貴州附廓水庫大壩加高擴建施工組織設(shè)計分析

鐘 勛，譚劍波

（1.貴州省水利投資（集團）有限責(zé)任公司，貴州貴陽 550000；2.楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院水利工程學(xué)院，陜西楊凌 712100）

貴州附廓水庫大壩加高擴建施工組織設(shè)計分析

鐘 勛1，譚劍波2

（1.貴州省水利投資（集團）有限責(zé)任公司，貴州貴陽 550000；2.楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院水利工程學(xué)院，陜西楊凌 712100）

貴州附廓水庫大壩是一座砌石拱形重力壩，最大壩高34.9m，設(shè)計庫容2 380萬m3。為改善水庫運行工況，提高供水能力，需對大壩加高5m，并改造溢洪道。從施工導(dǎo)流方式、施工度汛、大壩主體工程施工、施工條件、施工布置等方面，進行了施工組織設(shè)計。結(jié)合工程特性，對施工環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵問題進行了深入分析論證。

貴州?。桓嚼畮?；施工度汛；施工布置；沙石加工系統(tǒng)

0 引言

附廓水庫位于貴州黔西縣城西北15 km處的洪水鄉(xiāng)與金坡鄉(xiāng)交界處，始建于1958年，1964年擴建。運行至今，水庫存在供水能力不足問題，需對大壩進行加高擴建。其設(shè)計方案為：對原砌石拱形重力壩加高5m，并對大壩下游面加厚、改造溢洪道。加高擴建后，大壩壩頂高程為1 276.5m，最大壩高34.9m，壩頂長258.4m，壩頂寬6.5m（副壩頂寬4.5 m），為3級建筑物。水庫正常蓄水位為1 273.8m，總庫容為2 380萬m3，每年向縣城供水1 230萬m3，灌溉面積為4.1萬畝［1］。

1 施工導(dǎo)流

根據(jù) 《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》（SL 303～2004）［2］，該工程導(dǎo)流建筑物等級為5級，相應(yīng)導(dǎo)流設(shè)計標準為5年一遇。導(dǎo)流時間選擇在11月至次年4月，導(dǎo)流設(shè)計流量為23.4m3／s。

1.1 導(dǎo)流方式

結(jié)合原有的可以利用的設(shè)施，施工導(dǎo)流采用分期導(dǎo)流的方式［3］。一期導(dǎo)流采用原壩體擋水，關(guān)閉沖沙底孔進口閘門，利用φ800取水管過流的施工導(dǎo)流方式，進行沖沙底孔下游側(cè)鋼筋混凝土管加長、河床部分基礎(chǔ)開挖、沖沙底孔孔頂高程以下部分壩體加厚砌筑、沖沙底孔出口閘閥室新等項目施工。此部分屬于干地施工，無需圍堰保護。二期導(dǎo)流采用原壩體擋水，φ600沖沙底孔和 φ800取水管泄流的導(dǎo)流方式，進行對壩后沖沙底孔頂部高程以上壩體加厚。

1.2 施工度汛

水庫大壩為砌石拱形重力壩，壩體施工期攔洪庫容為0.1億～1.0億m3。根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》（SL303-2004）規(guī)定，其對應(yīng)的度汛標準為20～50年一遇。該工程采用20年一遇度汛標準［4］，相應(yīng)的度汛設(shè)計流量為186m3／s，相應(yīng)水位為1265.8m。根據(jù)施工進度計劃，大壩施工需要過1個汛期。施工度汛方式采用在原大壩溢洪道壩段預(yù)留度汛缺口，缺口位置為原溢洪道邊墻位置，缺口寬度為16.5 m。

