最新粘土心墙土施工方案.docx
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最新粘土心墙土施工方案
第11章堆石坝填筑工程
11.1施工概述
砾质土心墙堆石坝坝顶高程1414.80m，坝顶长576.68m，最大坝高139.80m，坝顶宽12m，大坝上、下游坝坡均为1:
2，下游坝坡“之”字形上坝公路宽10m。
结合工程弃渣，在坝体的上、下游各设一弃渣场，上游侧弃渣平台高程为1355.00m，下游侧为1365.00m，同时为提高大坝上游右岸岸坡的稳定安全度，设弃渣压坡，弃渣压坡平台高程为1385.00m。
大坝心墙顶高程为1412.80m，心墙底高程1276.5m，心墙最大高度136.30m。
心墙顶宽4.0m，上、下游坡比1:
0.25，心墙与混凝土垫层接触部位采用厚度2.0m的接触粘土过渡。
心墙上游设两层反滤层，水平宽度均为3m；下游设两层反滤层，水平宽度均为4m，上、下游反滤层坡比1:
0.25，过渡层顶部水平宽度为6m，上、下游坡比1:
0.3。
过渡料层以外为堆石体坝壳，其中上游堆石体坝壳以1395.00m高程为界，以上为堆石料Ⅱ区，以下为堆石料Ⅰ区；下游堆石体坝壳1319.50m高程以下为堆石料Ⅱ区，1319.50m~1380.00m高程为堆石料Ⅰ区，1380.00m高程以上为堆石料Ⅱ
（1）区。
上游坝坡1355.00m以上和下游坝坡1365.00m以上坝面设80cm厚块石护坡。
坝体填筑总量为1127.57万m3，施工主要工程量见表11.1-2
表11.1-2坝体填筑工程量
序号
项目
单位
工程量
备注
1
砾质土心墙料
m3
1764312
2
接触粘土
m3
66295
3
堆石料
m3
7192650
4
反滤料
m3
850586
5
过渡料
m3
1294327
6
干砌块石护坡
m3
55004
7
浆砌块石护坡
m3
52493
合计
m3
11275667
11.2施工总程序安排
11.2.1施工总程序安排说明
1、施工进场后抓紧修筑施工道路；
2、截流后抓紧开挖河床部位坝基。
坝轴线上游80.0m范围及下游坝基开挖尽快结束，率先填筑上游Ⅰ区堆石料、下游Ⅱ区堆石料，心墙区域的垫层混凝土、防渗帷幕继续施工；
3、料场开采道路形成后即开始进行料场开采，并进行坝料碾压的现场生产性试验。
4、大坝填筑与导流度汛、溢洪道开挖综合考虑，使填筑施工连续进行，坝体分期施工，共分五期填筑。
5、坝前和坝后弃渣与坝体填筑保持平起上升。
11.2.2施工总程序框图
1、砾质土心墙堆石坝施工程序框图
砾质土心墙堆石坝整体施工程序框图
2、大坝填筑程序框图
坝体填筑施工程序框图
11.3坝体填筑石料技术要求
根据招标文件，各分区填筑料源见表11.3-1：
表11.3-1各分区填筑料料源
料物名称
料源
砾质土心墙料
坝址左岸土料场、苗尾寨土料场和丹梯村土料场开采料（备用料源）
接触粘土料
丹梯村土料场开采料
Ⅰ区堆石料
工程开挖有用料（主要为溢洪道开挖料）
Ⅱ区堆石料
窝戛沟石料场和丹坞堑石料场开采料
过渡料
导流隧洞及引水隧洞洞挖有用料和丹坞堑石料场开采料
反滤料Ⅰ
丹坞堑石料场开采加工料
反滤料Ⅱ
丹坞堑石料场开采加工料
11.3.1砾质土心墙料的技术要求
粒径大于5mm的颗粒含量不宜超过50%，最大粒径不大于150mm或铺层厚度的2/3，0.075mm以下的颗粒含量不应小于15%，且<0.005mm的颗粒含量不宜小于8%。
填筑过程中应避免砾石集中架空现象
11.3.2接触粘土料的技术要求。
最大粒径不大于20mm，小于0.075mm的颗粒含量应大于70%，小于0.005mm的含量应大于25%
11.3.3反滤料Ⅰ的技术要求
级配连续，最大粒径20mm，D60特征粒径0.75mm~3.5mm，D15特征粒径0.15mm~0.7mm，小于0.1mm的含量不超过5%。
