镶嵌混凝土堆石坝施工方案

镶嵌混凝土堆石坝施工方案一、工程概况本工程为镶嵌混凝土堆石坝，坝顶长度354米，宽度10米，最大坝高150米，底部为镶嵌混凝土重力坝，坝体设计填筑总量405万方。坝型采用混凝土面板堆石坝与嵌入坝趾面板底部的混凝土坝组合结构，通过在坝体上游底部设置混凝土坝，减小面板长度，代替河床趾板及部分堆石体，具有结构合理、安全性高、工程量小、造价低等特点。工程位于高海拔地区，需考虑高寒气候对施工的影响，计划总工期403天，坝体填筑至高程2717.5米。二、坝体结构与材料分区（一）坝体结构组成坝体由镶嵌混凝土坝段和堆石坝体两部分组成。镶嵌混凝土坝段位于坝体上游底部，采用混凝土重力坝结构，作为坝体的基础防渗和支撑结构；堆石坝体位于镶嵌混凝土坝段下游，采用分区填筑方式，从上游到下游依次分为垫层区、过渡区、主堆石区和下游堆石区四个主要区域。（二）坝体材料分区设计垫层区：位于堆石坝体上游表面，直接与混凝土面板接触，厚度0.8米。采用最大粒径80-100mm的级配碎石料，小于5mm颗粒含量30%-50%，小于0.075mm颗粒含量不超过8%。压实后渗透系数1×10⁻³-1×10⁻⁴cm/s，具有低压缩性、高抗剪强度和半透水性，为面板提供平整、密实的基础。过渡区：位于垫层区与主堆石区之间，厚度2米。采用最大粒径不超过300mm的过渡料，级配连续，压实后具有低压缩性和高抗剪强度，渗透系数1×10⁻²-1×10⁻³cm/s，起到保护垫层区在高水头作用下不产生破坏的作用。主堆石区：位于过渡区下游，是承受水荷载的主要支撑体，占坝体堆石总量的70%以上。采用最大粒径600-800mm的坚硬岩石料，小于5mm颗粒含量不超过20%，小于0.075mm颗粒含量不超过5%。压实后渗透系数大于1×10⁻¹cm/s，具有低压缩性、高抗剪强度和良好的排水性能。下游堆石区：位于坝体下游区，主要作用是保护主堆石体及下游边坡稳定。采用与主堆石区类似的材料，但允许使用部分次坚石，压实后渗透系数大于1×10⁻¹cm/s，能自由排水。镶嵌混凝土坝段：采用C25混凝土浇筑，抗渗等级W8，抗冻等级F200。混凝土中掺加粉煤灰和外加剂，改善和易性和耐久性。坝段内设纵横向廊道，用于灌浆、排水和观测。三、施工总体部署（一）施工流程规划采用"先下游后上游"的分区施工优化方法，先进行下游堆石区和主堆石区填筑，再进行过渡区和垫层区施工，最后进行镶嵌混凝土坝段和面板混凝土浇筑。施工总体流程为：施工准备→坝基与岸坡处理→镶嵌混凝土坝段施工→堆石坝体填筑→面板混凝土浇筑→止水设施施工→坝体观测与养护。（二）施工资源配置机械设备配置：挖掘设备：2台3m³液压挖掘机、4台1.6m³液压挖掘机运输设备：20台20吨自卸汽车、5台15吨自卸汽车碾压设备：3台36T振动碾、2台25T振动碾、2台手扶式振动碾、1台液压振动夯混凝土施工设备：1台水平臂塔式起重机、2台布料机、2套混凝土搅拌站（HZS90）、3台混凝土泵车其他设备：1台挤压边墙机、2台洒水车、1套智能碾压监测系统人力资源配置：管理人员：项目经理1人、技术负责人1人、施工员5人、质量安全员3人、测量员4人、资料员2人技术工人：挖掘机司机12人、自卸车司机40人、压路机司机8人、混凝土工30人、钢筋工20人、木工15人、砌筑工10人、普工50人总人数：约200人（三）施工进度计划施工准备阶段：30天，完成场地平整、道路修建、设备进场、材料储备等坝基与岸坡处理：45天，完成基础开挖、清理、灌浆等镶嵌混凝土坝段施工：90天，完成混凝土浇筑、养护等堆石坝体填筑：360天，分层填筑至设计高程面板混凝土浇筑：60天，分区分段浇筑面板混凝土止水设施施工：30天，完成周边缝、面板缝等止水施工坝体观测与养护：90天，进行坝体沉降观测和混凝土养护四、主要施工方法与技术要点（一）坝基与岸坡处理基础开挖：采用预裂爆破或光面爆破技术进行岩石边坡开挖，趾板基础开挖以不破坏基岩完整性为原则，岸坡段趾板建基面采用预裂爆破一次成型，避免二次削坡。开挖自上而下分层进行，每层开挖高度3-5米，开挖边坡1:0.5-1:1.0，根据岩体性质调整。