溷凝土面板堆石壩施工設(shè)計(jì)

1、混凝土面板堆石壩施工設(shè)計(jì)1. 工程概況某水電站大壩為混凝土面板堆石壩，壩高179.5m,壩頂長427.79m,寬高比為2.38,屬狹窄河床高面板堆石壩.其余樞紐建筑物均集中布置在左岸.右岸壩體上.下游分布2個(gè)石料場(chǎng),其底部高程與壩頂高程相近 ，距壩體水平距離100150m.壩址處河谷斷面為不對(duì)稱“ V形,左岸陡峭，為70。80 地灰?guī)r陡壁，高差300m 左右.右岸相對(duì)較緩,為35。45。地坡地工程計(jì)劃于2001年10月15日截流,2004 年4月1日下閘蓄水,2004 年10月1日第1臺(tái)機(jī)組發(fā)電,2005年9月30日完建.總工期為5年9個(gè)月，其中第1臺(tái)機(jī)組發(fā)電工期為4年9個(gè)月.2. 壩肩開挖壩

2、肩及壩基開挖工程量大，地形地質(zhì)條件復(fù)雜，其中左壩肩陡峻，開挖邊坡高達(dá)300m,為 工程施工關(guān)鍵項(xiàng)目之一.開挖施工要盡量石渣落入河床，阻塞河道，另一方面又要求截流前盡可能開挖到河床水位附近，以保證直線工期.左岸壩肩開挖必須通過泄洪洞.引水洞等建筑物進(jìn)口，施工干擾較大.2.1施工布置左岸開挖結(jié)合泄洪.發(fā)電引水系統(tǒng)進(jìn)口開挖統(tǒng)一布置開挖公路，分高程布置了 1087.5m公路.1117.5m 公路.1147.5m 公路.1227.5m 公路,路基寬8m,泥結(jié)石路面.另外在陡壁 上游斜坡1030m 高程布置了一條4號(hào)支洞，直通陡壁1030m 高程，在4號(hào)支洞出口至下游地面廠房1000m 高程布置一層截渣公

3、路，寬1530m,可攔截部分下河床石渣.右岸開挖公路結(jié)合天生橋.卡拉寨兩石料場(chǎng)上壩填筑道路進(jìn)行布置，在高程1147.5.1097.1050.996m布置了 4層開挖公路.其中996m 公路是由進(jìn)廠交通洞接3號(hào)施工支洞以交通洞地形式避開發(fā)電廠房基坑，通到上游圍堰.2.2開挖方法及進(jìn)度安排左岸壩肩開挖由分岔支線公路進(jìn)入開挖面，分別在1250.1175m 高程分上.下游兩區(qū)同時(shí)施工，采用邊坡預(yù)裂.15m 層臺(tái)階微差擠壓爆破開挖.為減少石渣下河，爆破作業(yè)掌子面 盡量垂直河床布置，靠陡壁邊緣部分預(yù)留巖坎最后爆除.工作面石渣采用4m3挖掘機(jī).25m 3反鏟裝2032t自卸汽車出渣.下河石渣在1030m 高

4、程截渣平臺(tái)及河床用反鏟及時(shí)清 除.邊坡支護(hù)與開挖平行作業(yè).2000年5月開工,2001年10月底完成1010m 高程以上開 挖,歷時(shí)18個(gè)月，完成石方明挖98萬m3,平均開挖強(qiáng)度5.4萬m 3/月.右岸壩肩開挖采取自上而下615m 一層臺(tái)階開挖.工期安排與左岸壩肩同時(shí)開工 ，截流前要求挖到996m 高程，歷時(shí)18個(gè)月，完成石方明挖34.04萬m 3,覆蓋層17.31萬m3,平均開挖強(qiáng)度2.9萬m3/月.3. 壩體填筑3.1上壩運(yùn)輸方式2個(gè)方案.壩體填筑著重研究了自卸汽車直接運(yùn)輸上壩和移動(dòng)式斜坡車聯(lián)合運(yùn)輸上壩（1 ）自卸汽車直接運(yùn)輸上壩方案這種方案具有簡單安全和可靠地特點(diǎn)，被廣泛用于面 板堆石壩

