希尼爾水庫(kù)大壩工程施工組織設(shè)計(jì)

何朝霞

(新疆塔里木河流域巴音郭楞管理局庫(kù)塔干渠管理總站, 新疆庫(kù)爾勒 841000)

希尼爾水庫(kù)工程位于新疆尉犁縣境內(nèi)，北距庫(kù)爾勒市 20km，南離尉犁縣城 27km，處于庫(kù)—尉公路左側(cè)且距庫(kù)尉公路4km。

水庫(kù)一期總庫(kù)容9800萬(wàn)m3，死庫(kù)容1000萬(wàn)m3，相應(yīng)設(shè)計(jì)正常蓄水位于913.6m，死水位 905.8m ，壩頂設(shè)計(jì)高程916.5m。

水庫(kù)工程包括：主、付壩，引水閘、引水渠、放水閘、分水閘及附屬設(shè)施。其中，主、付壩為砂礫料均質(zhì)壩，上游面斜鋪塑膜防滲，主、付壩全長(zhǎng)7.65km，壩體填筑土方 334.67萬(wàn) m3，壩體防滲塑膜面積32.71萬(wàn)m2，混凝土板護(hù)坡5.29萬(wàn)m3。引水閘設(shè)在庫(kù)塔干渠總干渠道 17+800處，設(shè)計(jì)引水流量30m3/s。引水渠全長(zhǎng)約800m，采用現(xiàn)澆混凝土防滲。放水閘設(shè)計(jì)放水流量 45m3/s，校核流量度51m3/s，設(shè)計(jì)為豎井塔式放水閘，放水閘尺寸為 4×4m，放水閘后設(shè)壩下涵洞放水，涵洞為城門洞型，洞高5.0m，寬4m。在放水閘后約200m處設(shè)分水閘，分水閘分別向西干渠和東干渠分水，向西干渠分水流量20m3/s, 向東干渠分水流量25m3/s。

1 主要建筑材料來(lái)源

壩體填筑砂礫料來(lái)自于選擇的C1、C2、C3、C4、C5、C6六個(gè)砂礫石料場(chǎng)，六個(gè)料場(chǎng)砂礫料的總儲(chǔ)量1397×104m3，而壩體填筑需要砂礫料為 300萬(wàn) m3左右，因此砂礫料完全能滿足壩體填筑要求。

混凝土骨料、墊層料、反濾料都可從砂礫料場(chǎng)經(jīng)篩分加工而成，能夠滿足質(zhì)量要求。

護(hù)坡塊石料和排水體塊石料都從選定的北部基巖山區(qū)Ⅶ-1料場(chǎng)爆破開采，料場(chǎng)距西付壩最近10km，距主壩最近14km。

庫(kù)塔干渠從西付壩西側(cè)約束 300m處通過，可以解決工程施工用水問題。

西付壩以西約1.5km為新疆紅旗機(jī)器廠，可以給本工程施工用電提供電源。另外，也可采用柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電滿足分散用電的要求。

2 大壩清基及壓實(shí)施工

大壩清基主要清除表層第四系洪積亞砂土夾亞粘土和砂礫石。主壩第四系洼地壩段全部清除表層第四系亞砂土，清基厚度一般2.5m左右，最厚5.0m。第三系臺(tái)地壩段清除第四系砂礫石層和上部1m左右厚的第三系強(qiáng)風(fēng)化砂巖。東付壩清除表層0.4m左右厚的砂礫石層。西付壩有第四系砂礫石覆蓋的壩段，清除表層1m厚的砂礫石。第三系砂巖直接出露的壩段，清除表層1.0～2.0m厚的強(qiáng)風(fēng)化砂巖。

2.1 主壩壩基清基

主壩壩基清基較深，最深5.0m，一般都在2.5m左右，清基工程量較大，清基的廢料堆放也較為困難，而且主壩段地下水位埋深較淺，最淺 0.7～1.7m，清基施工又要受到地下水的影響，施工中要進(jìn)行基坑排水，因此主壩清基施工難度較大。

2.1.1 基坑排水

主壩第三系臺(tái)地壩段（即 2+436～3+310和3+700～4+100），地下水位埋深都較深，清基沒有達(dá)到地下水位。西側(cè)洼地壩段，（即將 3+310～3+700），地下水位埋深最淺1.5m，一般在2m左右，清基只有局部達(dá)到地下水位以下，基坑排水量小，東側(cè)洼地壩段（即使 5+100～5+750），地下水位埋最淺0.7～1.7m，局部達(dá)到地表。東側(cè)洼地5+750～7+100壩段，地下水位埋深在2.0m以上，壩基清基沒有達(dá)到地下水位。因此，基坑排水壩段為4+100～5+750。

