贵州附廓水库大坝加高扩建施工组织设计分析

钟 勋，谭剑波

（1.贵州省水利投资（集团）有限责任公司，贵州贵阳 550000；2.杨凌职业技术学院水利工程学院，陕西杨凌 712100）

贵州附廓水库大坝加高扩建施工组织设计分析

钟 勋1，谭剑波2

（1.贵州省水利投资（集团）有限责任公司，贵州贵阳 550000；2.杨凌职业技术学院水利工程学院，陕西杨凌 712100）

贵州附廓水库大坝是一座砌石拱形重力坝，最大坝高34.9m，设计库容2 380万m3。为改善水库运行工况，提高供水能力，需对大坝加高5m，并改造溢洪道。从施工导流方式、施工度汛、大坝主体工程施工、施工条件、施工布置等方面，进行了施工组织设计。结合工程特性，对施工环节中的关键问题进行了深入分析论证。

贵州省；附廓水库；施工度汛；施工布置；沙石加工系统

0 引言

附廓水库位于贵州黔西县城西北15 km处的洪水乡与金坡乡交界处，始建于1958年，1964年扩建。运行至今，水库存在供水能力不足问题，需对大坝进行加高扩建。其设计方案为：对原砌石拱形重力坝加高5m，并对大坝下游面加厚、改造溢洪道。加高扩建后，大坝坝顶高程为1 276.5m，最大坝高34.9m，坝顶长258.4m，坝顶宽6.5m（副坝顶宽4.5 m），为3级建筑物。水库正常蓄水位为1 273.8m，总库容为2 380万m3，每年向县城供水1 230万m3，灌溉面积为4.1万亩［1］。

1 施工导流

根据 《水利水电工程施工组织设计规范》（SL 303～2004）［2］，该工程导流建筑物等级为5级，相应导流设计标准为5年一遇。导流时间选择在11月至次年4月，导流设计流量为23.4m3／s。

1.1 导流方式

结合原有的可以利用的设施，施工导流采用分期导流的方式［3］。一期导流采用原坝体挡水，关闭冲沙底孔进口闸门，利用φ800取水管过流的施工导流方式，进行冲沙底孔下游侧钢筋混凝土管加长、河床部分基础开挖、冲沙底孔孔顶高程以下部分坝体加厚砌筑、冲沙底孔出口闸阀室新等项目施工。此部分属于干地施工，无需围堰保护。二期导流采用原坝体挡水，φ600冲沙底孔和 φ800取水管泄流的导流方式，进行对坝后冲沙底孔顶部高程以上坝体加厚。

1.2 施工度汛

水库大坝为砌石拱形重力坝，坝体施工期拦洪库容为0.1亿～1.0亿m3。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）规定，其对应的度汛标准为20～50年一遇。该工程采用20年一遇度汛标准［4］，相应的度汛设计流量为186m3／s，相应水位为1265.8m。根据施工进度计划，大坝施工需要过1个汛期。施工度汛方式采用在原大坝溢洪道坝段预留度汛缺口，缺口位置为原溢洪道边墙位置，缺口宽度为16.5 m。

2 大坝加高主体工程施工

2.1 主要施工强度指标

2.1.1 土石方开挖高峰强度

根据施工总进度计划安排，土石方明挖月高峰强度为22 327 m3，出现在2011年6月，主要是坝肩开挖和连库隧洞明渠开挖。左右坝肩和连库隧洞明渠3个工作面同时施工，平均每个工作面月施工量为7 442m3。大坝开挖均为陡峭高边坡开挖，采用手风钻机打孔分台阶爆破抛渣，集中平台出渣。连库隧洞明渠开挖为拉槽爆破，采用手风钻机打破爆破，渣石沿明渠渠道运出。按照每个工作面配备10台手风钻机，考虑到施工难易序数，每天保守开挖工程量按300m3计算，每月按25 d饱满工作强度施工，工程量为300×25＝7 500m3，大于7 442m3。所以，施工设备配置满足要求。

