贵州脚里水库可研阶段施工组织设计

黄帮有

（贵州新中水工程有限公司，贵州 贵阳 550004）

0 引言

脚里水库位于贵州省凯里市旁海镇猴子寨的脚里沟河流（属清水江右岸一级支流），坝址距凯里市15 km。它是一座主要为凯里市九寨片区（凯里市规划新区）供水和为下游农田灌溉的水利工程。水库建成后，正常蓄水位为788.00 m，总库容为146万m3，年供水量211.2万m3，可解决的饮水人口为 4 248（现状年）人，灌溉水田 66.67 hm2。

脚里水库枢纽建筑物由大坝、溢洪道、取水口、冲沙底孔等组成，为4级建筑物［1］。大坝是一座外掺MgO混凝土的非对称抛物线双曲拱坝，最大坝高46.5 m。在工程可研设计阶段，设计部门对施工组织设计关键技术问题进行了深入论证分析，提出了合理的施工导流方式、主体工程施工方案、施工总布置和总进度。笔者对该工程阶段的施工组织设计进行研究，期望供类似工程借鉴。

1 脚里水库施工导流方案

水库枢纽工程等级为Ⅳ等小（1）型，主要建筑物为4级建筑物，次要水工建筑物为5级。按照《水利水电工程施工组织设计》（SL303-2004）中规定，若水库拦河坝为混凝土双曲拱坝，当坝体拦洪库容小于0.1亿m3时，按10年一遇全年流量设计，相应洪峰流量为 62.7 m3／s。

1．1 导流方案选择

脚里水库坝址位于峡谷河段，河床狭窄，两岸较陡，且流量变幅较大，不宜采用分期导流或明渠导流方式，故采用隧洞导流、围堰一次拦断河床的导流方式。由于坝址处河流较为顺直，且原有灌溉渠道布置于大坝右岸，故枯水期施工采用围堰拦断河床、左岸导流隧洞过流的导流方式；汛期施工采用坝体临时断面挡水，左岸导流洞、冲沙底孔、取水口联合过流的导流方式。根据当地的气象条件，选择10月～次年3月为枯期导流时段，相应时段5年一遇洪水流量为 17.8 m3／s。

1．2 导流建筑物设计方案

导流隧洞布置在河床左岸，隧洞长143.9 m，进口底板高程为759.00 m，出口底板高程为757.00 m，底坡为1.39%，进口明渠长6.6m，出口明渠长15.2 m，进口设混凝土叠梁闸门，用于导流隧洞封堵。上游围堰顶部高程为763.5m，采用不过水土石围堰，堰顶宽3 m，长 18.9 m，最大堰高 5.5 m，迎水面坡度为 1∶1.75，背水面边坡为1∶1.5，围堰采用黏土心墙防渗。下游围堰顶部高程为759.5m，采用不过水土石围堰，堰顶宽3 m，长14.5 m，最大堰高3.5 m，迎水面坡度为1∶1.75，背水面边坡为1∶1.5，围堰采用黏土心墙防渗。

2 脚里水库主体工程施工方案

2．1 大坝施工方案

截流前，进行河床常年水位以上坝肩岸坡开挖。截流后，进行剩余部分岸坡及河床部位基础开挖。开挖验收完后，进行垫层混凝土浇筑和河床段基础固结灌浆。在大坝坝体混凝土浇筑至759.5 m高程时，大坝暂停施工，进行759.5 m高程以下河床段帷幕灌浆和759.5 m高程以上坝体混凝土浇筑。

2．1．1 大坝基础开挖

两岸坡基础土石方开挖遵循“先岸坡、后河床”和“自上而下、逐层开挖”的原则，在河床截流前，完成岸坡开挖，截流后，再进行河床基础开挖[2]。坝肩开挖前，应先将两岸坡灌木及其他植物根系清除。土石方开挖采用手风钻配合YQ-100型潜孔钻造孔，边坡预裂，梯段爆破的方法，自上而下分层进行。开挖台阶高度控制在10～15 m范围内。爆破后的渣料先清理至河床，再用1 m3挖掘机和15 t自卸汽车将渣运至弃渣场，运距1.7 km。坝基覆盖层采用1m3反铲直接开挖，15 t自卸汽车出渣。河床基础岩石采用YQ-100型潜孔钻配手风钻进行钻爆施工，用1 m3反铲和15 t自卸汽车出渣。开挖接近建基面时，采用浅眼、密孔、小药量开挖的方法进行开挖。759 m高程以下部分，受下游围堰堰顶高程限制，自卸汽车不能直接到达，加上开挖面积较小，采用挖机清挖至下游边线，再用自卸汽车出渣。2．1．2 坝基处理

