水庫混凝土面板堆石壩主體工程施工研究

摘 要：某水庫工程施工組織設計階段，對混凝土面板堆石壩主體工程施工關鍵技術進行了深入論證分析，提出了與工程施工實際相匹配的施工技術方案，確保水庫工程安全可靠、節能經濟的施工建設。

關鍵詞：混凝土面板堆石壩；大壩基礎開挖；壩基處理；水庫

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陜西某水庫工程是以城市供水為主，集農業灌溉、農村人畜飲水及引水發電等功能為一體。水庫工程樞紐方案為：混凝土面板堆石壩+右岸正槽開敞式溢洪道+右岸取水兼放空、導流隧洞+提水泵站、供水管線。工程為Ⅳ等小（1）型工程，永久性主要建筑物為4級，永久性次要建筑物及臨時建筑物為5級。水庫最大壩高67.40m，校核洪水位897.66m，總庫容448.00萬m3；正常蓄水位為893.50m，相應庫容為457.50萬m3。水庫工程建設期分為工程籌建期、工程準備期、主體工程施工期。根據總進度安排，本工程籌建期6個月，工程準備期9個月，主體工程施工期28個月，完建期4個月。本工程總工期共計41個月。

1 大壩基礎開挖

大壩開挖分為左、右岸壩肩開挖和基坑開挖2分部，總開挖量為39.88萬m3。左、右壩肩開挖量約36.79萬m3，計劃工期為第一年3月至第一年9月，平均開挖強度每月3.68萬m3；基坑開挖量約13.72萬m3，計劃工期為第一年10月11日至第一年12月10日，平均開挖強度為每月6.97萬m3。

壩基開挖按照先壩肩后河床，分兩期進行開挖[1]。覆蓋層開挖采用2.0m3挖掘機挖裝15t自卸汽車運輸出渣；基礎石方開挖則采用潛孔鉆輔以手風鉆造孔，并人工裝藥進行爆破，永久邊坡進行預裂爆破，在靠近趾板建基面預留約1.0m厚保護層，采用小炮爆破挖除，棄渣采用TY200推土機集渣，運渣同覆蓋層開完，運距為3.5km。

2 趾板混凝土澆筑施工

趾板基礎開挖驗收合格后，可按設計、規范進行趾板基礎錨筋和趾板鋼筋制安，之后安裝模板和預埋灌漿管，最后進行混凝土澆筑。趾版混凝土采用5t自卸汽車運輸到倉面附近，綜合運距2.3km。其中，河床部分直接運裝入倉，而岸坡部分則采用混凝土泵送入倉，并采用振搗棒進行混凝土振搗密實。

趾板基礎面澆筑混凝土前，應先均勻鋪設一層與趾板混凝土同標號的厚2～3cm的水泥砂漿，且每次鋪設砂漿的面積應與混凝土澆筑強度相適應。趾板混凝土采用整倉澆筑法進行施工，即待整倉混凝土澆筑完畢后再采用平板振搗器進行收面處理，人工輔助修整，保證趾板表面平整度。趾板混凝土的澆筑順序：首先進行河床水平段澆筑，然后再自下而上進行左右岸坡趾板澆筑[1]。趾板混凝土澆筑完畢后，應按照規范要求作好溫控、養護，達到相關要求后再拆模。

3 壩基處理

3.1 固結灌漿

采用氣腿式風鉆按照一、二序孔要求進行分序造孔；采用BW-200灌漿機按照孔內循環法進行灌漿施工。

3.2 帷幕灌漿

帷幕線經灌漿平硐延伸至左、右岸山體（右岸需跨過溢洪道）。帷幕灌漿鉆孔按三序進行施工，先施工一序孔，再施工二序孔，最后施工三序孔。灌漿采用自下而上分段灌漿方法施工。灌漿段長度可采用5m～6m，特殊情況下可適當縮短或加長，但不宜大于10m。帷幕灌漿總進尺5485m，計劃于第二年3月初進行帷幕施工，至第二年10月底施工完成，灌漿施工平均強度639m/月。

4 大壩填筑及面板施工

大壩填筑料共計100.40萬m3，其中墊層料3.74萬m3（含特殊墊層0.22萬m3），過渡料4.37萬m3，主堆石料59.60萬m3，下游堆石料25.88萬m3，下游塊石護坡1.05萬m3，壩頂細石填筑0.38萬m3，壩前粘土、石渣回填4.39萬m3。