开挖出的合格石料分类堆放，用于坝体填筑，不合格石料运至弃渣场处理。基础处理：清除坝基表面覆盖层、风化岩层和松散体，直至新鲜完整基岩面。对趾板基础进行高压水冲洗，确保混凝土与岩基牢固结合。趾板下设灌浆孔，采用"先固结、后帷幕"的顺序进行灌浆处理，固结灌浆孔间距2-3米，深度5-8米；帷幕灌浆孔间距1.5-2米，深度为坝高的1/2-1/3。（二）镶嵌混凝土坝段施工施工流程：测量放样→钢筋制作与安装→模板安装→预埋件安装→混凝土浇筑→养护→拆模钢筋工程：钢筋采用HRB400E级钢筋，进场时进行力学性能检验，合格后方可使用。钢筋加工在加工厂进行，现场绑扎安装，绑扎采用20#铁丝，绑扎点间距不大于30cm。钢筋保护层厚度采用定制混凝土垫块控制，垫块强度不低于C30，间距不大于1米。模板工程：采用1.5m×3m钢模板，模板支撑采用满堂脚手架，立杆间距0.8×0.8米，横杆步距1.2米。模板安装前进行表面清理和涂脱模剂，安装时控制其位置、标高和垂直度，接缝处采用海绵条密封，防止漏浆。模板安装完成后进行检查验收，允许偏差：轴线位置±5mm，截面尺寸±10mm，表面平整度5mm。混凝土工程：混凝土采用泵送浇筑，入仓坍落度控制在180±20mm，采用分层浇筑，每层厚度30-50cm，布料均匀。采用插入式振捣器振捣，振捣时间15-30秒，直至混凝土表面出现浮浆、不再下沉。混凝土浇筑完成后及时覆盖保湿，养护期不少于14天，养护期间混凝土表面温度与环境温度差不大于25℃。（三）堆石坝体填筑坝料开采与加工：堆石料采用洞室爆破或深孔爆破开采，爆破参数通过现场试验确定，确保石料级配符合设计要求。垫层料在专门的筛分场加工，采用反击式破碎机破碎，振动筛筛分，控制最大粒径不超过80mm。坝料开采前进行碾压试验，确定最优碾压参数：垫层料铺厚30cm，碾压8遍；过渡料铺厚50cm，碾压6遍；主堆石料铺厚100cm，碾压6遍；下游堆石料铺厚120cm，碾压4遍。坝体填筑施工：测量控制：每上升一层进行一次测量放样，用石灰线标识分区交界线，垫层上游边线采用竹桩吊线控制，考虑坝体沉降，填筑时预留坝高0.5%-1.0%的沉降超高。卸料与摊铺：垫层料、过渡料采用后退法卸料，主堆石料、下游堆石料采用进占法卸料；卸料后用推土机摊平，垫层料和过渡料辅以人工平整，确保铺料厚度均匀，超径石及时清除。洒水与碾压：碾压前对坝料洒水湿润，洒水量为坝料重量的10%-15%；采用进退错距法碾压，振动碾行驶速度1.5-2km/h，错距由碾子宽度和碾压遍数确定（36T振动碾错距25cm）；坝坡接触带等大型设备无法到位区域采用手扶式振动碾或液压振动夯加强碾压。坡面处理：垫层上游坡面采用挤压边墙法施工，在新填筑一层垫层料前，用挤压边墙机制作低标号混凝土边墙，边墙顶宽30cm，底宽50cm，高度与垫层料铺厚一致；边墙混凝土强度达到0.5MPa后进行垫层料填筑。特殊季节施工：冬季施工：当室外气温低于-5℃时，停止坝体填筑；提前储备坝料，覆盖保温；混凝土采用热水拌合，掺加防冻剂，保证入仓温度不低于5℃；坝体表面覆盖保温被，防止冻害。雨季施工：做好排水设施，及时排除坝面积水；雨后坝面晾晒至含水率适宜后再进行填筑；垫层料坡面采取防雨措施，防止雨水冲刷。（四）混凝土面板施工施工准备：堆石坝体填筑至设计高程后，对垫层坡面进行修整，采用斜坡碾压固坡法处理，坡面平整度误差控制在±5cm内。安装面板钢筋，采用双层双向布置，上层钢筋为φ16@200，下层钢筋为φ12@200，钢筋保护层厚度5cm。面板分缝设置：沿坝轴线方向每15-20米设一条垂直缝，缝宽2cm；在坝体与岸坡连接处设周边缝，缝宽3cm。模板工程：采用滑模施工，模板高度2.0米，宽度1.2米，由型钢和钢板焊接而成，配备液压提升系统。模板安装时严格控制其位置和倾斜度，确保面板厚度均匀，滑模运行轨道安装偏差不大于3mm。混凝土浇筑：混凝土采用C25W8F200，掺加聚丙烯纤维和粉煤灰，改善混凝土抗裂性能。混凝土运输采用自卸汽车，通过塔式起重机和布料机入仓，从坝体底部向上部连续浇筑，每层浇筑厚度30cm。