11.3.4反滤料Ⅱ的技术要求
级配连续，最大粒径80mm，D60特征粒径26mm~48mm，D15特征粒径4.6mm~10.2mm，小于2mm的含量不超过10%。
11.3.5过渡料
级配连续，最大粒径300mm，小于5mm的含量不超过20%，小于0.075mm的含量不超过5%。
11.3.6Ⅰ区堆石料的技术要求
级配连续，最大粒径800mm，小于5mm的含量不超过20%，小于0.075mm的含量不超过5%，利用本工程溢洪道开挖可用料
11.3.7Ⅱ区堆石料的技术要求
级配连续，最大粒径800mm，小于5mm的含量不超过15%，小于0.075mm的含量不超过5%。
11.3.8护坡块石的技术要求
最小粒径400mm，平均粒径不小于600mm。
11.4施工重点、难点及施工方法
11.4.1施工重点、难点及对策
本工程砾质土心墙堆石坝坝体较高、填筑工程量大、施工强度高、施工时间长。
因此，合理进行溢洪道开挖，确保有用石方调配上坝和合理进行料场的开采规划措施，确保坝料连续、高强度上坝填筑，是按期完成大坝填筑施工的关键。
基于本工程施工特点，施工时须统筹考虑、妥善安排，精心组织好“路、料、机”各环节，使各工序施工顺利进行。
砾质土心墙堆石坝具有就地取材，施工场面大，可采用大型土石方施工机械设备，施工强度高；各施工工序可独立进行，互相干扰少，砾质土心墙受雨季施工影响比较大。
11.4.2施工方案
坝体填筑分期施工，,以满足施工导流要求及总工期要求，确保施工期安全度汛，兼顾施工道路布置及施工强度均衡、坝体填筑上升速度对沉陷稳定影响，能组织机械化流水施工为原则划分，由于坝体高，填筑量大，施工时间长，坝体填筑分为五个阶段。
存渣场和石料场采用3.8m3、3.0m3、1.9m3、1.6m3液压反铲装车，土料场开采采用3.0m3、1.6m3液压反铲挖装车，反滤料在反滤料加工系统用3.0m3装载机装车，20t～32t自卸汽车运输。
坝体填筑从大坝上游Ⅰ区堆石料和下游Ⅱ区堆石料开始铺料，铺料方向平行于坝轴线，接触粘土料、反滤料Ⅰ、反滤料Ⅱ采用后退法卸料，反滤料Ⅰ和反滤料Ⅱ采用1.0m3的反铲铺料。
过渡料、心墙粘土料、Ⅰ区堆石料、Ⅱ区堆石料采用进占法填筑，自卸汽车卸料后，采用推土机摊料平整。
接触粘土料采用12t轮式装载机碾压；砾质土心墙料采用21t凸块振动碾进退错距法碾压，过渡料、反滤料、堆石料采用20t自行式振动平碾错距法顺坝轴线方向进行碾压。
11.5砾质土心墙堆石坝碾压试验大纲
11.5.1现场碾压试验目的
（1）通过利用在窝戛沟石料场二期采区石方开挖时进行微差挤压爆破试验，选择适当的爆破器材、最优的爆破参数和符合施工图纸规定的堆石级配，达到指导爆破设计与施工；
（2）核实坝体填筑设计压实标准—孔隙率、干密度是否能达到以及沉降量大小，以满足设计要求的最大干容重，最小空隙率及渗透系数等。
（3）检验所选用的碾压机械的适应性和性能的可靠性；
（4）研究达到设计要求填筑标准的压实方法，通过实验和比较确定经济合理的施工压实参数，包括坝体不同（接触粘土料、心墙粘土料、反滤料Ⅰ、反滤料Ⅱ、过渡料、Ⅰ区堆石料、Ⅱ区堆石料）区域压实厚度、铺料方式、平料方式、加水量、碾压遍数、碾压速度等。
（5）研究和完善填筑施工工艺和措施；
（6）制定填筑施工实施细则；
（7）研究坝料压实质量控制措施及质量检测的有效方法。
做碾压试验时，要按照《工程测量规范》（GB50026-2007）、《碾压式土石坝施工规范》（DL/T5129-2001）、《水电水利工程土工试验规程》（DL/T5355-2006）等规程规范进行。
通过试验，得出最佳组合结果，作为坝体正式填筑施工的依据，也是作为质量控制的有力手段之一。
施工时严格按照试验数据进行施工，不随意更改。
