抽水蓄能电站上水库土石方填筑工程施工方案及主要施工措施.doc
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1、抽水蓄能电站上水库土石方填筑工程施工方案及主要施工措施1.1概述1.1.1主要施工项目本合同土石方填筑工程施工包括以下项目:(1)堆石坝填筑工程;(2)库盆工程;(3)环库公路工程;1.1.2主要工程量本合同土石方填筑工程主要工程量见表1.1-1。表1.1-1 土石方填筑工程量表序号施工项目单位填筑工程量备 注1堆石坝工程m5044877.882库盆工程m269397.823坝顶公路填筑m12909.124拦渣坝m1642总 计m5328826.821.2施工重点、难点分析根据现场踏勘和对合同文件的研究和理解,我们认为上水库土石方填筑工程有以下特点需重点解决:(1)主坝填筑是本工程关键线路,须
2、重点确保。主坝填筑做为本工程关键线路上的重要项目,填筑总量504.49万m,施工用时18个月,平均月填筑强度28.03万m,高峰月施工强度30.3万m。因此,在施工过程中要重点确保主坝填筑的设备和人员配备,确保料源的充足供应和运输,确保关键线路工期的完成。(2)石料场坝料开采和砂石料系统建设投运是制约坝体填筑施工的关键。在总体工期安排上,砂石系统建设在本合同中标后即进行规划,进点后即进行建设,可保证在2017年5月1日建设完成,2017年8月1后后投入运行。石料场的土方和强风化岩石开挖做为重点施工项目在主体工程开工时同步进行,可确保在2017年8月1日具备弱风化岩石开采条件,具备向砂石系统供料
3、条件, 2017年7月15日前完成坝料开采试验,具备向主坝填筑场外试验提供条件,2017年8月1日具备向大坝填筑施工(大规模)提供合格料源条件。(3)堆石坝土石方填筑与库区石方开挖协调进行是填筑施工的重要问题本标段填筑石方主要来自库盆开挖石方。在主坝填筑时段,其它部位施工主要服从于主坝填筑的需要。在沉降间歇期,重点确保副坝、拦渣坝、库区土石方开挖等项目施工,以确保整个工程生产的均衡性和设备使用的连续性。(4)坝料上坝运输跨趾板道路是关系到主坝填筑施工的重要问题大坝填筑施工道路须跨越趾板,须采取保护趾板措施,当车辆通过趾板时,须设置活动钢栈桥跨址板。活动钢栈桥共设2个,填筑到不同高程时,分别循环
4、利用。1.3主坝填筑1.3.1概述上库主坝为沥青混凝土面板堆石坝,坝顶高程609.4m,坝轴线长608.23m,坝顶宽度10m,最大坝高117.4m,上游边坡坡比为1:1.7,下游边坡坡比为1:1.5。主坝坝体典型断面如下。 上水库堆石坝典型断面图坝体填筑主要包括:上游主堆石区、下游堆石区、过渡区、垫层、特殊垫层区、过渡层、反滤料等。主要设计分区工程量见表1.3-1,干容重、孔隙率、渗透系数等设计指标见表1.3-2。表1.3-1 坝体设计分区工程量表序号填筑料分区单位填筑工程量备 注1上游堆石料填筑m2937569.812下游堆石填筑m1976453.253过渡层填筑m63263.414反滤料
5、m10005垫层料填筑m63263.416路面碎石垫层m4328合计m504487.88表1.3-2 主坝设计分区材料特性及压实要求表类 别单位垫层料路面碎石垫层料反滤料过渡料上游堆石料下游堆石料填筑材料微风化岩石微风化二长花岗岩微风化或新鲜石料加工弱风化岩石弱、微风化堆石强、弱风化堆石干密度g/cm2.242.242.182.162.1孔隙率n%1818202123最大粒径cm83306060渗透系数cm/s10-2cm/s10-2cm/s10-3cm/s10-2cm/s10-1cm/s10-2cm/s填筑压实层厚cm402020408080加水量(%)碾压遍数遍6868686868681.