（1）固结灌浆。根据大坝施工进度安排，大坝基础固结灌浆分为两期进行。第一期为河床部分，在基础垫层混凝土浇完后，即可进行。第二期为两岸坝肩部分，随着坝体的上升进行。固结灌浆施工采用XY100型回转钻机造孔，按设计和相关规范的技术要求实施。

（2）帷幕灌浆。两岸帷幕灌浆采用两期实施方式，先进行钻孔，灌浆建基面10 m以下的基岩。建基面10 m以上的基岩采用引管进行灌浆，以减小对坝体浇筑的干扰。帷幕灌浆采用XY-100型地质钻机造孔，灌注浆液统一由布置在大坝左岸上坝公路旁的制浆站集中拌制。

2．1．3 坝体混凝土施工[3~5]

混凝土拌和系统布置在大坝左岸下游。在混凝土拌制过程中，应严格控制原材料质量、配合比及拌制时间，确保混凝土施工质量。水泥、粉煤灰的称量误差不超过±1%，沙石的称量误差不超过±2%，水、外加剂的称量误差不超过±1%。拌和混凝土的用水量应扣除骨料含水，还应根据拌和情况，及时调整。

坝体浇筑前，先检测模板及建基面是否满足设计及规范要求。在合格的基础面上，铺一层2～3 cm厚同等强度等级的稠沙浆。混凝土浇筑时，采用台阶式铺筑法沿坝轴线从右岸向左岸进行浇筑，铺筑层厚500 mm，台阶长度为1.5～2.0 m，用ZDN100型高频振捣器振捣密实。混凝土铺筑层间歇时间应不超过2 h。混凝土浇筑12～18 h后，进行洒水养护，连续养护时间为28 d左右。在低温（0℃～2℃）环境下，新浇筑的混凝土采用草垫、乙烯泡沫垫、麻袋布垫等材料覆盖。

2．2 溢洪道施工

溢洪道混凝土施工由人工立钢模板 （局部可根据结构形状采用木模拼装），人工绑扎、焊接钢筋，自卸汽车将拌制好的混凝土运至大坝右岸下游塔吊附近，塔吊吊运入仓，人工平仓振捣。混凝土应分层浇筑，最大层厚控制在2 m以内。

2．3 冲沙底孔施工

冲沙底孔施工主要包括基础土石方开挖、下部基础混凝土施工、井筒混凝土施工、井筒上部板梁混凝土施工等。放空底孔开挖应与附近大坝基础开挖同步进行，开挖渣料直接清至河床，以进入基坑的临时公路作为出渣通道。冲沙底孔闸门井基础开挖时，先由人工清除地表杂物，然后进行开挖施工测量放样。石方开挖采用人工持手风钻造孔，人工装药并实施光面爆破。爆渣清理至河床后，与坝基开挖工程废渣一起由自卸汽车运至指定弃渣场。底孔759.5 m高程以下基础混凝土施工应与同层坝体混凝土浇筑同步、交错进行。混凝土由汽车运输直接入仓，人工振捣密实。底孔钢筋混凝土应在相同部位坝体混凝土浇筑之前完成，孔身钢筋混凝土与坝体混凝土结合部位的处理应按规范进行。井筒混凝土浇筑时，由人工绑扎钢筋，人工立钢模板（模板加固工艺为内拉内撑方式），汽车将混凝土运至大坝右岸下游后，塔吊吊运入仓。启闭排架混凝土施工是由人工搭设脚手架、立模，自卸汽车和塔吊完成混凝土运输入仓。井筒和排架混凝土由人工持50型振捣器振捣密实，并按规范要求洒水养护。