2 大壩加高主體工程施工

2.1 主要施工強度指標

2.1.1 土石方開挖高峰強度

根據(jù)施工總進度計劃安排，土石方明挖月高峰強度為22 327 m3，出現(xiàn)在2011年6月，主要是壩肩開挖和連庫隧洞明渠開挖。左右壩肩和連庫隧洞明渠3個工作面同時施工，平均每個工作面月施工量為7 442m3。大壩開挖均為陡峭高邊坡開挖，采用手風(fēng)鉆機打孔分臺階爆破拋渣，集中平臺出渣。連庫隧洞明渠開挖為拉槽爆破，采用手風(fēng)鉆機打破爆破，渣石沿明渠渠道運出。按照每個工作面配備10臺手風(fēng)鉆機，考慮到施工難易序數(shù)，每天保守開挖工程量按300m3計算，每月按25 d飽滿工作強度施工，工程量為300×25＝7 500m3，大于7 442m3。所以，施工設(shè)備配置滿足要求。

2.1.2 混凝土施工高峰強度

根據(jù)施工總進度計劃安排，砌石澆筑月高峰強度為4 659m3，出現(xiàn)在2012年7月、8月，施工部位為大壩和連庫隧洞明渠。大壩施工分為3個工作面，每個施工面施工強度為1 553m3。大壩部分采用塔機入倉，2臺塔吊安排在2個工作面。連庫隧洞明渠不是關(guān)鍵工作，對施工工期安排比較靈活。通過對工程砌石強度指標和塔機的瓶頸指標分析，大壩月施工強度安排為2 102m3。按照大壩施工高峰每月工程量為2 200m3，每月按25 d飽滿施工，每天施工10 h計算，塔機1 d的施工強度為 2 200÷25＝88（m3），1 h施工強度為8.8m3。壩體為單圓心單曲重力式拱壩，一臺水工塔機無法覆蓋，為了保證該混凝土施工強度，需投入2臺QZT-600型水工塔機。該機每小時生產(chǎn)能力8m3，2臺水塔機每小時生產(chǎn)混凝土16m2，滿足工程大壩高峰砌石澆筑強度要求。

2.2 大壩加高部分施工

2.2.1 基礎(chǔ)開挖

壩基土石方開挖程序為先壩肩后岸坡，自上而下分層開挖。壩基土方開挖采用1m3挖掘機開挖，8 t自卸汽車運輸出渣。壩基石方開挖采用風(fēng)鉆鉆孔，人工裝藥控制爆破的方式。大壩下游右岸及兩壩肩開挖的石渣，可利用挖掘機裝自卸汽車運出。大壩下游左岸地形坡度較陡，不宜開挖分層公路，需要人工清渣到大壩下游右岸河邊，然后采用挖掘機裝自卸汽車運出。由于該工程為擴建工程，基礎(chǔ)石方開挖時，應(yīng)嚴格控制裝藥量，采取“短進尺、少裝藥、弱爆破”的開挖方式，避免爆破震動影響大壩安全?？拷瓑误w部分石方開挖時，采用預(yù)裂爆破、人工撬挖。

2.2.2 墊層混凝土澆筑

墊層混凝土澆筑時，按先河床后岸坡，自下而上分倉澆筑［5］。河床部分壩體加厚時，先澆筑墊層混凝土，然后進行混凝土砌石；兩岸坡壩體加厚時，墊層混凝土隨加厚部分的壩體升高而逐漸向上進行澆筑。墊層混凝土采用小型商品混凝土攪拌系統(tǒng)集中攪拌，泵送入倉，挖機平倉鋪塊石，振搗棒或振動板振搗密實。

2.2.3 壩體石塊砌筑

壩體砌筑時，石料采用8 t自卸汽車運到施工工作面，挖機鋪設(shè)塊石，人工輔助就位。新老壩體接觸面采用錨筋連接。錨筋施工時，首先，采用風(fēng)鉆鉆孔，并將孔內(nèi)清理干凈。其次，用注漿機向孔內(nèi)注滿水泥沙漿。最后，插入錨筋。砌筑石料時，對老壩體下游面鑿毛，并將建基面清理干凈，人工擺放石料，然后向擺放好的石料上鋪上細石混凝土，并用振搗棒振搗混凝土，使細石混凝土填滿塊石料之間的空隙，直到表面泛漿［6］。下一層砌石砌筑完畢后，鋪一層細石混凝土，然后，進行上一層的砌筑。防滲墻混凝土澆筑時，采用小型商品混凝土攪拌系統(tǒng)集中攪拌，泵送入倉，人工平倉，振搗棒振搗密實，人工灑水養(yǎng)護。