11.5.2试验前准备
根据试验要求作好试验场地规划，坝料碾压试验宜在坝体外的场地进行，严禁在坝轴线上游坝体中进行研究碾压试验，每一试验单元面积不小于6m×10m，并经平整碾压经监理工程师验收合格后进行，建好供水水池，准备好碾压机具等工作，才进行碾压实验。
11.5.3试验程序
（1）接触粘土料区实验
（2）砾质土心墙料区实验
（3）反滤料Ⅰ区实验
（4）反滤料Ⅱ区实验
（5）过渡料区实验
（6）Ⅰ区堆石料区实验
（7）Ⅱ区堆石料区实验
11.5.4碾压实验仪器设备
（1）500kg台秤一台
（2）烘箱一个
（3）环刀及钢圈（全套）
（4）天平一架
（5）水表2支
（6）圆孔筛一套
（7）塑料布（宽3m）100m，及其它常用工具。
（8）核子密度仪
11.5.5碾压实验挖装、碾压和运输机械设备
（1）碾压设备
①碾压设备选择
根据本工程大坝填筑要求及以往施工经验，填筑碾压试验选用设备如下：
a、砾质土心墙料碾压选用YZK20A凸块振动碾碾压。
b、堆石料、过渡料、反滤料碾压选用YZ20D自行振动碾碾压。
上述碾压设备与坝体填筑碾压设备相同，设备技术参数见下表11.5-3。
表11.5-3碾压设备技术参数表
机械名称
YZK20A凸块振动碾
YZ20D自行振动碾
工作质量量（t）
21.0
20.2
振动轮分配质量（t）
13.6
12.6
滚筒直径（m）
1.6
1.6
滚筒宽度（m）
2.15
2.15
激振力（KN）
280~400
278~430
振动频率（HZ）
29~35
28~35
名义振幅（mm）
0.75～1.7
0.8~2.0
静线压力（N/cm）
600
586
额定功率（KW）
133
141
②装运、铺料、洒水设备
a、装运：
采用3m3装载机（1台）、1.9m3反铲（1台）配20t自卸车（4台）。
b、平料、铺筑机械：
反滤料采用人工配1.0m3反铲（1台）铺料，砾质土心墙料、过渡料、堆石料用TY220型推土机（1台）平料、铺筑。
c、堆石料洒水及试验用水采用左右岸生产水池引出主水管至大坝填筑区，支管送至各工作面。
③土工试验设备：
一套。
11.5.6碾压试验材料准备
接触粘土料450m3（Dmax≤20mm）
砾质土料450m3（Dmax≤150mm）
过渡料450m3（Dmax≤300mm）
反滤料Ⅰ450m3（Dmax≤20mm）
反滤料Ⅱ450m3（Dmax≤80mm）
Ⅰ区堆石料4500m3（Dmax≤800mm）
Ⅱ区堆石料6000m3（Dmax≤800mm）
11.5.7填筑碾压试验
根据预先选定的铺料厚度、碾压遍数及行走速度、加水量分场次进行铺料和碾压。
每一场碾压前，先在试验场地有效面积内布置2×1.5m方格网，网格上的节点为沉降量测点，先测出基准值后，再进行铺料，铺料推平后，在面上布置与基础网格重叠的网格点，以便测量碾压沉降量。
为了测量铺料厚度和沉降量，预先在场外设置临时水准点。
碾压时，采取不错距进退碾压，每碾压2遍测量一次沉降量，每次测量前后均校核场外基准点，当沉降趋于稳定后，该场次碾压结束。
堆石料和过渡料加水碾压对比，可将碾压单元面积一分为二，一半加水15%，一半加水20%，洒水采用胶皮管进行，每碾压2遍洒水一次。
各坝料具体碾压实验如下
（1）接触粘土料试验：
接触粘土料松铺层厚分25cm和30cm，在层厚25cm和30cm设置10.0m过渡段，铺筑宽度6.0m，用20t自卸汽车卸料推土机按进占法平料。
测量其厚度，并作好记录，在已测含水量基础上，根据气温适量加水。
然后用12t轮式装载机碾压6-10遍，在同一水平层碾压时，压痕重叠不应小于5cm，以防止漏碾。
当碾压到6遍时，量测一次压实度，作好记录，并取样作干密度、孔隙率试
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