大坝填筑施工组织设计概论.docx
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大坝填筑施工组织设计概论
水库大坝工程
（大坝填筑）
施工组织设计
责任公司
二0一0年二月
第一章综合说明1
1.1工程概况1
1.2施工条件1
第二章施工进度计划及资源配置计划3
2.1编制原则3
2.2施工进度计划3
2.3主要强度指标及设备配置计划3
第三章施工安全度汛5
3.1施工导流方案5
3.2施工安全度汛6
第四章大坝填筑施工7
4.1坝体填筑方案规划7
4.2坝体填筑施工8
第一章综合说明
1.1工程概况
水库工程坝址位于乡河上家坡处，距县城23km。
为河右岸一级支流，源头于龙头山，由西北向东南，一路流经玉洪、小茶园，于双河汇入榨茨河，全流域面积14.34km2，主河道长8.09km，水库大坝距下游河口约2.5Km。
水库工程开发任务为灌溉、供水。
本工程计划总工期24个月。
木桥河水库大坝为堆石面板坝。
大坝坝顶宽6.1m，坝顶长度190m；河床趾板建基面高程697.01m，最大坝高69.41m，最大坝底宽215m；坝顶设4.43m高U型钢筋混凝土防浪墙，墙底高程763.19m高于正常蓄水位760.00m；上下游坝坡1∶1.3，下游设2级马道，马道宽2m，高程分别为743.19m、723.19m；下游坝脚设排水棱体，采用超径石回填，平台高程703.19m，平台宽度2m，边坡1∶1.5。
大坝上游坝脚设粉土铺盖和石碴盖重，粉土铺盖顶高程为716.97m，顶宽5m，边坡为1∶2；石碴盖重顶高程717.97m，顶宽8m，边坡1∶2.5。
1.2施工条件
1.2.1水文气象
工程区地形复杂，气候有明显的差异。
总体看仍属中亚热带季风气候区。
年平均气温13℃。
历年最高气温39.9℃，历年最低气温-15.2℃。
河源头于榨茨乡铁厂坪（海拔1430m），江家垭以上河段自西向东，以下河段自北向南流入小溪口水库。
马水河全流域面积1087.2km2，主河道长76.5km。
右岸一级支流，源头于龙头山，由西北向东南，一路流经玉洪、小茶园，于双河汇入榨茨河；流域最高点海拔1851m，最低点海拔625m。
木桥河全流域面积14.34km2，主河道长8.09km，主河道平均比降43‰；坝址以上集雨面积11.42km2,河道长5.7km，河道平均比降55.4‰。
本流域洪水由暴雨形成，洪水发生频繁，陡涨陡落，具有山区河流洪水的普遍特征，每年4～10月为汛期，在此期间均有发生洪水的可能性，洪峰形态以单峰为主，洪水历时1～2天，偶有复峰出现。
1.2.2材料供应条件
大坝填筑工程主要建筑材料有垫层料、堆石料等，分别叙述如下：
（1）石料
石料场位于河上坝线下游右岸约1km处；该料场位于木桥河向斜之南东翼，料场出露地层为寒武系上统耗子沱群中厚层状微晶灰岩，总体为倾向SE的单斜岩层；料场区最高高程约800m，最低高程680m，相对高差120m。
料场出露地层单一，岩性简单，所采石料层为中厚层状微晶灰岩，单层一般厚15～50cm，以中层居多，块状构造。
岩石单轴抗压强度为85MPa。
目前该料场已探明石料储量450万m3，可以满足工程需要。
该料场可作为人工骨料、块石料及堆石料料场，质量、储量能够满足要求，开采运输方便。
大坝填筑需要的块石料、堆石料从石料场开采，自卸汽车运至施工部位。
目前石料场备料约8万余方，可满足大坝填筑施工需要。
（2）砂石骨料及垫层料
砂石骨料及垫层料等从石料场开采后，运至骨料加工厂，经过加工而得。
目前垫层料约1万余方，可满足大坝填筑施工需要。
1.2.3交通条件
木桥河水库位于乡，209国道从乡集镇通过，公路运输较为便利，工地距城23km，距市82km。