基坑排水采取在上游壩坡腳以上10m處開挖排水溝，進(jìn)行明渠排水。排水溝底高程隨著清基面的高程下降而下降，但始終控制排水溝底高程低于清基面1.0m。在排水溝一端開挖積水井，積水井比排水溝深0.5m。在積水井旁架設(shè)水泵，用水泵抽水排至壩基下游。

2.1.2 清基廢料堆存

清基廢料不能填筑壩體，為了減少?gòu)U料的運(yùn)輸距離，清基廢料直接堆放于相應(yīng)清基壩段的上下游壩腳以外。對(duì)于上游，廢料堆存在壩基防滲線上游，距離防滲線不小于10m距離；對(duì)于下游，廢料堆存在距下游壩腳50m距離以外。

2.1.3 壩基清基

對(duì)于上部 2.0m深度的壩基，直接采用推土機(jī)推廢料于壩基以外的相應(yīng)廢料堆放區(qū)。對(duì)于 2.0m深度以下的壩基，采用挖掘機(jī)開挖，自卸汽車裝料運(yùn)出基外。2.0m深度以下的廢料都運(yùn)至上游堆放場(chǎng)，運(yùn)輸平均距離120m。清基方量為18.74萬(wàn)m3。

2.2 付壩壩基清基

(1)壩基清基。壩基清基都采用推土機(jī)推廢料于壩坡腳外的廢料堆料場(chǎng)以外。付壩最低清基高程905m，相應(yīng)壩基寬度 65.5m，則推土機(jī)最大推運(yùn)距離 70m。推土機(jī)平均推運(yùn)距離 40m。付壩總清基方量5.41萬(wàn)m3。

(2)廢料堆存。付壩清基廢料比較少。對(duì)于東付壩直接堆放于上下游壩腳以外即可，對(duì)于西付壩，廢料堆存于上游壩坡腳的庫(kù)盤內(nèi)，以利于上游壩坡的穩(wěn)定。

(3)壩基壓實(shí)施工。清基后的壩基為第三系砂巖，泥巖，結(jié)構(gòu)比較松散，砂巖孔隙率平均為34.7%，泥巖為 39.3%，都比較大，壩基需要壓實(shí)。設(shè)計(jì)壓實(shí)相對(duì)密度為0.8。

泥巖壩基顆粒較細(xì)，并具有一定的粘性，選用羊足碾壓實(shí)比較適合。經(jīng)驗(yàn)證明，羊足碾壓實(shí)粘性土料效果很好，它能使下部的土體得到很好的壓實(shí)。初步選擇13t的羊足碾壓實(shí)壩基，壓實(shí)遍數(shù)為8遍。

3 壩基防滲體施工

3.1 垂直防滲施工

(1)垂直槽開挖采取挖掘機(jī)開挖。在臺(tái)壩段，先挖一底寬為3m的梯形槽，槽邊坡為1∶1，槽深為2m。然后，挖掘機(jī)下到梯形槽底，沿防滲線方向挖掘機(jī)采用退挖的辦法開挖直槽，直槽寬1m，深4m，一次性開挖成槽。在洼地壩段，先挖一底寬為 5m的梯形槽，槽邊坡為1∶1，槽深為2m，開挖過程中采取明渠機(jī)坑排水。然后，在梯形槽底上下游兩坡腳處布置一排井點(diǎn)排水，井點(diǎn)排水分段進(jìn)行，采用10根小型井管，布置井管間距 80cm，管長(zhǎng) 7.5m,插入壩基內(nèi)7m，管上口用總管相連，最后接真空泵抽排水。井管為帶孔鋼管，管徑75mm。在井點(diǎn)排水的過程中，挖掘機(jī)下到梯形槽底，沿防滲線方向挖掘機(jī)采用退挖的辦法開挖直槽，直槽底寬1m，口寬2m，深4m，邊排水邊開挖，一次性開挖成槽。