3 施工交通运输方案优化

3．1 对外交通运输

工程区至凯里市有场内公路（新建1.17 km）、县级公路（里程为15 km），还有凯麻高速（凯里市至麻江县）和兰海高速（兰州至海口）经过，能满足水库建设所需工程设备、材料等全部物资的运输要求。

3．2 场内交通运输

坝址处有乡村公路经过，可满足进场要求。从该乡村公路可通至大坝右岸坝顶、大坝基坑等位置，以满足大坝施工要求。修建的1#、2#临时交通桥，连接了大坝左、右岸交通运输。

4 施工场地布置与施工用地规划

4．1 施工总体布置方案

（1）沙石加工系统。水库大坝为混凝土双曲拱坝，混凝土工程量较小，且均为三级配及以下。该工程的沙石加工系统布置在坝址区西部上寨村附近，包括临时堆料场和加工系统，总占地3 000 m2。系统高程布置为765～775 m，从高到低依次布置有粗碎车间、中细碎车间、制沙车间和成品料仓。各车间和料堆之间通过胶带输送机连接。根据大坝施工进度安排，按每月工作25 d，每日工作2班14 h计算，沙石加工系统设计生产能力55t／h。

（2）混凝土生产系统。根据地形条件，在大坝下游右岸设置一座混凝土拌和系统。该系统由拌和楼、水泥库等部分组成，占地面积2 000 m2，高程约为740～745m。根据施工总进度安排，最高月浇筑量约为0.69万m3。由此计算出混凝土系统设计规模约为21 m3／h。系统配备HZS25型拌和系统1座，设备单机铭牌生产能力为25 m3／h。水泥和粉煤灰储存量按满足施工高峰期日强度5～7 d的用量计算，共需400 t。为此，系统配备150 t灰罐2个，100 t灰罐1个，合计储量400 t，满足生产要求。水泥、粉煤灰的卸车、入罐、上拌和设备均采用气力输送，沙石骨料经带式输送机输送。

（3）综合加工系统。根据工程线路长的特点，在坝址右岸下游集中布置综合加工厂，包括木材加工厂、钢筋加工厂、机械修配厂等，负责工程所需模板、房建木结构件的生产和钢筋加工等。机械修配厂主要功能为施工机械停放、保养提供场地。

4．2 施工用地规划

施工用地主要包括施工辅助企业、场内公路、料场、渣场、生活区等占地及施工影响占地。施工临时建筑场地建筑面积为165 022 m2，施工临时建筑场地总占地为16.5hm2。

5 施工总进度方案

建设期分为筹建期、准备期、主体工程施工期。根据总进度安排，筹建期6个月，准备期5个月，主体工程施工期14个月，完工期3个月，总工期22个月。筹建期自筹建年11月初至第一年4月底完成，共6个月；准备期自第一年5月初至第一年9月底，共5个月；主体工程施工期为第一年10月初至第二年11底月，共14个月；完建期为第二年12月初至第三年2月底，共3个月。

6 结语

脚里水库工程经过精心施工组织设计和施工总布置，有效解决了施工生产、生活、环保等诸多方面的矛盾，按时高质量地完成了工程建设。在该工程施工过程中，施工分区合理、生产组织协调及相互干扰少，对工程施工建设起着良好的技术指导和进度控制作用。

［1］贵州中水建设项目管理有限公司．凯里市脚里水库工程可行性研究报告［R］.贵阳:贵州中水建设项目管理有限公司，2013．

［2］徐成良，王金华．宫山嘴水库除险加固工程施工组织设计［J］．水利科技与经济，2011，（01）:92-94．

［3］吉洪霞．库昂塔格水库除险加固工程施工组织设计［J］．水利技术监督，2012，（02）:55-57．

［4］宋万录．大滩子水库工程可研阶段施工组织设计研究［J］．水利规划与设计，2014，（03）:76-78．

［5］黄合义，姜言亮，龚晶，等．浅析水利工程施工组织设计优化［J］．水利规划与设计，2007，（04）:47-48．