考慮該工程填筑施工強度要求，大壩需先填筑臨時度汛擋水斷面，該斷面施工完成后再填筑剩余壩體。臨時度汛斷面頂部高程為872.00m，頂部寬度10m，上游坡面坡度為1：1.4，下游坡面坡度1：1.4。從第二年1月初開始進行填筑，第二年3月底臨時度汛斷面填筑至頂部高程，平均填筑強度7.93萬m3/月，第二年4月至第三年第1月底，填筑至壩頂，平均填筑強度7.13萬m3/月，填筑工作面按施工區面積劃分為3～5個工作塊，每個工作塊相對獨立施工。每個工作塊按卸料、鋪料平整（包括灑水）、碾壓和質檢4個條帶平行流水作業。

堆石料超徑石首先在料場進行解小處理，個別遺漏的在壩上進行。也可將過渡料的超徑石翻至主堆石，主堆石區的超徑石翻至次堆石。次堆石區的超徑石進行解小處理或用作壩后砌石。

壩體填筑堆石料用2m3挖掘機機裝15t自卸汽車運輸上壩后，壩體填筑采用分層碾壓施工，每一層的工藝流程為：卸料→鋪料（平整）→灑水→碾壓；為保持施工強度的均衡和連續，對面積較大的壩面進行分區流水作業。工作面之間交接處進行搭接碾壓，搭接寬度為1.0m。在靠近上游坡和周邊縫50cm范圍及邊角部位由人工鋪料。

大壩臨時度汛時，為防止滲漏和水流對壩體上游面的沖刷，需對上游壩面進行臨時保護，同時考慮到大壩填筑要求，大壩上游邊坡取消斜坡碾壓施工，改為采用BJY40混凝土邊墻擠壓機施工C5混凝土擠壓邊墻，施工工序如下：底部墊層料碾壓整平→測量放樣→擠壓機吊裝就位→混凝土拌制入倉→擠壓成型。

面板從第三年10月初開始施工，第三年11月底施工完畢。面板施工前需對墊層坡面布置方格網進行測量放樣，然后進行止水安裝，其安裝程序為先進行止水基礎處理，止水片在現場加工，止水片安裝好后作好保護。面板澆筑采用跳倉方式，兩個工作面流水作業。壩頂路面混凝土由混凝土拌和站供應，5t自卸汽車運輸至工作面，綜合運距1.5km；壩頂防浪墻混凝土由混凝土拌和站供應，5t自卸汽車運輸（綜合運距1.6km）、2.0m3裝載機入倉。混凝土模板采用組合鋼小模板，人工裝模。混凝土振搗采用插入式振搗棒振搗密實。

5 溢洪道及取水兼泄洪放空隧洞施工

溢洪道混凝土澆筑前，先清除巖基上的雜物、泥土、松動巖石等，采用高壓水沖洗干凈并排干積水，清洗后的建基面在混凝土澆筑前保持潔凈和濕潤。在澆筑第一層混凝土前，先鋪一層2～3cm厚的水泥砂漿。在澆筑分層的上層混凝土澆筑前，首先對下層混凝土的施工縫面，進行高壓水沖毛或鑿毛處理。

取水兼泄洪放空隧洞進口土石方開挖支護、閘門井及啟閉機排架及取水口交通橋混凝土澆筑、取水兼泄洪放空隧洞洞挖及襯砌、出口泄槽混凝土澆筑等工作安排在第一年2月～第一年9月施工（詳見導流隧洞施工）。取水兼泄洪放空隧洞出口消力池部位與導流隧洞出口結構不同，須對該位置二次開挖、重新澆筑處理，計劃于第三年2月施工。混凝土由右岸拌和系統供料，采用5t自卸汽車運輸到施工現場，綜合運距0.6km。取水口井筒、啟閉機排架及交通橋混凝土由HB30混凝土泵送入倉，HZ6x-50軟軸式振搗器振搗密實。混凝土澆筑完畢后12～18h內開始人工灑水養護。

6 結束語

水庫混凝土面板堆石壩工程施工組織設計階段，對大壩主體工程施工技術方案進行了詳細論證分析，施工方案每一道工序具有合理安排和良好銜接，為工程施工提供了詳細的技術方案保障，確保工程高效優質的施工建設。

參考文獻

[1]張震.松峪水庫樞紐主體工程施工方案簡述[J].山西水利，2013（4）：36-37.

[2]王明濤，王建平，陳世才.官地水電站主體工程施工規劃探討[J].中國水能及電氣化，2011（12）：31-34.

作者簡介：張鑫華（1986，09-），男，漢族，河南林州人，碩士研究生，助教，從事水利水電建筑工程教學工作。