(2)防滲體鋪設(shè)。壩基防滲體鋪設(shè)采取人工鋪設(shè)，先在槽下游面鋪設(shè)無(wú)紡布，然后再鋪設(shè)PE膜，根據(jù)設(shè)計(jì)防滲深度對(duì)塑膜進(jìn)行焊接。焊接場(chǎng)地要求寬敞、平整、無(wú)雜物。要求焊縫抗拉裂強(qiáng)度不低于原材料。對(duì)焊縫進(jìn)行充氣檢驗(yàn)其質(zhì)量，鋪膜跟造槽同時(shí)進(jìn)行，塑膜底端達(dá)到孔底設(shè)計(jì)防滲高程。塑膜鋪設(shè)要求松弛鋪設(shè)，鋪設(shè)過程中，嚴(yán)格控制塑膜卷底端位置。PE膜的連接采用焊接，焊接方法同壩體防滲體。

(3)槽回填。直槽段采用粘土回填，采用人工投放土料回填，回填土沿著塑膜上游面一側(cè)回填，均勻填入槽中，以保證回填密實(shí)，回填料的壓實(shí)采用灌水法密實(shí)，粘土料回填要求少量且均勻回填，使孔內(nèi)回填料平衡均勻上升?；靥钔烈蟛缓s質(zhì)和大顆粒土塊，保證回填密實(shí)。梯形槽段回填原位開挖料，采用推土機(jī)直接推開挖料于槽內(nèi)，采用振動(dòng)碾壓實(shí)。

3.2 水平鋪蓋施工

(1)場(chǎng)地平整。場(chǎng)地平整采用推土機(jī)推除地表雜物和第四吸地層，要求地表平順。用振動(dòng)碾對(duì)地表進(jìn)行壓實(shí)壓平。

(2)防滲體鋪設(shè)。用人工鋪設(shè)防滲復(fù)合膜，復(fù)合膜的連接施工同壩體防滲體。

(3)保護(hù)層的回填。用人工回填，以防止破壞防滲體。

4 壩體填筑施工

4.1 壩體填筑施工方案

(1)壩體填筑條件。水庫(kù)大壩為碾壓砂礫料土石壩，壩體砂礫料填筑總方量為 334×104m3。壩分為主壩、西付壩、東付壩。其中，主壩長(zhǎng)4.664km，西付壩長(zhǎng)2.436km，東付壩長(zhǎng)0.55km，主壩填筑方量為 308.18×104m3，西付壩填筑方量為 27.25×104m3，東付壩填筑方量為0.97×104m3。

壩體填筑砂礫料選擇了二個(gè)主料場(chǎng)，分別為C1、C6，其中 C1料場(chǎng)距離主壩平均距離 4km，C6料場(chǎng)距離西付壩平均距離10km。根據(jù)料場(chǎng)規(guī)劃，C1料場(chǎng)為4+620～7+650壩段供料，C6料場(chǎng)為0+000～4+620壩段供料。

(2)壩體填筑施工方案。根據(jù)壩體填筑的實(shí)際條件，采取機(jī)械化壩體填筑工，施工條件完全能滿足機(jī)械施工要求。設(shè)計(jì)壩體填筑方案為：自卸汽車運(yùn)料直接上壩卸料鋪料，采用推土機(jī)輔助鋪料，灑水車壩面灑水，壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行壓實(shí)。填筑實(shí)現(xiàn)機(jī)械化流水作業(yè)施工，壩面劃分成多個(gè)作業(yè)區(qū)域，各區(qū)域按不同的作業(yè)內(nèi)容輪流施工。不能采用機(jī)械化施工的局部部位，采用人工輔助施工。

4.2 壩體填筑施工

4.2.1 施工作業(yè)工序及施工方法

（1）壩面作業(yè)工序?yàn)椋鹤孕镀囆读箱伭稀仆翙C(jī)輔助鋪料→灑水車灑水→振動(dòng)碾碾壓。其中，在灑水碾壓過程中，灑一遍水，碾壓一遍，灑水碾壓交替進(jìn)行。

（2）施工方法。自卸汽車鋪料采用進(jìn)占法。即自卸汽車在新填的松料上逐步向前卸料，并用推土機(jī)隨時(shí)平整。

壓實(shí)方法：對(duì)振動(dòng)碾，采用進(jìn)退錯(cuò)距法；對(duì)硅式夯采用連環(huán)套打法。

4.2.2 壩面作業(yè)區(qū)規(guī)劃

壩體填筑分為三道工序，即鋪料、灑水、碾壓。對(duì)各工序進(jìn)行作業(yè)區(qū)規(guī)劃，對(duì)一個(gè)作業(yè)區(qū)實(shí)現(xiàn)流水線作業(yè)施工，以免施工機(jī)械相互干擾。