滑模提升速度控制在1.0-1.5m/h，随浇随滑，振捣采用附着式振捣器和插入式振捣器配合进行，确保混凝土密实。混凝土浇筑完成后及时进行抹面和压面，初凝后覆盖保湿，养护期不少于28天。（五）止水设施施工周边缝止水：采用"铜片+橡胶止水带"复合止水结构，铜片厚度1.2mm，橡胶止水带宽度30cm，埋入混凝土深度20cm。安装时确保位置准确，接头焊接牢固，铜片表面涂刷防锈漆。面板垂直缝止水：缝内设置橡胶止水带，顶部采用聚氯乙烯胶泥填缝，深度5cm，表面覆盖不锈钢盖板保护。施工缝处理：混凝土浇筑前，对施工缝表面进行凿毛处理，清除浮渣和杂物，洒水湿润后涂刷水泥净浆，确保新旧混凝土结合良好。五、质量控制与安全管理（一）质量控制要点坝料质量控制：定期对坝料进行取样检验，垫层料每2000m³取样一次，过渡料每5000m³取样一次，主堆石料每10000m³取样一次，检查级配、密度、抗压强度等指标。严格控制坝料含水率，碾压前进行含水率检测，确保在最优含水率±2%范围内。碾压质量控制：采用智能碾压监测系统，实时监测碾压遍数、碾压速度、碾压轨迹等参数，确保碾压参数符合设计要求。每层碾压完成后进行密度检测，垫层料和过渡料采用灌水法，主堆石料和下游堆石料采用挖坑灌水法或核子密度仪法，合格率不低于90%，不合格区域及时补压。混凝土质量控制：严格控制混凝土配合比，每工作班至少进行一次坍落度检测，每100m³混凝土制作一组抗压强度试块，每500m³制作一组抗渗试块。混凝土浇筑过程中进行温度监测，控制混凝土内部最高温度不超过70℃，内外温差不大于25℃，防止温度裂缝产生。面板施工质量控制：面板混凝土表面平整度误差控制在5mm/m内，高程偏差不超过±30mm。止水设施安装位置偏差不大于5mm，接头严密，无渗漏。（二）安全管理措施安全教育与培训：对所有施工人员进行岗前安全教育培训，特种作业人员持证上岗，每月组织一次安全技术交底。施工安全防护：坝坡作业设置安全绳和防护栏，高度1.2米，间距2米设一根立杆。高空作业人员佩戴安全带，搭设安全网，设置临边防护设施。施工现场设置明显安全警示标志，夜间施工配备充足照明。设备安全管理：机械设备定期进行维护保养，确保性能良好，操作人员严格遵守操作规程。运输车辆限速行驶，坝区道路设置限速标志，弯道处设反光镜。消防安全管理：施工现场配备足够消防器材，易燃易爆物品单独存放，设置消防通道，定期进行消防检查。六、施工监测与质量验收（一）施工监测坝体沉降观测：在坝体不同高程和位置布设沉降观测点，每填筑10米进行一次观测，竣工后第一年每季度观测一次，第二年每半年观测一次，第三年每年观测一次，直至沉降稳定。坝体位移观测：在坝顶和坝坡设置位移观测点，采用全站仪进行观测，施工期每周观测一次，运行期每月观测一次。渗流观测：在坝体下游设置量水堰，监测渗流量和渗透水压力，施工期每月观测一次，运行期每周观测一次。混凝土温度观测：在混凝土内部埋设温度传感器，监测混凝土温度变化，控制内外温差不超过25℃。（二）质量验收分部工程验收：坝基与岸坡处理验收：检查基础开挖、清理、灌浆等质量，验收合格后方可进行下道工序。坝体填筑验收：每填筑10层进行一次验收，检查坝料级配、碾压密度、坡面平整度等指标。混凝土工程验收：模板、钢筋、混凝土强度等指标验收，验收合格后方可进行下道工序。单位工程验收：工程完工后，进行单位工程验收，包括工程外观质量、结构安全、使用功能等方面，验收合格后交付使用。竣工验收：工程试运行期满后，进行竣工验收，全面检查工程质量、完成情况、技术资料等，验收合格后正式投入运行。七、施工技术创新与应用（一）36T振动碾厚层填筑技术采用36T振动碾进行100cm厚层填筑，相比传统60cm层厚，提高填筑效率40%，通过优化碾压参数，确保堆石料碾压后空隙率小于20%，满足设计要求。（二）智能碾压技术应用无人驾驶和智能碾压技术，通过GPS定位和传感器实时监测碾压轨迹、遍数、速度等参数，实现碾压过程可视化和数据化管理，提高碾压质量均匀性和施工效率。（三）挤压边墙施工技术采用挤压边墙机在垫层料上游边缘制作低标号混凝土边墙，代替