大灘子水庫工程可研階段施工組織設計研究

宋萬錄

大灘子水庫工程可研階段施工組織設計研究

宋萬錄

（貴州新中水工程有限公司 貴州貴陽 550002）

大灘子水庫工程可研設計階段，對施工組織設計關鍵技術問題進行了深入論證分析，提出了合理的施工導流方式、導流建筑物設計方案。工程采用全段圍堰、隧洞過流的導流方式，施工總布置分為大壩施工區(qū)和施工管理營區(qū)2個施工區(qū)。施工組織設計中還對主體工程施工、施工交通運輸、施工總布置、施工用地規(guī)劃、施工總進度等進行優(yōu)化設計研究。擬定施工總工期為19個月，工程靜態(tài)總投資6028萬元。

大灘子水庫 施工組織設計 導流隧洞

大灘子水庫位于水城縣龍場鄉(xiāng)韓家溝，韓家溝小河屬于珠江流域北盤江水系二級支流，一級支流為雨灣河。壩址位于韓家溝河中游河段的波梭座河段，壩址以上集水面積6.2km2。工程區(qū)距水城縣城區(qū)120km，距離龍場鄉(xiāng)約10km，壩址右壩肩岸坡有鄉(xiāng)村公路通過。工程任務以灌溉為主，兼顧人畜飲水。水庫壩址以上集水面積6.2km，庫區(qū)回水長1.22km，正常蓄水位1781.0m，總庫容144萬m3。建設期19個月，工程靜態(tài)總投資6028萬元。

1 施工導流

工程為小(1)型水庫，工程等別為Ⅳ等，主要建筑物為4級，導流建筑物為5級，根據(jù)工程實際，導流建筑物按5年一遇（P=20%）洪水標準設計，選擇的導流時段為11～4月相應導流流量為Q=10.8 m3/s，采用全段圍堰、隧洞過流的導流方式。施工度汛標準為10年一遇（P=10%），相應的度汛流量Q=65.6m3/s。大壩施工度汛利用導流洞、大壩沖沙放空底孔及壩面過水的聯(lián)合度汛方式。

1.1導流方式

由于壩址位于韓家溝河中游河段的波梭座河段，河床狹窄。若采用分期圍堰、明渠導流方式，施工難度較大，施工場面也難以開展，另外，壩基開挖對縱向圍堰穩(wěn)定、滲漏等影響大。因此，從施工技術和施工地形條件上不適宜采用分期導流方案。結合壩址位置地質地形條件、主體建筑施工時段、施工工藝等，確定采用全段圍堰、隧洞過流的導流方式。

1.2導流建筑物設計

導流洞布置于右岸，導流洞長138.13m，斷面為城門洞型。上游圍堰處河床底高程1752.0m，上游圍堰頂高程1755.0m，堰頂長度29.99m，最大堰高3.0m，頂寬3.0m，迎水面和背水面坡度均為1：1.75。下游圍堰處河床底高程1744.0m，堰頂高程為1746.5m，堰頂長度12.28m，最大堰高3.0m，頂寬3.0m，迎水面和背水面坡度均為1：1.75。

2 主體工程施工27

2.1大壩施工

擋水壩為C15外摻MgO混凝土雙曲拱壩。大壩主要工程量為：土石方開挖約1.65萬m3，壩體C15混凝土約1.68萬m3，墊層C15混凝土約0.19萬m3，閘墩C20混凝土約0.019萬m3，帷幕灌漿900/650（有效/無效）m，固結灌漿600m，鋼筋4.5t。

2.1.1 大壩基礎開挖

大壩基礎開挖主要是壩肩及壩基土石方開挖，由于壩肩地形陡峻，為保證壩肩開挖邊坡穩(wěn)定，壩肩石方開挖主要采用手風鉆造孔，人工裝藥、周邊孔光面爆破的施工方式，開挖采用自上而下分層梯段爆破的作業(yè)程序。根據(jù)壩肩實際地形情況，壩肩開挖采取小梯段多循環(huán)的開挖方法，開挖臺階高控制4～6m。壩肩1760m高程以上的開挖廢碴由人工清至河床后，再由挖掘機裝15t自卸汽車運輸至工程指定棄碴場。壩肩1760m高程以下開挖廢碴直接由挖掘機裝15t自卸汽車運輸至工程指定棄碴場。壩基大體積開挖采用潛孔鉆造孔，壩基預留1.0 m保護層后一次爆破成型，壩基開挖周邊孔采取預裂爆破，以保證壩基邊坡完整、穩(wěn)定。