6、3.2填筑料源规划上游主堆石区、下游堆石区、过渡区、垫层、特殊垫层区、过渡层、反滤料等主要来自于库盆开挖石方。1.3.3坝体填筑分期经过对合同文件及图纸的深入研究和理解,堆石坝一次填筑至坝顶无需进行分期填筑。1.3.4施工道路布置4号公路:起点在上水库2号渣场420m渣顶平台接2号公路,在1号渣场坡面线展线,前期可作为左右坝肩填筑上坝道路,1号渣场弃渣完成后作为坝中填筑道路。5号公路:起点在上水库2号渣场520m渣顶平台接2号公路,经上水库左坝肩560m高程,沿库内环绕至右岸坝肩560m高程展线,作为库内石料厂运输主要道路并560m高程以下填筑上坝路线。6号公路:起点在上水库左坝肩接2号公路终
7、点,库内岸坡开挖形成609m高程库盆开挖出渣道路,作为坝顶高程以下上坝道路。1.3.5施工用电大坝填筑施工用电主要是施工照明用电,主坝填筑施工照明采用在左右坝肩部位分别设置一个15kW的照明灯塔集中照明,现场局部照明根据施工需要增加碘钨灯照明,以满足夜班施工的需要。1.3.6施工用水填筑施工用水主要为填筑料洒水,本工程采用料场喷水、坝外和坝面补水相结合的方案。填筑料充分加水湿化,是保证填筑压实质量的关键工序。料场喷水:即在开采料场设喷水管,在坝料爆破后即进行第一次全面喷水,使填筑料在第一时间得到湿润。根据装料进度每隔2个小时,进行一次补充喷水,使填筑料始终处于湿润状态,以保证填筑料获得好的湿化
8、效果。用80钢管从630m高位水池引水至开挖工作面附近,爆破后即用专用软管接至开挖面,人工进行喷水。坝外加水:填筑施工道路出口设置蓄水池,用80钢管从附近630m高位水池引至自建蓄水池处,加水站用门架式喷水花管制成,专人值班,自动控制加水,加水站布置在公路旁。坝面洒水:采用我公司在多项工程实践中总结出的最佳坝面洒水方式,利用上库高水位水池,接支管至主坝工作面,连接移动式高压喷射枪至填筑工作面,人工进行洒水。另外在坝面配备1台洒水车用于局部洒水及道路洒水除尘。1.3.7上水库大坝分区垫层区(2A区)垫层区位于面板下部,在坝坡部位水平宽度为300cm,岩坡及库底开挖范围垂直厚度为60cm,库底填筑
9、范围厚100cm,采用库盆开挖的微风化片麻状闪长岩、花岗闪长岩料经人工破碎加工而成。为保证垫层区的排水能力,最大粒径为80mm,粒径小于5mm的含量坝坡区及库底回填区为25%35%,岩坡及库底开挖区为不大于20%,粒径小于0.075mm的含量应小于5%。曲率系数为13,不均匀系数宜大于15,垫层料的超径颗粒含量不应大于3%,逊径颗粒含量不应大于5%。填筑压实后指标:坝坡及库底范围孔隙率不大于18%,相应的干密度为2.24 g/cm3,库盆岩坡区孔隙率不大于19%,相应的干密度为2.21 g/cm3,渗透系数不小于10-2cm/s,变形模量库底部分应不小于60MPa,斜坡部分应不小于40MPa。
10、垫层料自加工厂用15t自卸汽车运至坝面,后退法卸料,推土机摊铺平整,层厚40cm,18t振动碾碾压。垫层每上升2m,用1.6m3液压反铲对其边坡进行削坡修整,洒水后用履带吊牵引10t斜坡振动碾进行坡面碾压。过渡区(3A区)坝体过渡层水平宽度为300cm,库底填筑范围厚100cm。过渡层(3A区)采用库盆开挖的弱风化片麻状闪长岩、花岗闪长岩开挖料,最大粒径为300mm,粒径小于5mm的含量不大于25%,粒径小于0.075mm的含量控制在5%以内。曲率系数为13,不均匀系数宜大于12。设计压实指标:孔隙率不大于20%,相应的干密度为2.18g/cm3,渗透系数不小于10-2cm/s。坝面过渡料采用