2.1.2 混凝土施工高峰强度

根据施工总进度计划安排，砌石浇筑月高峰强度为4 659m3，出现在2012年7月、8月，施工部位为大坝和连库隧洞明渠。大坝施工分为3个工作面，每个施工面施工强度为1 553m3。大坝部分采用塔机入仓，2台塔吊安排在2个工作面。连库隧洞明渠不是关键工作，对施工工期安排比较灵活。通过对工程砌石强度指标和塔机的瓶颈指标分析，大坝月施工强度安排为2 102m3。按照大坝施工高峰每月工程量为2 200m3，每月按25 d饱满施工，每天施工10 h计算，塔机1 d的施工强度为 2 200÷25＝88（m3），1 h施工强度为8.8m3。坝体为单圆心单曲重力式拱坝，一台水工塔机无法覆盖，为了保证该混凝土施工强度，需投入2台QZT-600型水工塔机。该机每小时生产能力8m3，2台水塔机每小时生产混凝土16m2，满足工程大坝高峰砌石浇筑强度要求。

2.2 大坝加高部分施工

2.2.1 基础开挖

坝基土石方开挖程序为先坝肩后岸坡，自上而下分层开挖。坝基土方开挖采用1m3挖掘机开挖，8 t自卸汽车运输出渣。坝基石方开挖采用风钻钻孔，人工装药控制爆破的方式。大坝下游右岸及两坝肩开挖的石渣，可利用挖掘机装自卸汽车运出。大坝下游左岸地形坡度较陡，不宜开挖分层公路，需要人工清渣到大坝下游右岸河边，然后采用挖掘机装自卸汽车运出。由于该工程为扩建工程，基础石方开挖时，应严格控制装药量，采取“短进尺、少装药、弱爆破”的开挖方式，避免爆破震动影响大坝安全。靠近原坝体部分石方开挖时，采用预裂爆破、人工撬挖。

2.2.2 垫层混凝土浇筑

垫层混凝土浇筑时，按先河床后岸坡，自下而上分仓浇筑［5］。河床部分坝体加厚时，先浇筑垫层混凝土，然后进行混凝土砌石；两岸坡坝体加厚时，垫层混凝土随加厚部分的坝体升高而逐渐向上进行浇筑。垫层混凝土采用小型商品混凝土搅拌系统集中搅拌，泵送入仓，挖机平仓铺块石，振捣棒或振动板振捣密实。

2.2.3 坝体石块砌筑

坝体砌筑时，石料采用8 t自卸汽车运到施工工作面，挖机铺设块石，人工辅助就位。新老坝体接触面采用锚筋连接。锚筋施工时，首先，采用风钻钻孔，并将孔内清理干净。其次，用注浆机向孔内注满水泥沙浆。最后，插入锚筋。砌筑石料时，对老坝体下游面凿毛，并将建基面清理干净，人工摆放石料，然后向摆放好的石料上铺上细石混凝土，并用振捣棒振捣混凝土，使细石混凝土填满块石料之间的空隙，直到表面泛浆［6］。下一层砌石砌筑完毕后，铺一层细石混凝土，然后，进行上一层的砌筑。防渗墙混凝土浇筑时，采用小型商品混凝土搅拌系统集中搅拌，泵送入仓，人工平仓，振捣棒振捣密实，人工洒水养护。

2.3 溢洪道混凝土浇筑

溢洪道混凝土浇筑时，采用小型商品混凝土搅拌系统集中搅拌，泵送入仓，人工平仓，振捣棒振捣密实，人工洒水养护。溢洪道闸墩及边墙混凝土浇筑时，采用钢模；溢流面混凝土浇筑时，采用滑模。

3 施工条件

3.1 交通条件分析

现有乡村公路可达大坝左右两岸坝肩及连库隧洞出口。其中，右岸公路从平桥到连库隧洞出口路段需要进行扩宽改造。

对外交通运输线路主要有2条：贵阳经扎佐、黔西至工地，线路长128 km；贵阳经清镇、黔西至工地，线路长143 km；场内交通除充分利用现有公路外，还需要新修建4条场内交通干线公路，总长2.4 km。同时，需对大坝左岸从平桥到连库隧洞出口长约2 km路段及连库隧洞进口1.5 km公路进行改造，以满足施工运输需要。

3.2 施工供水供电条件

施工用水均从附廓水库库区内抽取，分别在大坝及连库隧洞山上建高位水池，满足大坝枢纽区和连库隧洞工程区的施工用水。施工用电拟接入点分别为：大坝枢纽区施工用电从大坝左岸下游原水厂供电变压器接入端引接；连库隧洞施工用电从桃园管理区变压器引接，需架设10 kV输电线路2.5 km。

