寬級配礫石土心墻堆石壩施工工法

寬級配礫石土心墻堆石壩施工工法由中國水利水電第七工程局完成的工法01形成原因操作原理質(zhì)量控制工法特點(diǎn)材料設(shè)備安全措施目錄030502040607環(huán)保措施應(yīng)用實(shí)例效益分析榮譽(yù)表彰目錄0908010基本信息《寬級配礫石土心墻堆石壩施工工法》是中國水利水電第七工程局完成的建筑類施工工法；作者分別是莫永彪、何福江、趙海洋、周朝德、劉福友；適用范圍是交通條件不發(fā)達(dá)，施工環(huán)境、氣候條件惡劣，礫石土料豐富、適合修建當(dāng)?shù)夭牧蠅蔚牡貐^(qū)?！秾捈壟涞[石土心墻堆石壩施工工法》主要的工法特點(diǎn)是抗剪強(qiáng)度高；大壩為礫石土心墻壩；分區(qū)壩所需料種類多，料場較為分散。2008年1月31日，《寬級配礫石土心墻堆石壩施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部評定為2005-2006年度國家一級工法。形成原因形成原因?qū)捈壟涞[石土心墻堆石壩采用了寬級配礫石土心墻作為大壩防滲體，礫石土具有壓縮變形小，抗剪模量高，是較好的高壩建筑材料。中國水電七局承建的雅安磽磧水電站125.5米的寬級配礫石土心墻直心墻堆石壩，為中國國內(nèi)最早施工和建成投產(chǎn)的100級高壩。施工克服了當(dāng)?shù)氐母吆?、多雨的惡劣氣候條件，同時(shí)大壩適應(yīng)了壩基深達(dá)70米的深厚覆蓋層基礎(chǔ)，在中國國內(nèi)首先實(shí)現(xiàn)100米級突破，在采取保溫、防護(hù)等一系列措施的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了大壩的快速填筑技術(shù)，最大月填筑13.6米，同時(shí)采用了大型土石方施工機(jī)械和重型振動(dòng)碾，土料施工采用2005年前中國國內(nèi)最重的凸塊振動(dòng)碾，同時(shí)在高塑性黏土的施工中，結(jié)合當(dāng)?shù)氐鸵合尥恋奶匦?，改施工傳統(tǒng)的“薄層輕碾”為“厚層重碾”的施工工藝，在保證質(zhì)量的同時(shí)，使實(shí)際施工含水率比原設(shè)計(jì)的施工含水率高出7%~10%，也充分發(fā)揮了其較高的塑性和適應(yīng)變形能力。土質(zhì)心墻堆石壩成為21世紀(jì)高土石壩的主導(dǎo)壩型，《寬級配礫石土心墻堆石壩施工工法》就是針對寬級配礫石土心墻堆石壩填筑施工的總結(jié)。

工法特點(diǎn)工法特點(diǎn)《寬級配礫石土心墻堆石壩施工工法》的工法特點(diǎn)是：1.寬級配礫石土的抗剪強(qiáng)度高，在大功率碾壓設(shè)備施工時(shí)，壓實(shí)容重大、變形較小，有利于建設(shè)高土石壩，但因其級配較寬，對料源要求嚴(yán)格，施工過程精細(xì)、質(zhì)量要求高。2.大壩為礫石土心墻壩，需精心制定施工組織設(shè)計(jì)，通過現(xiàn)場填筑碾壓試驗(yàn)確定合理的施工程序、施工工藝和施工參數(shù)，確保壩體碎石土心墻等各種填料的填筑質(zhì)量是大壩工程的關(guān)鍵。3.分區(qū)壩所需料種類多，料場較為分散必須配備數(shù)量多、容量大、效率高配套成龍的大型機(jī)械設(shè)備才能滿足高強(qiáng)度的施工需要。4.礫石土心墻是壩體填筑的關(guān)鍵所在，其施工受水文、氣象條件影響和制約大，在施工組織及進(jìn)度計(jì)劃安排時(shí)要充分考慮這些因素的不利影響，并采取有效的措施保證礫石土心墻的施工和質(zhì)量。5.寬級配礫石土是中國水電資源豐富的西南地區(qū)特有資源，在開發(fā)難度大和交通條件特差的西南橫斷山區(qū)，當(dāng)?shù)夭牧蠅问且环N經(jīng)濟(jì)、可行性較好的壩型，同時(shí)它克服了黏土較大變形的缺點(diǎn)，寬級配礫石土心墻是一種極有潛力的壩型。