11、后退法卸料,摊铺层厚40cm,118kW推土机铺料平仓,18t振动碾碾压。上游堆石区(3B区)上游堆石区(3B区)采用库盆开挖的弱风化片麻状闪长岩、花岗闪长岩开挖料,最大粒径600mm,粒径小于5mm的含量不超过20%,粒径小于0.075mm的含量不大于5%。曲率系数为13,不均匀系数宜大于10。设计压实指标:孔隙率不大于21%,相应的干密度为2.16g/cm3,渗透系数大于10-1cm/s。堆石料用20t32t自卸汽车运料上坝,进占法卸料,132kW推土机铺料平仓,摊铺层厚80cm,洒水后,26t振动碾碾压,边角部位用手扶振动碾碾压。低温下施工时,不洒水,采用薄层铺筑多遍碾压,层厚30cm5
12、0cm。下游堆石区(3C区)下游堆石(3C区)采用库盆开挖的强风化和弱风化片麻状闪长岩、花岗闪长岩开挖混合料,最大粒径600mm,粒径小于5mm的含量不超过20%,粒径小于0.075mm的含量不大于5%。曲率系数为13,不均匀系数宜大于10。设计压实指标:孔隙率不大于23%,相应的干密度为2.10g/cm3,渗透系数大于10-2cm/s。堆石料用20t32t自卸汽车运料上坝,进占法卸料,132kW推土机铺料平仓,摊铺层厚80cm,洒水后,26t振动碾碾压,边角部位用手扶振动碾碾压。低温下施工时,不洒水,采用薄层铺筑多遍碾压,层厚30cm50cm。下游干砌石护坡(P)为抗震需要及防止雨水等对坝坡
13、的破坏,下游坝坡设置护坡,其厚度50cm,由堆石体中选取超径大块石干砌而成,块石厚度大于30cm。坝体每填筑两层就用1.6m3液压反铲对下游坝坡进行一次修整。坝体填筑过程中,用1.6m3反铲将超径块石清理到下游坝坡,另从开挖料中人工挑选块石,用15t自卸汽车运至坝面,卸在修整好的坝坡上,人工砌筑。1.3.8设备选择(1)运输设备主要道路宽度基本为7m,满足10t20t级汽车的正常通行要求,考虑填筑层厚、填筑作业面等因素,主要选用20t自卸汽车,主堆石区可利用20t汽车辅助填筑。小区料、垫层料等部位选用10t自卸汽车。按高峰月强度28万m/月、运距1km计,选配的主要运输设备的数量为10t计15
14、台(0.2万m/月台),20t计60台(0.45万m/月台)。(2)挖装设备按高峰月强度10万m/月,挖装设备以满足该施工强度为前提,兼顾填筑料清理超径石需要,选择5台1.21.6m反铲(2.5万m/月台)可满足施工强度要求。另外,在大坝填筑作业区,配1台1.2m反铲进行建基面清理及搭接缝处理,局部平整等辅助工作。同时配置1台3m装载机进行施工道路维护及坝面作业。(3)平整设备根据大坝填筑特点,拟选用2台162KW推土机(生产能力7.5万m/月台)和1台235KW推土机(生产能力10.2万m/月台)用于坝体填筑施工,可满足高峰月施工需要。其中1台162KW推土机用于垫层料、反滤料、特殊垫层料平
