 砂砾石料填筑5.6.1 砂砾石料的填筑，必须在坝基处理及隐蔽工程验收合格后，才能填筑。砂砾石基础需测其原始干密度，若其小于等于砂砾石料填筑干密度时，需增加处理措施，处理完后才能填筑砂砾石料。5.6.2 自卸汽车卸料时，采用“进占法” 卸料，也可用 “后退法”卸料，堆料高度不大于 1.5m。填料的纵横坡部位，优先用台阶收坡法，碾压搭接长度不小于 1.5m，如无条件时，接缝坡度不陡于 1:3。5.6.3 岸坡处不允许有倒坡，防止大