工程区山高谷深，原有一条3m宽沿河路直达现场，工程开工后将进场路拓宽至6m，另外在右岸修建一条傍山路直达坝顶，左岸也修筑一条上坝公路。
第二章施工总进度计划及资源配置计划
2.1编制原则
（1）按照本标段合同规定的合同控制工期要求，做好施工总体规划，科学合理地安排施工程序及其施工进度，确保节点工期及合同总工期。
（2）合理安排组织各项作业，提高施工生产效率，加快工程施工进度。
（3）采用适中的施工强度指标排定施工日程，对不可预见因素留有一定余地，并在施工中力求实现均衡生产，文明施工。
2.2施工进度计划
2.2.1施工进度分析
2015年春节后坝体填筑施工时段为2015年3月1日至2015年7月20日，坝体一次填筑至坝顶763.48m高程，需完成土石方填筑约35万m3，最高月强度约9万m3。
2.2.2施工进度计划
施工进度计划见附表《木桥河水库工程大坝填筑施工进度计划》。
2.3主要强度指标及设备配置计划
2.3.1主要强度指标
大坝填筑项目主要施工强度指标见表2-1。
表2-1主要施工强度指标
项目
单位
总量
施工时段
平均
月强度
最高
月强度
发生年月
备注
石料开采
万m3
28
2015.3~2015.7
7
9.1
2015.5
土石方填筑
万m3
35
2015.3~2015.7
7.78
9
2015.5
2.3.2设备配置分析
⑴钻孔设备配置分析
采石料场开采高峰施工强度约为9.1万m3/月。
按每月有效工作日25天计，则单日最大开采量为4000m3。
料场开采过程中，拟主要配置1台CM-351型履带式液压钻机（钻孔能力按120m/台班计）、10台QZJ-100B型潜孔钻（钻孔能力按40m/台班计）造孔，一天按照2个台班计算，综合日进尺达到1000m，孔网参数按照3.0×2.6考虑，则日钻爆开挖量达到7200m3，考虑设备的利用系数为0.8，则单日钻爆开挖量可达到5760m3，可满足料场高峰施工强度。
另外考虑6台手风钻进行浅孔部位的造孔，2台QZJ-100B型潜孔钻备用。
供风设备采取24m3电动空压机1台，13m3空压机4台，供风能力76m3/min，能满足上述钻孔设备的供风要求。
⑵挖装设备配置分析
土石方填筑高峰施工强度约为9万m3/月。
按每月有效工作日25天计，则单日最大填筑量为3600m3，折算成挖装量为4200m3。
土石方填筑施工过程中，拟配置1台1.6m3的反铲（生产能力为800m3/台班）、3台1.3m3的反铲（生产能力为500m3/台班）进行挖装施工，一天按照2.5个台班计算，则综合挖装能力达到5750m3/日，考虑设备的维修、保养等因素，利用系数按照0.8计，则单日挖装量达到4600m3，大于月最大挖装量4200m3。
另外补充1台1.0m3反铲（生产能力为300m3/台班）进行挖装和边角部位的清理，故所配挖装设备可满足土石方填筑高峰生产强度要求。
⑶土石方运输设备配置分析
拟配置8台45t自卸汽车（生产能力为300m3/台班）进行开采料的运输，一天按照2.5个台班计算，考虑出勤率80%，则日综合运输能力达到4800m3，能够满足土石方填筑运输强度。
2.3.3主要施工机械设备配置计划
拟投入本合同工作的主要施工机械设备见表2-2。
表2-2主要施工机械设备配置表
设备名称
型号及规格
数量
制造
厂名
购置
年份
已使用台时数
检修
情况
现在
何处
进场
时间
一、土石方开挖及填筑设备
液压反铲
PC335（1.6m3）
1
现代
2001
3000
完好
2014.12
液压反铲
1.3m3
4
2003
2000
完好
2014.3
液压反铲
1.0m3
1
2003
2000
完好
2015.1
液压破碎机
1.0m3