操作原理適用范圍施工工藝工藝原理操作原理適用范圍《寬級配礫石土心墻堆石壩施工工法》適用于交通條件不發(fā)達(dá)，施工環(huán)境、氣候條件惡劣，礫石土料豐富、適合修建當(dāng)?shù)夭牧蠅蔚牡貐^(qū)。

工藝原理《寬級配礫石土心墻堆石壩施工工法》的工藝原理敘述如下：模擬大壩實(shí)際施工情況，采用合理的生產(chǎn)性試驗(yàn)，選擇合理的施工控制參數(shù)和資源配置，使施工控制更趨科學(xué)，技術(shù)更先進(jìn)嚴(yán)謹(jǐn)，更符合環(huán)保和經(jīng)濟(jì)要求，更有利于快速施工。

施工工藝《寬級配礫石土心墻堆石壩施工工法》的施工工序是：礫石土心墻壩體填筑前，先進(jìn)行各種填筑料的碾壓試驗(yàn)，復(fù)核各種填料設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性，同時(shí)獲得各種填料的填筑、碾壓參數(shù)，為大壩填筑施工做準(zhǔn)備。而礫石土心墻壩體填筑的施工過程是分層分區(qū)進(jìn)行的，每一層的填筑施工都是由料物開采→土石料裝車→車輛運(yùn)輸→卸料、填鋪→土石料壓實(shí)→質(zhì)量檢驗(yàn)等施工環(huán)節(jié)構(gòu)成的一個(gè)循環(huán)過程。壩體填料由堆石料、反濾料、過渡料、礫石土心墻料、高塑性黏土料等組成，每層、區(qū)堆筑料的填筑都為一施工循環(huán)過程。

《寬級配礫石土心墻堆石壩施工工法》的生產(chǎn)性試驗(yàn)如下：一、塊石料場開采爆破試驗(yàn)堆石料料場開采爆破施工中，根據(jù)巖性不斷變化，進(jìn)行相應(yīng)的爆破參數(shù)調(diào)整、優(yōu)化，使之滿足上壩要求和最低成本要求，這是堆石料場開采的重點(diǎn)工作之一。分別從以下方面入手分析地質(zhì)、地形、水文、巖性、布孔、炸材、絡(luò)、設(shè)計(jì)對爆破料顆粒級配的要求，以及對爆破成本影響，確定合理爆破參數(shù)。材料設(shè)備材料設(shè)備一、主要筑壩材料《寬級配礫石土心墻堆石壩施工工法》采取多種堆筑料物，壩體分為7個(gè)區(qū)，壩料的設(shè)計(jì)級配及主要指標(biāo)見表2。二、主要設(shè)備及性能《寬級配礫石土心墻堆石壩施工工法》所用的主要設(shè)備及性能如下：1.自行式凸塊振動(dòng)碾（表3）2.自行式振動(dòng)平碾（表4）3.TY320推土機(jī)（表5）質(zhì)量控制質(zhì)量控制《寬級配礫石土心墻堆石壩施工工法》的質(zhì)量控制要求如下：一、質(zhì)量保證體系項(xiàng)目部以“科技為先、質(zhì)量為首、誠信至上、持續(xù)改進(jìn)”為質(zhì)量方針，以讓顧客滿意為宗旨。按國家2005年前已執(zhí)行的施工規(guī)范、設(shè)計(jì)文件、施工技術(shù)措施及工程局、項(xiàng)目部的管理制度等的要求，建立健全了質(zhì)量體系及管理制度，以“加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量過程控制”為手段，以創(chuàng)“質(zhì)量優(yōu)良工程產(chǎn)品”為目的，在施工過程中，得到了業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位的大力支持，質(zhì)量管理工作取得了一定的成績，施工過程規(guī)范、有序、受控，產(chǎn)品（工程）質(zhì)量經(jīng)檢查為優(yōu)良。在安全及文明施工工作方面加大投入，落實(shí)機(jī)構(gòu)，健全制度，持續(xù)開展安全教育活動(dòng)，措施有效，檢查整改得力，獎(jiǎng)罰嚴(yán)明。保證體系見圖2。

