溷凝土面板堆石坝施工设计

1、混凝土面板堆石坝施工设计1. 工程概况某水电站大坝为混凝土面板堆石坝，坝高179.5m,坝顶长427.79m,宽高比为2.38,属狭窄河床高面板堆石坝.其余枢纽建筑物均集中布置在左岸.右岸坝体上.下游分布2个石料场,其底部高程与坝顶高程相近 ，距坝体水平距离100150m.坝址处河谷断面为不对称“ V形,左岸陡峭，为70。80 地灰岩陡壁，高差300m 左右.右岸相对较缓,为35。45。地坡地工程计划于2001年10月15日截流,2004 年4月1日下闸蓄水,2004 年10月1日第1台机组发电,2005年9月30日完建.总工期为5年9个月，其中第1台机组发电工期为4年9个月.2. 坝肩开挖坝

2、肩及坝基开挖工程量大，地形地质条件复杂，其中左坝肩陡峻，开挖边坡高达300m,为 工程施工关键项目之一.开挖施工要尽量石渣落入河床，阻塞河道，另一方面又要求截流前尽可能开挖到河床水位附近，以保证直线工期.左岸坝肩开挖必须通过泄洪洞.引水洞等建筑物进口，施工干扰较大.2.1施工布置左岸开挖结合泄洪.发电引水系统进口开挖统一布置开挖公路，分高程布置了 1087.5m公路.1117.5m 公路.1147.5m 公路.1227.5m 公路,路基宽8m,泥结石路面.另外在陡壁 上游斜坡1030m 高程布置了一条4号支洞，直通陡壁1030m 高程，在4号支洞出口至下游地面厂房1000m 高程布置一层截渣公

3、路，宽1530m,可拦截部分下河床石渣.右岸开挖公路结合天生桥.卡拉寨两石料场上坝填筑道路进行布置，在高程1147.5.1097.1050.996m布置了 4层开挖公路.其中996m 公路是由进厂交通洞接3号施工支洞以交通洞地形式避开发电厂房基坑，通到上游围堰.2.2开挖方法及进度安排左岸坝肩开挖由分岔支线公路进入开挖面，分别在1250.1175m 高程分上.下游两区同时施工，采用边坡预裂.15m 层台阶微差挤压爆破开挖.为减少石渣下河，爆破作业掌子面 尽量垂直河床布置，靠陡壁边缘部分预留岩坎最后爆除.工作面石渣采用4m3挖掘机.25m 3反铲装2032t自卸汽车出渣.下河石渣在1030m 高

4、程截渣平台及河床用反铲及时清 除.边坡支护与开挖平行作业.2000年5月开工,2001年10月底完成1010m 高程以上开 挖,历时18个月，完成石方明挖98万m3,平均开挖强度5.4万m 3/月.右岸坝肩开挖采取自上而下615m 一层台阶开挖.工期安排与左岸坝肩同时开工 ，截流前要求挖到996m 高程，历时18个月，完成石方明挖34.04万m 3,覆盖层17.31万m3,平均开挖强度2.9万m3/月.3. 坝体填筑3.1上坝运输方式2个方案.坝体填筑着重研究了自卸汽车直接运输上坝和移动式斜坡车联合运输上坝（1 ）自卸汽车直接运输上坝方案这种方案具有简单安全和可靠地特点，被广泛用于面 板堆石坝

5、地施工中，在宽阔河床中它可以达到很高地运输强度但是,对于位于狭窄河床地洪家渡工程,很难布置45t级自卸汽车行驶地施工道路,因此选用32t自卸汽车作为坝料地主 要运输设备道路标准为路面宽10m,平均纵坡6%7% （个别路段10%12% ）,最小转弯半径15m.（2 ）移动式斜坡车联合运输上坝方案移动式斜坡车联合运输系统由两组轨道构成，每组轨道上分别有移动式斜坡车通过钢丝绳和滑轮与卷扬机连接系统工作时重车就位于斜坡轨道地上平台，靠重力随斜坡车一同下滑，同时位于另一轨道上地空车将被拉至上平台，斜坡车地制动和速度由电动机控制轨道坡度与地形坡度基本相同，伸入坝体地轨道将埋在坝内，底部端头使用移动平台，系

6、统工作时此平台与轨道固定在一起，随着坝体地上升而上升，斜坡车下行地最低位置由钢丝绳控制用32t自卸汽车作载体，上平台高程1147m,下平台位于坝体内，最低高程990m,最大高差为157m,斜坡道最大长度320m,斜坡车地加速度将限制 在0.10.2m/s,制动加速度将限制在 0.110.174m/s,行驶最高速度为6.67m/s,最大牵引力为43t.按照以上参数计算，每一系统所需电动机功率为2X 300kW,每一工作循环需时56min.由于自卸汽车直接运输地运距在33.5km 之内,属于经济运距范围，其临建设施投资较少,斜坡道运输方案地临建工程量和营运费用则相对较高.因而,最终推荐自卸汽车直接

7、上坝方案3.2坝体填筑分期坝体分期主要满足坝体施工安全坝体渡汛方式提前发电坝体均匀上升等要求坝体渡汛地最优方式是坝体在截流后地第1个枯期填筑到安全渡汛水位，坝体不过流，靠临时断面挡水洪家渡面板堆石坝体采用断流围堰隧洞导流方式，围堰导流标准为枯期十年一遇洪水，而渡汛标准（库水位1亿m3时）为频率P=1%洪水,相应水位1021.7m 高程因此,确定截流后2002年5月底前坝体第I期填筑要求达到1023m 高程.后期导流洞封堵后按 P=0.2% 洪水度汛，坝前最高水位到1098m 高程，要求封堵导流 洞后汛前坝体临时断面要在1098m 高程以上，考虑到高水位用堆石挡水存在地风险,1100m 高程以下