2.1.2 壩基處理

（1）固結灌漿：主要為河床壩基段及兩壩肩的固結灌漿，河床段壩基固結灌漿在墊層混凝土澆筑完成后集中進行。壩肩固結灌漿與壩肩混凝土澆筑同步進行。固結灌漿孔采用100型回轉鉆機造孔，灌漿統(tǒng)一由布置于右岸原公路旁的制漿站集中拌制。為抑制地表抬動和地面冒漿，固接灌漿須在相應壩段混凝土澆筑完成并達到70%設計強度后，才能進行。

（2）帷幕灌漿：在墊層混凝土澆筑完畢后進行，兩岸坡段帷幕灌漿隨壩體上升同步進行，兩岸帷幕灌漿在兩岸山坡和山頂上施工。帷幕灌漿孔采用100型回轉鉆機造孔，河床段和右岸灌注漿液由布置在右岸原公路旁的制漿站集中拌制。左岸灌漿由布置在右岸原公路旁的制漿站集中拌制后，采用高壓灌漿泵把水泥漿輸送到左岸制漿站，經(jīng)左岸制漿站重新攪拌后進行灌漿。

2.1.3 壩體混凝土施工

基礎開挖到建基面高程，通過驗收合格并簽證后，即可進行混凝土澆筑。壩體混凝土施工工序為：測量放樣→基礎及縫面處理→混凝土拌制→模板工程→分層分塊→混凝土水平及垂直運輸→混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護→混凝土施工質量控制措施→大壩誘導縫灌漿。

壩體混凝土澆筑前先檢測模板及建基面是否滿足設計及規(guī)范要求，在處理符合規(guī)范要求的基礎面上鋪一層2～3cm厚砂漿，混凝土運輸入倉時鋪筑層厚控制在500mm左右，并保持倉面混凝土均勻上升，鋪筑層間歇時間應不超過2h，并由人工用φ100型高頻振搗器振搗密實?；炷翝仓?2～18h后即進行灑水養(yǎng)護，連續(xù)養(yǎng)護時間為28d左右。新澆筑的混凝土體在低溫(0～2℃)環(huán)境下，采用草墊、乙烯泡沫墊、麻袋布墊等保溫材料覆蓋，同時停止下一層混凝土澆筑，對剛澆筑的倉面用潮濕的麻袋覆蓋養(yǎng)護。雨季施工時，為防止混凝土膠體因雨水造成流失，運輸工具應設防雨措施?；炷辽蠅尾仓尚秃笥龅浇涤陼r，應采用篷布或彩條布遮蓋，避免漿體流失影響新澆筑混凝土層間膠結質量。

為保證灌漿質量，大壩誘導縫灌漿過程中應注意以下幾點質量控制要點：（1）誘導縫灌漿盒應與壩體混凝土澆筑同步埋設，灌漿管進出口布置在壩體下游壩面；（2）灌漿前應試通水，檢查灌漿管是否通暢；（3）誘導縫灌漿根據(jù)設計分區(qū)按高程自下而上分層進行；（4）各誘導縫兩側壩體混凝土的溫度都必須達到設計的封拱溫度才能灌注漿液；（5）誘導縫張開度應達到設計要求后方能灌注，若縫面張開度較小時，應采取化學灌漿或其它措施進行灌注；（6）灌漿過程因故被迫中斷，應立即用清水沖洗，保持灌漿系統(tǒng)暢通；（7）在灌漿終孔后，應對灌漿管進行清洗，以備后續(xù)重復施灌；（8）灌漿質量檢查以分析資料為主，結合鉆孔取芯、槽檢等質量檢測成果進行綜合評定。

2.2取水口施工

取水口施工主要包括基礎土石方開挖、C15埋石混凝土施工、C20井筒混凝土施工、C20鋼管混凝土及C20上部板梁混凝土施工等。取水口基礎石方開挖采用人工持手風鉆造孔，人工裝藥并實施光面爆破，爆碴由人工用手推膠輪車直接棄置河床，然后與壩基開挖工程廢碴一道由自卸汽車運至指定棄碴場堆放。取水口閘門井混凝土施工時，采用人工搭設腳手架，人工立鋼模板，模板加固工藝為內(nèi)拉內(nèi)撐方式?；炷寥雮}運輸由自卸汽車經(jīng)下游右岸新建至基坑公路運到塔吊附近后，由塔吊直接吊運入倉?；炷敛捎萌斯こ?0型振搗棒振搗密實，人工灑水養(yǎng)護。啟閉排架混凝土由布置在大壩下游的塔吊完成垂直運輸，人工入倉，人工持50型振搗棒振搗密實，混凝土成型后人工灑水養(yǎng)護。

3 施工交通運輸

3.1對外交通運輸

工程距離都龍場鄉(xiāng)10 km，距縣城120km。有至龍場鄉(xiāng)的通鄉(xiāng)油路及鄉(xiāng)村泥結石公路進入工程區(qū)，有泥結石鄉(xiāng)村公路至蘭花箐石料場區(qū)，能滿足工程設備、材料等對外運輸要求。