1
日本
2003
2000
完好
2015.1
轮式装载机
ZL50C（3.0m3）
1
徐州
2002
1500
完好
2014.2
推土机
N22
1
山推
2003
1000
完好
2014.2
振动碾
XS203J（20t）
1
徐州
2002
1500
完好
2014.2
振动夯板
HzD3000
2
成都
2003
1200
完好
2014.2
履带式液压钻机
CM-351
1
长沙
2002
1500
完好
2014.11
支架式钻机
QZJ-100B
12
宣化
2002
1500
完好
2014.2
手风钻
Y-26
10
长沙
2004
1000
完好
2014.2
电动空压机
4L-24/8（24m3/min）
1
柳州
2002
2000
完好
2014.2
电动空压机
13m3/min
2
柳州
2002
2000
完好
2014.2
柴油空压机
13m3/min
2
柳州
2002
2000
完好
2014.2
移动柴油空压机
VY-12/7（12m3/min）
2
柳州
2003
1800
完好
2014.2
自卸汽车
45t
10
陕汽
2004
1500
完好
2014.12
自卸汽车
20t
4
重庆
2005
2000
完好
2014.3
自卸汽车
5t
2
二汽
2002
2000
完好
2014.3
第三章施工安全度汛
3.1施工导流方案
3.1.1导流标准
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》，围堰工程等级为5级，相应设计洪水重现期为5～10年，取10年一遇，相应围堰超高0.5m。
本工程等别为四等，工程规模为小一型水库，主要建筑物拦河大坝为四级建筑物。
因此，根据《水利水电工程施工组织设计规范》SL303—2004和《水利水电工程施工导流设计导则》（DL/T5114—2000）的规定，导流临时建筑物为Ⅴ级。
〔1〕施工时段的划分
本工程将5～9月划分为主汛期，11～3月划分为枯水施工期，同时考虑将4月、10月作为施工期的可能性。
根据水文资料分析，10~4月10%频率洪水最大流量64.83m3/s，11～3月10%频率洪水最大流量23.77m3/s，导流洞断面尺寸2.2*3m，可以满足10～4月份10%频率洪水的导流。
选定10～4月为枯水期施工时段，本施工期填筑坝体超过防洪演算坝前最高水位728.6m高程，中水期和汛期利用坝体挡水导流洞导流，并进行填筑坝体。
〔2〕导流标准
根据工程的实际条件，确定各阶段导流标准为：
1）截流标准
截流标准采用截流时段10月份洪水重现期10年一遇月平均流量，流量为0.42m3/s。
2）初期导流洪水标准
初期导流期间，土石围堰洪水重现期采用10年一遇。
采用10～4月10年一遇洪水作设计标准，洪峰流量64.81m3/s。
3）坝体施工期临时渡汛洪水标准
施工期坝体直接挡水导流洞泄流时，度汛洪水重现期为50年一遇，设计洪峰流量146.9m3/s，相应库水位最高达到728.6m。
3.1.2导流方案
截流后第一个枯水施工期，坝体填筑必须达到脱险高程，汛期由导流洞泄洪，坝体挡水并继续施工。
不同施工时间及其分期施工洪水，具体导流渡汛方式是：
〔1〕初期导流：
截流后第一个枯水施工期（10～4月）采用围堰挡水，隧洞泄流，并在围堰的保护下进行坝体填筑，此时导流标准为10年一遇，设计流量64.83m3/s，上游水位高程为705.5m，下游水位为695.5m。
截流后第一个枯水期（10～4月）坝体填筑高程需要超过汛期防洪演算大坝安全高程728.6m，并安全超高2m，达到730.6m。