圖2磽磧水電站大壩工程質(zhì)量保證體系二、現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)及施工控制參數(shù)工程進(jìn)行了專門的生產(chǎn)性試驗(yàn)和室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)，并結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn)進(jìn)行了室內(nèi)大三軸試驗(yàn)，確定了磽磧大壩各種壩料的碾壓施工參數(shù)見表6。安全措施安全措施采用《寬級配礫石土心墻堆石壩施工工法》施工時(shí)，除應(yīng)執(zhí)行國家、地方的各項(xiàng)安全施工的規(guī)定外，尚應(yīng)遵守注意下列事項(xiàng)：1.嚴(yán)格按照有關(guān)安全操作規(guī)程、技術(shù)規(guī)范。2.填筑施工自下而上分層進(jìn)行，嚴(yán)禁使用自上而下或其他違反常規(guī)施工程序的施工方法。3.填筑施工前必須在邊坡的頂部及開挖范圍線以外挖設(shè)邊坡截水溝，有效攔截排除邊坡范圍以外的地表水、滲水、積水等，防止水流沖刷造成邊坡垮塌或坍滑。4.在圍堰左右岸岸坡填筑邊線以外、馬道外側(cè)等部位必須設(shè)置安全可靠的防護(hù)欄桿和擋石柵等，防止落石傷人或墜落事故的發(fā)生。5.對從事機(jī)械駕駛的操作工人必須進(jìn)行嚴(yán)格培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后方可持證上崗。6.在施工過程中，應(yīng)隨時(shí)對邊坡等部位出露的滲水、軟弱夾層、剪切破碎帶等地質(zhì)缺陷部位進(jìn)行穩(wěn)定性監(jiān)測，一旦出現(xiàn)裂縫或滑動(dòng)跡象，應(yīng)立即暫停施工，會同地質(zhì)、設(shè)計(jì)及監(jiān)理工程師等進(jìn)行檢查研究處理。7.填筑所有工序的施工必須嚴(yán)格遵守有關(guān)安全操作規(guī)程和技術(shù)規(guī)范，嚴(yán)禁違章違規(guī)施工。環(huán)保措施環(huán)保措施《寬級配礫石土心墻堆石壩施工工法》的環(huán)保措施如下：一、環(huán)保體系根據(jù)中國水利水電第七工程局的質(zhì)量、職業(yè)健康安全、環(huán)境保護(hù)一體化認(rèn)證，成立了項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)體系，做到目標(biāo)落實(shí)，責(zé)任到人，措施到位，獎(jiǎng)懲分明。