15、整。1台235KW推土机和1台162KW推土机用于堆石料、过渡料平整。(4)碾压设备碾压压实效果的好坏,直接影响施工质量,因此,选择合适的碾压设备至关重要。根据本工程主坝填筑特点,选择主要2台英格索兰振动碾(生产能力10.2万m/台月,工作重量为26t)用于堆石料、过渡料、垫层料、反滤料等的碾压。坡面,选用2台YZT10D型牵引式振动碾(工作重量为10t)碾压。(5)上游垫层料坡面修坡设备垫层料作为大坝面板的依托,最小的变形和最大的干密度是保证工程质量的关键,因此,配备2台XL4200型履带式激光导向液压长臂反铲进行上游坡面的修整。(6)洒水设备在运输道路上设置自制花管门架加水站,光感应、电控
16、自动加水。坝面部分供水支管用特制的软管,软管由设置自动卷筒式滚轮的车辆控制,可以伸收自如,洒水喷射枪由人工控制。另外在坝面配备1台洒水车用于局部洒水及道路洒水除尘。(7)超径石处理设备在填料区配备1台1.2m反铲用于超径石处理。(8)特殊部位夯实设备局部边角部位配备2台BW75S型振动碾、2台RD7H振动平板和1台液压振动夯碾压,以保证边角部位压实质量达到设计要求。1.4场外生产性试验在大坝(混凝土面板堆石坝)填筑施工前,根据监理人的指令和施工图纸规定所示堆石分区,在规定的料场选取有代表性的坝料,进行与实际施工条件相仿的现场生产性试验,以取得最终的填筑施工参数。1.4.1试验目的(1)研究碾压
17、设备对各类填料的最佳碾压参数,对设计压实标准进行验证。(2)研究洒水量对堆石料压实性能影响,选择施工控制洒水量。(3)确定各类填料的压实控制标准。(4)研究填筑施工工艺。1.4.2试验依据(1)合同文件技术条款中的技术要求(2)碾压式土石坝施工技术规范 (DL/T5129-2001)(3)土工试验规程 (SL237-1999)(4)土工试验方法标准(GB/T50123-1999)1.4.3试验场地试验场地:碾压试验场选上水库库区内的刚性地基上,具体位置由发包人、监理人确定。每一试验单元面积不小于13m30m。试验场地布置见下图1.4-1。图1.4-1 碾压试验测点布置图1.4.4 试验步骤及方
18、法试验填料主要来源于上水库进出水口的开挖石料和石料开采场。主堆石料、过渡料和过渡区石料、垫层料、反滤料均为开挖新鲜的晶屑凝灰熔岩。(1)准备在碾压好的试验场地按试验场次的具体安排进行测量放线,布置如图13-1碾压试验测点布置图,测量并记录试验场地的高程,测点间距2m2m,精度1mm。并用白灰线画出试验区域和试验单元,以及机械进出场的方向指示标志(2)铺料主堆石采用进占法铺料,铺料厚度为压实后厚度加上预压缩量,根据以往生产经验预压缩量约为铺厚的1015%。(3)平料试验场内的料堆采用推土机平料,使其满足试验要求的厚度和平整度,并采用水准仪检测铺层厚度,保证铺料厚度达到试验要求。(4)碾压坝料全部
19、摊铺完毕,振动碾进场静压2遍,使其表层平整,然后测量碾压前填筑层面高程,测出准确的铺料层厚度。按试验规定的加水量在碾压前数小时完成洒水作业,按体积法计算水量。用白灰画出各种试验区域和试验单元,并标示出碾压等机械的行走路线,振动碾在场外起震到正常工况后,在专人指挥下进场,振动碾采用前进后退全振方法碾压作业,进出场一个循环按振动碾压两遍计,轮迹重叠应控制在1015cm,按试验规定的施工参数进行碾压作业。(5)测量碾压后填筑层面的高程,并计算每层不同碾压遍数的沉陷量。(6)在每个试验单元内挖坑检测碾压后的压实密度、颗粒级配。(7)碾压试验检测项目分布见碾压试验测点布置图。(8) 试验报告碾压试验结束
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