根据本公司经验，同类工程月均上坝强度约在10万m3左右，结合本工程实际地形等现场条件，综合分析，本工程计划月平均填筑强度为7.78万m3，采用经济断面填筑时月平均上升高度10m，据此上坝强度推算，到4月15日前大坝可以上升到731m高程，达到大坝安全脱险高程。
〔2〕中、后期导流：
经过一个枯水期（10～4月）的施工，坝体已经填筑至731m高程，能够安全拦挡洪水期50年一遇设计标准洪水（设计洪峰流量146.9m3/s，上游最高水位728.6m），因此大坝中水期（4月份）已达到安全高度，汛期坝体可继续施工。
3.2施工安全度汛
2015年大坝汛前（4月15日）填筑达到730.6m高程以上，完成溢洪道的开挖，采用溢洪道与导流洞联合泄洪度汛。
3.2.1汛前的工程施工面貌
⑴2015年3月～2015年4月15日，大坝在上游围堰保护下进行枯水季节施工。
⑵2015年5月~2015年8月大坝临时挡水，同年4月15日完成坝体临时度汛断面高程不低于730.6m，实现本年度安全度汛的要求；
3.2.2施工期度汛措施
⑴成立以项目经理为主的防汛领导小组，统一指挥。
⑵加强水情预报工作，及时掌握水情信息。
⑶汛前进行防汛大检查，检查工程的施工面貌和防汛工作准备情况。
⑷提前做好防汛设备、防汛物质准备。
⑸加强防汛期间用电及道路的管理，确保用电系统正常、施工道路畅通。
⑹合理规划、组织好现场生产，确保按期完成各项目施工计划。
⑺对大坝砼、上游围堰防护等关键度汛项目，要重点抓好施工进度和质量，责任到人，确保汛前的工程形象面貌满足度汛要求。
第四章土石方填筑工程
4.1坝体填筑方案规划
4.1.1坝体填筑施工时段
施工时段:
2015年3月1日～2015年4月15日，坝体填筑从717.0m高程采用经济断面上升到731m高程。
2015年4月16日～2015年4月30日，坝体回补填筑全断面上升到731m高程。
2015年5月1日～2015年7月20日，坝体全断面上升到763.48m高程。
4.1.2填筑料源规划
大坝所有填筑材料均为从料场石料场开采。
其中垫层料由砂石料加工系统生产。
4.1.3坝体填筑施工布置
4.1.3.1坝体填筑上坝道路
根据施工总布置，坝体填筑上坝道路有4条，运料车辆由左岸上坝，左岸空回。
⑴坝体716m高程以下的填筑料上坝，利用下游左岸1#、2#施工道路。
⑵坝体716m～730m高程的填筑料上坝，利用下游左岸上坝公路及2#施工道路。
⑶坝体730m～752m高程的填筑料上坝，利用下游左岸上坝公路及4#施工道路。
⑷坝体752m～764m高程的填筑料上坝，利用下游左岸上坝公路及6#施工道路。
4.1.3.2坝内临时道路
⑴由于坝体填筑各施工道路上坝高程相差较大，因此，必须在两条相邻施工道路上坝高程之间的坝体内设置“之”字形斜坡道连接，以满足填筑料运输车辆到达填筑面的要求。
⑵坝内斜坡道路主要设置在堆石区内，按纵坡10～12%，路面宽度不小于8m，斜坡道的边坡不陡于1:
1.3。
⑶斜坡道处的堆石料应符合所在区的坝料要求，侧面未压实的堆石随坝体填筑上升找平过程中挖除，并与后填筑的堆石体一并压实成整体。
⑷随着坝体填筑面的升高，进入坝体填筑的施工道路由低高程的上坝道路转至上一高程道路后，与低高程道路连通的坝体内斜坡道随即回补填筑。
4.1.3.3施工供水、供电
大坝填筑施工用水由左岸坡设置的1#供水池供水，供水管路采用钢管，从水池引入距离填筑区岸坡3～5m处，主管用φ200钢管，支管用φ100钢管。
大坝填筑施工照明在左右岸坝轴线上下游方向各安装1盏10Kw镝灯集中照明。
镝灯布设位置、高程随坝体填筑分期范围和上升高度而相应调整。
4.1.3.4施工设备选型
⑴填筑料挖装设备
本工程料场开采的填筑料挖装均以1.6m3及1.3m3的液压反铲为主，辅助用3.0m3轮式装载机挖装。