2.3 溢洪道混凝土澆筑

溢洪道混凝土澆筑時，采用小型商品混凝土攪拌系統(tǒng)集中攪拌，泵送入倉，人工平倉，振搗棒振搗密實，人工灑水養(yǎng)護。溢洪道閘墩及邊墻混凝土澆筑時，采用鋼模；溢流面混凝土澆筑時，采用滑模。

3 施工條件

3.1 交通條件分析

現(xiàn)有鄉(xiāng)村公路可達大壩左右兩岸壩肩及連庫隧洞出口。其中，右岸公路從平橋到連庫隧洞出口路段需要進行擴寬改造。

對外交通運輸線路主要有2條：貴陽經(jīng)扎佐、黔西至工地，線路長128 km；貴陽經(jīng)清鎮(zhèn)、黔西至工地，線路長143 km；場內(nèi)交通除充分利用現(xiàn)有公路外，還需要新修建4條場內(nèi)交通干線公路，總長2.4 km。同時，需對大壩左岸從平橋到連庫隧洞出口長約2 km路段及連庫隧洞進口1.5 km公路進行改造，以滿足施工運輸需要。

3.2 施工供水供電條件

施工用水均從附廓水庫庫區(qū)內(nèi)抽取，分別在大壩及連庫隧洞山上建高位水池，滿足大壩樞紐區(qū)和連庫隧洞工程區(qū)的施工用水。施工用電擬接入點分別為：大壩樞紐區(qū)施工用電從大壩左岸下游原水廠供電變壓器接入端引接；連庫隧洞施工用電從桃園管理區(qū)變壓器引接，需架設(shè)10 kV輸電線路2.5 km。

3.3 施工建筑材料調(diào)分布條件

工程區(qū)碳酸鹽巖分布較廣，考慮料場儲量、質(zhì)量、開采運輸?shù)葪l件，初選2個沙、石料場。1＃石料場位于水庫左岸韓婆嶺，距壩址2～3 km，有簡易公路相通。料場分布面積為2.5萬m2，基巖巖性為T1yn3的中厚層灰?guī)r，無用層（剝離層）平均厚約2m。料場沙、石料儲量約為25萬m3，開采高程為1315～1365m，平均可開采厚度為10m，開采不受地下水影響。2＃石料場位于庫首左岸山脊，距壩址250～500m，自然地形坡度10°～20°。料場分布地層巖性為T1yn3的中厚層灰?guī)r，巖體強風(fēng)化深5～6m，開采不受地下水影響。料場分布面積為6.82萬m2，平均可開采厚度為10m，無用層平均厚度為1.5m，料場沙、石料儲量約68.2萬m3。1＃石料場和2＃石料場儲量和質(zhì)量均能滿足大壩砌筑需要。2＃石料場離大壩較近，但料場位于府廓水庫水源保護區(qū)。因此，選擇1＃石料場為主選料場，2＃石料場為備用料場。

4 施工布置及實施系統(tǒng)設(shè)計

4.1 沙石加工系統(tǒng)