5、地施工中，在寬闊河床中它可以達(dá)到很高地運(yùn)輸強(qiáng)度但是,對(duì)于位于狹窄河床地洪家渡工程,很難布置45t級(jí)自卸汽車行駛地施工道路,因此選用32t自卸汽車作為壩料地主 要運(yùn)輸設(shè)備道路標(biāo)準(zhǔn)為路面寬10m,平均縱坡6%7% （個(gè)別路段10%12% ）,最小轉(zhuǎn)彎半徑15m.（2 ）移動(dòng)式斜坡車聯(lián)合運(yùn)輸上壩方案移動(dòng)式斜坡車聯(lián)合運(yùn)輸系統(tǒng)由兩組軌道構(gòu)成，每組軌道上分別有移動(dòng)式斜坡車通過鋼絲繩和滑輪與卷揚(yáng)機(jī)連接系統(tǒng)工作時(shí)重車就位于斜坡軌道地上平臺(tái)，靠重力隨斜坡車一同下滑，同時(shí)位于另一軌道上地空車將被拉至上平臺(tái)，斜坡車地制動(dòng)和速度由電動(dòng)機(jī)控制軌道坡度與地形坡度基本相同，伸入壩體地軌道將埋在壩內(nèi)，底部端頭使用移動(dòng)平臺(tái)，系

6、統(tǒng)工作時(shí)此平臺(tái)與軌道固定在一起，隨著壩體地上升而上升，斜坡車下行地最低位置由鋼絲繩控制用32t自卸汽車作載體，上平臺(tái)高程1147m,下平臺(tái)位于壩體內(nèi)，最低高程990m,最大高差為157m,斜坡道最大長度320m,斜坡車地加速度將限制 在0.10.2m/s,制動(dòng)加速度將限制在 0.110.174m/s,行駛最高速度為6.67m/s,最大牽引力為43t.按照以上參數(shù)計(jì)算，每一系統(tǒng)所需電動(dòng)機(jī)功率為2X 300kW,每一工作循環(huán)需時(shí)56min.由于自卸汽車直接運(yùn)輸?shù)剡\(yùn)距在33.5km 之內(nèi),屬于經(jīng)濟(jì)運(yùn)距范圍，其臨建設(shè)施投資較少,斜坡道運(yùn)輸方案地臨建工程量和營運(yùn)費(fèi)用則相對(duì)較高.因而,最終推薦自卸汽車直接

7、上壩方案3.2壩體填筑分期壩體分期主要滿足壩體施工安全壩體渡汛方式提前發(fā)電壩體均勻上升等要求壩體渡汛地最優(yōu)方式是壩體在截流后地第1個(gè)枯期填筑到安全渡汛水位，壩體不過流，靠臨時(shí)斷面擋水洪家渡面板堆石壩體采用斷流圍堰隧洞導(dǎo)流方式，圍堰導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為枯期十年一遇洪水，而渡汛標(biāo)準(zhǔn)（庫水位1億m3時(shí)）為頻率P=1%洪水,相應(yīng)水位1021.7m 高程因此,確定截流后2002年5月底前壩體第I期填筑要求達(dá)到1023m 高程.后期導(dǎo)流洞封堵后按 P=0.2% 洪水度汛，壩前最高水位到1098m 高程，要求封堵導(dǎo)流 洞后汛前壩體臨時(shí)斷面要在1098m 高程以上，考慮到高水位用堆石擋水存在地風(fēng)險(xiǎn),1100m 高程以下

8、面板也要求完成因此確定1102m 高程為壩體分期地一個(gè)界線 ，此高程同時(shí)可滿足首臺(tái)機(jī)發(fā)電水位要求狹窄河谷上壩強(qiáng)度有限，主要通過臨時(shí)斷面來滿足以上2個(gè)重要分期高程，其余分期在此基礎(chǔ)上以方便施工.滿足壩體均勻上升.保證施工質(zhì)量等要求進(jìn)行劃分 3.3面板分期面板分期原則: 安排在氣溫較低地枯水期施工, 且面板施工時(shí)相應(yīng)壩體應(yīng)自然沉陷3 個(gè)月以上 , 最好經(jīng)歷一個(gè)汛期； 施工工程量不宜過大 , 保證面板施工不占直線工期； 盡量使壩體提前擋水發(fā)電 , 提高經(jīng)濟(jì)效益； 避免靠較高地填筑堆石體擋水渡汛引起地風(fēng)險(xiǎn)； 面板上游地防滲粘土 . 保護(hù)石渣（填筑高程 1030m ）須在圍堰保護(hù)下施工 ,并應(yīng)有足夠地施

9、工時(shí)間 .按以上原則面板分三期施工 ,一期面板為 1031m 高程 ,要求相應(yīng)堆石為 1033m 高程 , 二期面板為 1100m 高程 .相應(yīng)堆石為 1102m 高程 ,三期面板到 1142.7m 高程 .3.4 上壩道路布置該水電站壩址處河谷狹窄 , 只能在截流 .基坑基本開挖完成后才能進(jìn)行填筑 .壩體填筑料 源分散 ,墊層料加工點(diǎn) .過渡料堆放點(diǎn) .保護(hù)石渣 .部分次堆石料均位于左岸上游小沖堆渣場(chǎng),須從左岸上壩； 其余主 .次堆石料由天生橋 . 卡拉寨兩個(gè)石料場(chǎng)及下游右岸王家渡堆渣場(chǎng)從右 岸上壩 . 道路布置地原則是不論料源在上游還是下游均采用從下游上壩方式,且能控制整個(gè)壩體地填筑施工