3.2場內(nèi)交通運輸

根據(jù)工程實際地形條件，為滿足主體工程施工，需在大壩下游導流洞出口修建下基坑公路進大壩基坑，作大壩下部混凝土澆筑使用；然后從下游下基坑道路修建300m施工臨時道路至導流洞上游進口，開挖料可從右岸運至上游碴場堆放；出碴可從下游沿右岸新建臨時公路、新建永久上壩公路和原至龍場鄉(xiāng)公路約3500m到棄碴場堆放。

4 施工布置與施工用地規(guī)劃

4.1施工總布置

根據(jù)工程樞紐布置特點，施工布置分為大壩施工區(qū)和施工管理營區(qū)。

（1）壩區(qū)：壩區(qū)施工布置主要是大壩、取水口和底孔的施工。壩區(qū)混凝土由布置于大壩上游右岸原公路旁的拌合站集中拌制。在大壩下游右岸布置1臺80t.m塔吊，承擔大壩混凝土澆筑及上壩材料垂直運輸任務；在拌和站附近沿公路因地制宜布置水泥、粉煤灰倉庫、加工廠、倉庫等輔助企業(yè)。

（2）沙石料場施工區(qū)：砂石料采用外購蘭花箐已建好的兩個料場，現(xiàn)有生產(chǎn)設備經(jīng)改造后能滿足工程砂石料生產(chǎn)要求。

（3）施工管理營區(qū)：施工管理營區(qū)布置于大壩下游右岸約200m山坡外側地形較寬緩處，主要布置有施工單位臨時生活區(qū)、施工單位辦公區(qū)、項目管理單位及業(yè)主單位臨時辦公區(qū)等設施。施工單位臨時生活區(qū)在工程竣工后，需全部拆除，并進行綠化。

（4）棄碴場：棄碴場布置于大壩上游約3500m的原公路邊沖溝內(nèi)，在水庫正常蓄水位1781m高程以上。碴場面積約4000m2，容量2.0萬m3，能滿足工程大壩施工區(qū)所有棄碴堆放要求。為了確保棄碴場不產(chǎn)生水土流失和對水庫水質造成污染，該棄碴場應作漿砌石擋墻攔擋，并作好排水措施。

混凝土拌合系統(tǒng)布置在大壩上游右岸原公路旁，在大壩上游直線距離約200m處的拌合站集中拌制，主要為擋水壩、取水口、底孔提供混凝土。拌合站由2臺JS750型強制式拌合機組成，系統(tǒng)生產(chǎn)能力為70m3/h；臨時工程混凝土由1臺可移動的JZM350自落式拌合機拌制。

4.2施工用地規(guī)劃

工程用地主要包括樞紐占地、導流工程占地、施工輔助企業(yè)臨時占地、施工營地臨時占地、公路臨時占地以及施工影響占地等。工程總占地為80.2畝，其中永久占地16.5畝，臨時占地63.7畝。水庫淹沒面積146.2畝。工程施工輔助企業(yè)占地面積為3200m2，輔助企業(yè)房屋主要采用磚混石棉瓦結構；施工營地占地面積為2100 m2，住房結構為磚瓦結構。棄碴場占地4000 m2。

5 施工總進度

工程總工期為19個月，其中施工準備期為2.7個月，主體工程施工期為15.3個月，完建期為1個月，主要控制節(jié)點工期如下：

（1）施工準備自第一年8月1日起到當年12月上旬完成。第一年11月25日大壩截流；

（2）大壩土石方開挖自第一年10月20日起，到當年12月底完成；主體工程第二年9月上旬完成。水庫在第二年10月底開始蓄水；

（3）取水口基礎開挖自第二年1月10日起，到當年6月上旬全部結束；

（4）底孔基礎開挖自第二年1月10日起，到當年6月上旬全部結束。

6 結束語

大灘子水庫工程承擔的任務以灌溉為主，兼顧人畜飲水。經(jīng)過精心施工組織設計、合理選擇施工導流方案和主體工程施工技術、優(yōu)化施工總體布置和用地規(guī)劃、詳細準確的施工總進度安排，能夠確保水庫工程施工的每一道工序的合理安排和良好銜接，對工程建設起著良好的指導作用，為后續(xù)工程安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟的高效施工夯實了基礎。

1. 張震.廣志水庫施工組織設計實例分析[J].施工組織設計,2012,(07):40-42.

2. 黨立本.石頭河土石壩施工組織設計概要[J].山西水利,2004,(06):115-125.

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.03.027

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1672-2469（2014）03-0076-03

宋萬錄（1977年—），男，工程師。