在大壩下游右岸原水庫管理所布置沙石加工系統(tǒng)，生產(chǎn)混凝土所用的中石（20～40mm）、小石（5～20mm）和沙。該系統(tǒng)設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模為200 t／h，其中，成品碎石生產(chǎn)能力為120 t／h，沙成品為80 t／h。第一次破碎生產(chǎn)能力為100 t／h，選用PE 600×900鄂式破碎機2臺；第二次破碎生產(chǎn)能力為90 t／h，選用PC 1 250×1 000反擊式破碎機1臺。第一次篩分選用2YKR1845圓振篩，上層篩網(wǎng)孔80mm×80mm，中層篩網(wǎng)孔40mm×40mm；第二次篩分選3YKR2460圓振篩，上層篩網(wǎng)孔40mm×40mm，中層篩網(wǎng)孔20 mm×20mm，下層篩網(wǎng)孔5mm×5mm。

4.2 混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)

在大壩下游右岸原水庫管理所布置一套混凝土拌和系統(tǒng)，拌制壩體砌筑和混凝土澆筑所需要的混凝土。該系統(tǒng)配置一座2×1m3混凝土拌和站，2個200 t水泥罐，1個200 t灰罐，外加劑儲存滿足30 d用量?；炷翝仓罡咴率┕姸燃s2 200m3，所以選用2臺JSY1000A雙臥軸強制式攪拌機。料倉采用專用配料機PL4800，并配備混凝土配料、攪拌、計量全自動微機控制系統(tǒng)，膠凝材料儲藏罐、供排水系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、風(fēng)冷系統(tǒng)各附屬設(shè)施。出料容量為2m3，選用JSY1000A型雙臥軸強制式混凝土攪拌機，生產(chǎn)能力為120 m3／h，能滿足高峰強度要求。正常情況下，系統(tǒng)由上位機直接指揮，實現(xiàn)從物料進倉、拌和生產(chǎn)、信息管理全自動控制；特殊情況下，各子系統(tǒng)可獨立運作進行生產(chǎn)。

4.3 綜合加工系統(tǒng)

在大壩下游右岸原電站廠房區(qū)布置供風(fēng)、供水和供電系統(tǒng)，并集中布置綜合加工廠，包括汽修廠、鋼筋加工廠、木材加工廠、綜合倉庫、工地試驗室、灌漿及制冷設(shè)施等，總建筑面積1200m2，占地面積2650m2。

5 結(jié)語

附廓水庫加高擴建工程主要是對大壩加高5m和改造溢洪道，從而改善水庫大壩性能，提高供水能力。經(jīng)過精心施工組織設(shè)計和施工總布置規(guī)劃，有效解決了大壩加高主體工程施工全過程中生產(chǎn)、生活、環(huán)保等之間的矛盾，確保施工每道工序和工藝按進度、質(zhì)量、成本等要求進行合理安排和良好銜接。經(jīng)專家評審，該工程施工分區(qū)合理、生產(chǎn)組織協(xié)調(diào)，對工程優(yōu)質(zhì)施工起到良好的技術(shù)指導(dǎo)作用。

［1］魚洞峽工程管理項目部.黔西縣附廓水庫加高擴建工程施工組織設(shè)計［R］.黔西：魚洞峽工程管理項目部，2011.

［2］趙廷式，韓龍.關(guān)于大壩施工導(dǎo)流方式及圍堰洪水標準問題［J］.山西水利科技，2007（01）：1－3.

［3］馬軍.頭屯河水庫除險加固工程施工導(dǎo)截流設(shè)計［J］.水科學(xué)與工程技術(shù)，2012（01）：21－22.

［4］張曉梅.喀浪古爾水庫樞紐工程導(dǎo)流與度汛［J］.地下水，2002（01）：56－57.

［5］徐成良，王金華.宮山嘴水庫除險加固工程施工組織設(shè)計［J］.水利科技與經(jīng)濟，2011（01）：92－94.

［6］黃合義，姜言亮，龔晶，等.淺析水利工程施工組織設(shè)計優(yōu)化［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計，2007（04）：47－48.

[責(zé)任編輯 楊明慶]

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2015-01-28

鐘 勛（1987-），男，貴州貴陽人，助理工程師，主要從事水利水電工程施工組織設(shè)計和施工管理工作。