8、面板也要求完成因此确定1102m 高程为坝体分期地一个界线 ，此高程同时可满足首台机发电水位要求狭窄河谷上坝强度有限，主要通过临时断面来满足以上2个重要分期高程，其余分期在此基础上以方便施工.满足坝体均匀上升.保证施工质量等要求进行划分 3.3面板分期面板分期原则: 安排在气温较低地枯水期施工, 且面板施工时相应坝体应自然沉陷3 个月以上 , 最好经历一个汛期； 施工工程量不宜过大 , 保证面板施工不占直线工期； 尽量使坝体提前挡水发电 , 提高经济效益； 避免靠较高地填筑堆石体挡水渡汛引起地风险； 面板上游地防渗粘土 . 保护石渣（填筑高程 1030m ）须在围堰保护下施工 ,并应有足够地施

9、工时间 .按以上原则面板分三期施工 ,一期面板为 1031m 高程 ,要求相应堆石为 1033m 高程 , 二期面板为 1100m 高程 .相应堆石为 1102m 高程 ,三期面板到 1142.7m 高程 .3.4 上坝道路布置该水电站坝址处河谷狭窄 , 只能在截流 .基坑基本开挖完成后才能进行填筑 .坝体填筑料 源分散 ,垫层料加工点 .过渡料堆放点 .保护石渣 .部分次堆石料均位于左岸上游小冲堆渣场,须从左岸上坝； 其余主 .次堆石料由天生桥 . 卡拉寨两个石料场及下游右岸王家渡堆渣场从右 岸上坝 . 道路布置地原则是不论料源在上游还是下游均采用从下游上坝方式,且能控制整个坝体地填筑施工

10、.按此要求 , 左岸上游布置了 3 层交通洞 , 即通到坝体内部 1030m 高程地 4号支洞 . 通到坝后 1055m 高程地 5 号支洞 .通到坝顶 1147.5m 高程地上坝交通洞； 右岸布置了高程为 996.1032.1050.1097.1147.5m 地 5 层公路 .按此布置结合坝内 .坝后公路即可满足坝体填筑要求 .3.5 施工强度与工期影响施工强度地主要因素为：运输强度 . 坝面作业强度 . 料场开采强度 .（ 1）运输强度 .上坝道路标准为三级 ,混凝土路面 ,路宽 10m, 最大纵坡 12%,双车道交通洞断面10nrK 8m.单行洞6miX 6m,通行能力按昼夜 2000对

11、车考虑，32t自卸汽车高峰日强度可达3.2万m3,高峰强度可达72万m3/月.（2）坝面作业强度 .采用机械化流水作业 ,通过合理地机械设备配置 .坝面分区及高效地组织管理 , 坝面作业强度一般应大于运输强度 .（3 ）料场开采强度 .由地质地形条件和开采工作面大小决定.两堆石料场距大坝水平距离仅100150m,且卡拉寨料场下游又紧靠1号塌滑体,料场开采必须考虑对塌滑体地爆破震动影响；两石料场地形坡度2535 ,岩层倾向与地表基本一致，倾角略小于地表坡角，为顺向坡；开挖岩层中存在软弱夹层 ,要求开挖过程中要对边坡进行支护处理；开挖工作面 宽度 300 400m, 平均厚度 40 60m. 综合

12、上述因素 , 按合理地机械设备配置 . 爆破装药量 控制等因素计算得出料场开挖强度为3040万m 3/月因此,决定洪家渡水电站坝体填筑强度地主要因素为料场开采强度.按照洪家渡水电站 2004 年9月发电地工期要求 ,确定平均施工强度要求达到 30万m3/月.4. 坝体填筑分期安排水电站坝体填筑设计分七期，面板施工分三期，填筑总历时31.5月,平均填筑强度29万m3/月,高峰填筑强度33.7万m3/月,设计坝体填筑分期见图1.表11淇家濾逛佯待期特性t*規时股均曙慣N 伸/丁）TH11 02396030CI2.2- 3002.525.201 OJ31 WJ20OSJ2J2116.0?i 033I

13、 05SSOW. 1 - M3 .4誹w2T1C.4it G55Xk5 - 3003.10W 7V 1021 1伍SOW, II 3MM JM 5n132.41 H3.7I 142.7g斗 4” 5ii2.M1 Ml 5I F47 52W5 511WW 562Q5. 结语该水电站于2000年11月8日正式开工，各项工作正按施工规划有序进行.从已施工地各标段证实，在施工方案.总体布置.道路系统规划节点工期安排等各方面，施工规划均是合理地通过前期设计和施工实践，体会如下：（1） 峡谷地区堆石坝陡峭坝肩开挖石渣下河床一直是难于解决地问题，为减少石渣下河 床往往采用预留岩坎开挖，最后岩坎一次爆破地方案.该方案应仔细斟酌使用，陡峭坝肩边缘 往往岩石风化.裂隙发育，岩坎不一定留得住，留住后地岩坎爆后大块率较高 ，使得河床清渣难度加大（2） 峡谷地区利用公路上坝运输 ，道路等级需根据上坝运输强度.运输设备选型确定，因路陡.弯多最好选择混凝土路面.利用重力运输地移动式斜坡轨道车