3.3 施工建筑材料调分布条件

工程区碳酸盐岩分布较广，考虑料场储量、质量、开采运输等条件，初选2个沙、石料场。1＃石料场位于水库左岸韩婆岭，距坝址2～3 km，有简易公路相通。料场分布面积为2.5万m2，基岩岩性为T1yn3的中厚层灰岩，无用层（剥离层）平均厚约2m。料场沙、石料储量约为25万m3，开采高程为1315～1365m，平均可开采厚度为10m，开采不受地下水影响。2＃石料场位于库首左岸山脊，距坝址250～500m，自然地形坡度10°～20°。料场分布地层岩性为T1yn3的中厚层灰岩，岩体强风化深5～6m，开采不受地下水影响。料场分布面积为6.82万m2，平均可开采厚度为10m，无用层平均厚度为1.5m，料场沙、石料储量约68.2万m3。1＃石料场和2＃石料场储量和质量均能满足大坝砌筑需要。2＃石料场离大坝较近，但料场位于府廓水库水源保护区。因此，选择1＃石料场为主选料场，2＃石料场为备用料场。

4 施工布置及实施系统设计

4.1 沙石加工系统

在大坝下游右岸原水库管理所布置沙石加工系统，生产混凝土所用的中石（20～40mm）、小石（5～20mm）和沙。该系统设计生产规模为200 t／h，其中，成品碎石生产能力为120 t／h，沙成品为80 t／h。第一次破碎生产能力为100 t／h，选用PE 600×900鄂式破碎机2台；第二次破碎生产能力为90 t／h，选用PC 1 250×1 000反击式破碎机1台。第一次筛分选用2YKR1845圆振筛，上层筛网孔80mm×80mm，中层筛网孔40mm×40mm；第二次筛分选3YKR2460圆振筛，上层筛网孔40mm×40mm，中层筛网孔20 mm×20mm，下层筛网孔5mm×5mm。

4.2 混凝土生产系统

在大坝下游右岸原水库管理所布置一套混凝土拌和系统，拌制坝体砌筑和混凝土浇筑所需要的混凝土。该系统配置一座2×1m3混凝土拌和站，2个200 t水泥罐，1个200 t灰罐，外加剂储存满足30 d用量。混凝土浇筑最高月施工强度约2 200m3，所以选用2台JSY1000A双卧轴强制式搅拌机。料仓采用专用配料机PL4800，并配备混凝土配料、搅拌、计量全自动微机控制系统，胶凝材料储藏罐、供排水系统、供风系统、供电系统、风冷系统各附属设施。出料容量为2m3，选用JSY1000A型双卧轴强制式混凝土搅拌机，生产能力为120 m3／h，能满足高峰强度要求。正常情况下，系统由上位机直接指挥，实现从物料进仓、拌和生产、信息管理全自动控制；特殊情况下，各子系统可独立运作进行生产。

4.3 综合加工系统

在大坝下游右岸原电站厂房区布置供风、供水和供电系统，并集中布置综合加工厂，包括汽修厂、钢筋加工厂、木材加工厂、综合仓库、工地试验室、灌浆及制冷设施等，总建筑面积1200m2，占地面积2650m2。

5 结语

附廓水库加高扩建工程主要是对大坝加高5m和改造溢洪道，从而改善水库大坝性能，提高供水能力。经过精心施工组织设计和施工总布置规划，有效解决了大坝加高主体工程施工全过程中生产、生活、环保等之间的矛盾，确保施工每道工序和工艺按进度、质量、成本等要求进行合理安排和良好衔接。经专家评审，该工程施工分区合理、生产组织协调，对工程优质施工起到良好的技术指导作用。

［1］鱼洞峡工程管理项目部.黔西县附廓水库加高扩建工程施工组织设计［R］.黔西：鱼洞峡工程管理项目部，2011.

［2］赵廷式，韩龙.关于大坝施工导流方式及围堰洪水标准问题［J］.山西水利科技，2007（01）：1－3.

［3］马军.头屯河水库除险加固工程施工导截流设计［J］.水科学与工程技术，2012（01）：21－22.

［4］张晓梅.喀浪古尔水库枢纽工程导流与度汛［J］.地下水，2002（01）：56－57.

［5］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.

［6］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.

[责任编辑 杨明庆]

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1008-486X（2015）02-0004-03

2015-01-28

钟 勋（1987-），男，贵州贵阳人，助理工程师，主要从事水利水电工程施工组织设计和施工管理工作。