5 壩體防滲體及護(hù)坡施工

5.1 壩體防滲體施工

(1)塑膜鋪設(shè)。在壩頂上布置卷?yè)P(yáng)機(jī)，先將塑膜卷成卷，然后在坡頂將塑膜卷裝在卷?yè)P(yáng)機(jī)上，自坡頂慢慢放至坡底。塑膜盡量選用寬幅的塑膜，塑膜長(zhǎng)度根據(jù)具體壩頂至壩腳的長(zhǎng)度來(lái)確定，隨壩高的變化而變化。塑膜鋪設(shè)時(shí)不要拉緊，留1.5%左右的余幅，以便拼接和適應(yīng)氣溫的變化。

(2)塑膜連接。塑膜連接采用熱熔法焊接。焊縫搭接寬度10cm。采用兩條平行焊縫焊接，焊縫寬1cm，兩條焊縫間距2cm。焊縫焊接好后采用充氣法對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢查，即將待測(cè)段兩端封死，插入氣針，充氣至0.5～0.21MPa，靜觀0.5mm，觀察真空表，如氣壓不下降表明不漏氣，接縫合格，否則要及時(shí)修補(bǔ)。

5.2 混凝土面板護(hù)坡施工

混凝土面板澆筑采用滑動(dòng)模板施工，這樣可以防止破壞壩體防滲體，節(jié)省模板數(shù)量，連續(xù)快速施工，施工質(zhì)量也易保證?；炷林苽湎到y(tǒng)布置在相應(yīng)澆筑壩段壩頂。混凝土輸送采用斜溜槽輸送?；炷琳駬v采用平板振搗器。抹面、分縫、止水等施工采用人工施工。

6 施工總進(jìn)度

希尼爾水庫(kù)工程是世界銀行貸款項(xiàng)目，具有投資大、工程量大、施工周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，世行貸款項(xiàng)目的貸款期為5年。根據(jù)世行貸款資金的到位情況和本工程的具體特點(diǎn)，確定希尼爾水庫(kù)工程總施工工期為4年。

初步安排壩體填筑工期為 26個(gè)月。其它工程的進(jìn)度以此主要工程的進(jìn)度為參照，在保證總進(jìn)度的前提下安排自己的進(jìn)度。

6.1 總進(jìn)度關(guān)鍵線路

施工總進(jìn)度的關(guān)鍵線路為：施工準(zhǔn)備→壩基開挖壓實(shí)→壩基防滲體施工→壩體填筑→壩體防滲體施工→壩體護(hù)坡施工→壩體排水體施工→壩體修整和美化→施工場(chǎng)地的恢復(fù)。

6.2 施工總進(jìn)度

（1）施工準(zhǔn)備。安排工期3個(gè)月。

（2）壩基開挖壓實(shí)。壩基開挖工程量為 80×104m3，初步考慮工期2個(gè)月，壩基壓實(shí)工期1個(gè)月。

（3）壩基防滲體施工。壩基總防滲面積約7.5×104m3，初步考慮工期8個(gè)月。

（4）壩體填筑，壩體填筑工程量為330×104m3，預(yù)計(jì)日平均填筑量為500m3，則需要求22個(gè)月，考慮其他因素的影響，初步安排工期28個(gè)月。

（5）壩體防滲體施工。壩體防滲面積約 30×104m3，主要為壩坡平整，壓實(shí)和鋪設(shè)塑膜。初步安排工期6個(gè)月。

（6）護(hù)坡施工主要為護(hù)坡混凝土板的澆筑，混凝土總方量約 5×104m3，采用較為先進(jìn)的滑模澆筑施工，初步安排工期8個(gè)月。

（7）壩體修整和美化考慮工期4個(gè)月。

（8）施工場(chǎng)地恢復(fù)考慮工期3個(gè)月。

7 結(jié) 語(yǔ)

施工組織設(shè)計(jì)是水利工程施工單位加強(qiáng)管理、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，也是施工單位整體實(shí)力、技術(shù)水平和管理水平的具體體現(xiàn)。針對(duì)希尼爾水庫(kù)大壩工程的外部施工條件(包括施工建筑材料、施工道路)、大壩工程清基、壩體與壩基防滲施工、壩體填筑與混凝土護(hù)坡澆筑及工程施工進(jìn)度等進(jìn)行了詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)，通過周密安排、精心部署，施工組織設(shè)計(jì)對(duì)確保水庫(kù)大壩施工的正常進(jìn)行起到了重要作用。