二、控制、預(yù)防措施1.對施工人員進(jìn)行宣傳教育，加強(qiáng)施工責(zé)任管理及周邊200米范圍的生態(tài)環(huán)境管理，嚴(yán)禁傷害和捕殺野生動(dòng)物。制定相應(yīng)的管理處罰措施，并嚴(yán)格執(zhí)行。施工人員嚴(yán)禁上山打獵、砍取竹筍和捕捉工區(qū)內(nèi)蛙類、蛇類、鳥類等現(xiàn)象的發(fā)生。2.施工中控制裝藥量，減少施工噪聲對當(dāng)?shù)匾吧鷦?dòng)物的影響。3.嚴(yán)格控制施工占地，充分利用場內(nèi)和場外公路，盡量減少新建施工公路，以減輕對當(dāng)?shù)刂脖坏钠茐摹?.建設(shè)臨時(shí)設(shè)施時(shí)，應(yīng)考慮與風(fēng)景區(qū)和自然保護(hù)區(qū)建設(shè)相協(xié)調(diào)。施工結(jié)束時(shí)，對廢棄的設(shè)施予以拆除，恢復(fù)地貌。效益分析效益分析《寬級配礫石土心墻堆石壩施工工法》的效益分析如下：磽磧大壩工程2002年11月28日開工，至2005年大壩正式全面填筑，中國水利水電第七工程局完成了各種生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)、碾壓試驗(yàn)、設(shè)備的配套選型，并在填筑作為壩體一部分的圍堰、大壩上下游部分壩體的基礎(chǔ)上，總結(jié)上述工法，并形成初步文本，在大壩全面填筑中全面實(shí)施，并不斷改進(jìn)和完善，并請中國國內(nèi)土石壩專家給予指導(dǎo)，使大壩填筑實(shí)現(xiàn)程序模塊式管理。全面交底工法，在施工中嚴(yán)格按規(guī)定工法施工，配套環(huán)節(jié)也按工法進(jìn)行，整個(gè)施工過程科學(xué)、合理。施工進(jìn)度、質(zhì)量得以保證，并在2005年前在建的同類工程中宣傳和推廣，如瀑布溝、獅子坪等工程先后到磧參觀學(xué)習(xí)，部分工法已被他們采用，土料防凍結(jié)也在西藏直孔電站成功運(yùn)用，使有效填筑時(shí)段增加了1.5個(gè)月。當(dāng)?shù)夭牧蠅沃饕褂卯?dāng)?shù)氐奶烊恢尾牧希瑴p少對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的化學(xué)污染，在采料和填筑過程中采取程序化工法和環(huán)保措施，保護(hù)了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，特別是減少了修建長途運(yùn)輸線路對當(dāng)?shù)厣絽^(qū)環(huán)境的破壞。工法的制定結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩須夂驐l件，并就各工序制定了措施和合理的施工流程，并對施工人員進(jìn)行了交底和演練，加強(qiáng)了施工過程控制，并采取了預(yù)控措施施工順暢，施工人員、設(shè)備配置合理，發(fā)揮了資源的能力，為業(yè)主搶回了失去的工期，施工質(zhì)量得到保證，同時(shí)得到了較好的經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例《寬級配礫石土心墻堆石壩施工工法》的應(yīng)用實(shí)例如下：一、工程簡介磽磧大壩位于雅安市寶興縣，采用礫石土心墻堆石壩，最大高壩125.5米，總填筑工程量730萬立方米。壩頂高程為2143.00米，壩頂寬度10米，壩頂總長433.8米。壩頂設(shè)瀝青碎石路面。上游壩坡為1:2.0，在2090.00米高程處設(shè)5米寬馬道，2044.00米高程以下與上游圍堰相結(jié)合。下游壩坡為1:1.8，在高程2085.00米處設(shè)5米寬的馬道，壩腳與下游圍堰相結(jié)合，在下游壩腳左岸采用棄碴回填至2035米高程，壩腳右岸預(yù)留缺口與河道相連，作為排放壩體滲流的通道。壩基覆蓋層采用一道厚1.2米的混凝土防滲墻全封閉方案進(jìn)行防滲，防滲墻底嵌入強(qiáng)風(fēng)化基巖內(nèi)2.0米，嵌入弱風(fēng)化基巖內(nèi)1.0米。墻頂采用灌漿廊道與心墻連接，廊道凈尺寸為3米×4米（寬×高）廊道上、下游兩側(cè)及頂部設(shè)高塑性黏土區(qū)，黏土區(qū)寬11.0米，高12.5米。廊道兩側(cè)設(shè)有復(fù)合土工膜，上游至心墻底部上游邊線，下游至高塑性黏土下游邊線。在防滲墻下游心墻、過渡層、堆石區(qū)底部