10、.按此要求 , 左岸上游布置了 3 層交通洞 , 即通到壩體內(nèi)部 1030m 高程地 4號(hào)支洞 . 通到壩后 1055m 高程地 5 號(hào)支洞 .通到壩頂 1147.5m 高程地上壩交通洞； 右岸布置了高程為 996.1032.1050.1097.1147.5m 地 5 層公路 .按此布置結(jié)合壩內(nèi) .壩后公路即可滿足壩體填筑要求 .3.5 施工強(qiáng)度與工期影響施工強(qiáng)度地主要因素為：運(yùn)輸強(qiáng)度 . 壩面作業(yè)強(qiáng)度 . 料場(chǎng)開采強(qiáng)度 .（ 1）運(yùn)輸強(qiáng)度 .上壩道路標(biāo)準(zhǔn)為三級(jí) ,混凝土路面 ,路寬 10m, 最大縱坡 12%,雙車道交通洞斷面10nrK 8m.單行洞6miX 6m,通行能力按晝夜 2000對(duì)

11、車考慮，32t自卸汽車高峰日強(qiáng)度可達(dá)3.2萬m3,高峰強(qiáng)度可達(dá)72萬m3/月.（2）壩面作業(yè)強(qiáng)度 .采用機(jī)械化流水作業(yè) ,通過合理地機(jī)械設(shè)備配置 .壩面分區(qū)及高效地組織管理 , 壩面作業(yè)強(qiáng)度一般應(yīng)大于運(yùn)輸強(qiáng)度 .（3 ）料場(chǎng)開采強(qiáng)度 .由地質(zhì)地形條件和開采工作面大小決定.兩堆石料場(chǎng)距大壩水平距離僅100150m,且卡拉寨料場(chǎng)下游又緊靠1號(hào)塌滑體,料場(chǎng)開采必須考慮對(duì)塌滑體地爆破震動(dòng)影響；兩石料場(chǎng)地形坡度2535 ,巖層傾向與地表基本一致，傾角略小于地表坡角，為順向坡；開挖巖層中存在軟弱夾層 ,要求開挖過程中要對(duì)邊坡進(jìn)行支護(hù)處理；開挖工作面 寬度 300 400m, 平均厚度 40 60m. 綜合

12、上述因素 , 按合理地機(jī)械設(shè)備配置 . 爆破裝藥量 控制等因素計(jì)算得出料場(chǎng)開挖強(qiáng)度為3040萬m 3/月因此,決定洪家渡水電站壩體填筑強(qiáng)度地主要因素為料場(chǎng)開采強(qiáng)度.按照洪家渡水電站 2004 年9月發(fā)電地工期要求 ,確定平均施工強(qiáng)度要求達(dá)到 30萬m3/月.4. 壩體填筑分期安排水電站壩體填筑設(shè)計(jì)分七期，面板施工分三期，填筑總歷時(shí)31.5月,平均填筑強(qiáng)度29萬m3/月,高峰填筑強(qiáng)度33.7萬m3/月,設(shè)計(jì)壩體填筑分期見圖1.表11淇家濾逛佯待期特性t*規(guī)時(shí)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. 結(jié)語該水電站于2000年11月8日正式開工，各項(xiàng)工作正按施工規(guī)劃有序進(jìn)行.從已施工地各標(biāo)段證實(shí)，在施工方案.總體布置.道路系統(tǒng)規(guī)劃節(jié)點(diǎn)工期安排等各方面，施工規(guī)劃均是合理地通過前期設(shè)計(jì)和施工實(shí)踐，體會(huì)如下：（1） 峽谷地區(qū)堆石壩陡峭壩肩開挖石渣下河床一直是難于解決地問題，為減少石渣下河 床往往采用預(yù)留巖坎開挖，最后巖坎一次爆破地方案.該方案應(yīng)仔細(xì)斟酌使用，陡峭壩肩邊緣 往往巖石風(fēng)化.裂隙發(fā)育，巖坎不一定留得住，留住后地巖坎爆后大塊率較高 ，使得河床清渣難度加大（2） 峽谷地區(qū)利用公路上壩運(yùn)輸 ，道路等級(jí)需根據(jù)上壩運(yùn)輸強(qiáng)度.運(yùn)輸設(shè)備選型確定，因路陡.彎多最好選擇混凝土路面.利用重力運(yùn)輸?shù)匾苿?dòng)式斜坡軌道車