⑵填筑料运输设备
堆石料、过渡料垫层料均采用45t自卸汽车运输。
⑶坝面平料设备
填筑时主要采用N22推土机进行平料，辅助用1.0m3液压反铲配合人工平料。
⑷坝面主要碾压设备
垫层料、过渡料及堆石料主要采用20t自行式振动碾碾压。
4.2坝体填筑施工
4.2.1临时断面施工
本工程由于大坝开始填筑时间较迟，2015年2月底前大坝只填筑至716m高程，离脱险高程731m相差太远。
为了确保本工程的汛期安全，因而决定采用分期填筑的方法，先填筑临时断面至731.0m脱险高程，然后再回补后面的坝体至全断面达到731.0m高程。
具体施工方法如下：
（1）沿左岸2#上坝施工道路（高程717.0m）向右岸冲沟下游山包（坝轴线附近）填筑，作为坝内施工道路，填筑范围为此施工道路上游区域；此道路逐层填筑至724.0m高程（右岸山包处），此道路宽度10m，纵坡约10%，满足上坝道路的要求。
（2）填筑至724.0m高程后，坝内施工道路从右岸平行坝轴线向左岸填筑，逐层填筑至左岸达到731.0m高程，再和左岸上坝4#施工道路连接，此道路宽度10m，纵坡约10%。
坝内施工道路下游侧坡比不陡于1:
1.3。
（3）左岸道路达到731m高程后，再逐层将坝内施工道路上游填筑至731.0m高程，731.0m高程平台平行坝轴线形成，宽度至少保证30m以上。
平台下游侧坡比不陡于1:
1.3。
（4）731.0m脱险高程达到后，然后进行坝后断面的回补填筑。
利用坝内“之”型施工道路，从低处向高处逐层填筑。
填筑时逐层用反铲挖掘机将坝内道路外侧坡石料1m宽左右挖除到回补填筑层上，与该回补层一起顺坝轴线方向碾压。
具体布置见图《大坝填筑（716.0~731.0）分期示意图》、《大坝临时断面填筑（716.0~731.0）平面示意图》。
4.2.2坝体填筑特殊部位处理
4.2.2.1坝体分区交界面处理
⑴垫层区与过渡区交界面的处理
垫层区、过渡区铺料时按测量放样线先铺填过渡区料，用反铲与人工配合将过渡区滚落到垫层区边的大于20cm以上的块石清除，然后再铺填垫层区料。
采用20t自行式振动碾，同时碾压垫层与过渡料。
⑵过渡区与主堆石区交界面的处理
在铺筑过渡料前，先将主堆石料上游侧坡面上大于30cm的块石清除到下游侧，使过渡料与主堆石有一个平顺的过渡。
每上升一层主堆石料，上升二层过渡料。
第二层过渡料与该层主堆石料同时碾压。
⑶主堆石区与下游堆石区料交界面处理
由于主堆石料可侵占下游堆石区料，因此铺料时，先铺主堆石料，然后再铺下游堆石区料。
主堆石区与下游堆石区交界面，铺料厚度相同，因此可同时碾压、平起上升。
4.2.2.2坝体与岸坡或建筑物接合部处理
⑴堆石体与岸坡或建筑物接合部，按设计要求填筑过渡料和垫层料，碾压时增加2～4遍，尽可能使振动碾沿岸坡方向碾压，碾压不到的地方，垫层料，过渡料区采用液压振动夯板、堆石料区采用夯锤夯实。
⑵岸坡溶槽、溶沟处理：
首先挖除其中的冲积杂物，然后用垫层料分层填筑，并用振动夯板夯实或小型振动碾压实，再按照设计填筑垫层料和过渡料。
4.2.2.3坝体内斜坡道的回补填筑
随着坝体填筑面的升高，进入坝体填筑的施工道路将由低高程的道路，转至较高高程的道路。
因此，与低高程道路连通的坝体内斜坡道必须回补填筑。
⑴回补填筑铺料时由低向高进行，填筑料由自卸汽车运输到作业面，采用后退法卸料。
⑵采用反铲将斜坡道路高边侧面的松散石料挖除到回补填筑层面上，与该层填筑料同时平整碾压。
⑶回补填筑料铺填找平后，采用20t自行式振动碾顺坝轴线来回行驶碾压，道路高边侧面新、老填筑料结合处采用夯锤或振动夯板夯实。
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