中小型水库混凝土面板堆石坝填筑施工设计

曹祚兴

(黔西南州水利电力勘测设计院，贵州 兴义 562400)

1 工程概况

革里水库烟区水源工程位于贵州省兴义市乌沙镇境内，乌沙镇位于兴义市的西南部，云南和贵州两省的交界处。

推荐方案坝址以上集雨面积35.27 km2，天然多年平均径流量2.469×107m3，水库校核洪水位1395.56 m，总库容5.2×106m3；正常蓄水位为1319.13 m，相应正常蓄水库容为4.1×106m3；死水位为1378.82 m，相应死库容为3.76×105m3，兴利库容3.72×106m3。

革里水库大坝为混凝土面板堆石坝，最大坝高37.20 m，坝顶宽7.0 m，坝顶长125.83 m，坝顶高程1396.20 m，防浪墙顶高程1397.40 m；泄水建筑物为正槽开敞式溢洪道，溢流堰采用WES实用堰，堰顶高程1393.13 m，堰顶净宽40.0 m；取水、放空(冲沙)建筑物由施工导流隧洞改造而成，首部为塔式取水，取水口进口底板高程1377.30 m，冲砂孔底板高程为1372.00 m，放空冲砂管靠隧洞左侧布置长230.0 m，右侧布置取水管长230.0 m，管径均为0.8 m。

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252—2017)[1]第2.2.1条规定，本工程总库容5.2×106m3，灌溉面积9780 hm2，革里水库工程等别为Ⅳ等，工程规模为小(1)型水库。

2 工程任务

革里水库工程的主要任务是解决乌沙镇6780 hm2烤烟、1800 hm2茶叶、1200 hm2水田灌溉用水,41 250人城镇人畜饮水,2033 hm2工业园区用水。灌溉用水量285.5×104m3，人畜用水量287.72×104m3，园区用水量182.08×104m3，下游河道环境水量246.9×104m3。

革里水库工程总布置主要由水库枢纽建筑物和灌溉及供水管道工程组成。其中水库枢纽建筑物主要包括混凝土面板堆石坝、右岸开敞式溢洪道、右岸导流隧洞改造取水、冲砂建筑物等。灌溉及供水管道工程主要有主干管道、泵站、取水、调节水池和供水工程建筑物等。

由于水库开发任务为农业灌溉和人畜饮水，因灌溉保证率为(P=80%)与乡镇供水及农村人畜饮水保证率(P=95%)不同，故水库设三条兴利调度线，即采用“三线四区”调度图。调度图的绘制按照《水库调度设计规范》(GB/T 50587—2010)[2]的要求进行，革里水库属年调节水库，按历时法绘制调度图如图1所示。将长系列调节计算成果中供水设计保证率以内年份的同月水位点绘在同一图上，其上包线为保证供水线，下包线为降低供水线。同时，将灌溉设计保证率以内年份同月水位点绘在同一图上，其上包线为保证供水线，下包线为降低灌溉线。降低供水线之下即为降低供水区，降低供水线和降低灌溉线之间为降低灌溉区，降低灌溉线和保证供水线之间为保证供水区，保证供水线以上为加大供水区。

图2 革里水库调度图

3 施工设计

3.1 施工条件和料场选择

3.1.1 对外交通条件

乌沙镇对外交通条件便利，324国道横穿镇区全境，南昆线在境内有岔江站，西北、东南、西南分别有公路通往威舍、白碗窑、鲁布革。汕昆高速公路贯穿全境并在镇区内设有匝道，乌沙镇作为全州通村油路试点乡镇，现修建公路达65 km，为村村通硬化路。

项目区内通村公路均已硬化，抹角村道路纵横交错，本工程对外交通运输较为方便，主要设备和建筑材料可采用公路运输。

3.1.2 天然建筑材料

推荐砂石料场位于革里水库工程水库西南面的小秧木附近，距革里水库坝址直线距离约2.1 km，有乡村泥结石公路到3#丫口，3#丫口至开采区无公路相通。由于乡村公路两侧民房较多，每周三附近居民都要在革里村的公路两侧赶集，为了在施工期间不扰民，不耽误工期，故本次考虑从料场新修公路至革里水库坝址区。根据石料场实地取样室内试验，岩体饱和抗压强度为30～46 MPa，为中硬至硬质岩，体积质量为2.73，干容重为2.67 g/cm3，弹性模量为66.14 GPa，纵波速为4600 m/s，其强度可满足作混凝土骨料要求。

石料场开采面积约14 500 m2，料场剥离层1～5 m，有用层储量大于30×104m3，剥离层体积为2.78×104m3，可满足本工程大坝枢纽及供水线路工程需料量的要求。主要外购材料情况见表1。

表1 主要外购材料供应情况表

3.2 施工方案

3.2.1 大坝的施工方案

(1)坝肩、坝基开挖。根据施工规划，位于坝体两边的坝肩从首年的7月开工建设，同年10月上游围堰截流即进行河床部分的基础土石的挖掘，10月末完成基础的开挖工程，共挖除土石方4.72×104m3,每月平均强度2.36×104m3/月。

大坝基础挖掘步骤为先堆石区，后趾板区，先岸坡后河床，由上到下依次开挖。坝基开挖分两方面进行，一方面开挖两个坝肩，另一方面开挖河床。

采用的方法为：河床部分覆盖层厚度2～3 m，表层的开挖使用1.0 m3挖掘机挖，装载8 t自卸汽车运输；采用气腿式风钻打孔的方式进行基础石方的开挖，人工进行爆破，对边坡进行预裂的爆破，在靠近趾板建基面预先留出大约1.0 m厚的保护层，弃渣采用TY200推土机进行处理，采用作业量为1.0 m3的挖掘机将弃渣装载到载重8 t的自卸汽车上运输出去。

(2)趾板混凝土的施工。从第一年11月中旬开始进行趾板混凝土垫层的浇筑，为期1个月，需要浇筑混凝土总量为712 m3，平均每月的浇筑强度为712 m3/月。从第一年12月初开始趾板混凝土的浇筑，为期1个月，需要浇筑混凝土836 m3，平均每月浇筑强度836 m3/月。

趾板垫层及趾板的混凝土浇筑要分段分块进行，先从河床开始，然后由上到下逐渐向两岸坡进行，并在大坝填筑前进行。坝址混凝土采用3 m3混凝土搅拌运输车运输到施工现场，平均运距0.8 km，河床部分直接入仓，岸坡部分由混凝土泵送入仓，振捣棒振捣密实[3]。

(3)面板施工。大坝面板混凝土共计2390 m3根据施工规划要求，从次年12月开始进行面板的筑造，第三年1月末施工完毕。施工前要对垫层坡面布置方格网，来测量放样，然后再安装止水设施，它的安装步骤是在止水基础处理后，在现场加工止水片并安装好，作好保护。面板所用钢筋在现场绑扎即可，然后将绑扎好的钢筋输送到坝面，再由专用卷扬机牵引小车运至作业面。按照水工设计将混凝土分块分段，从上到下使用无轨滑动模板、一次到顶的方法进行浇筑，由设在坝址下游左岸的混凝土拌和站供应混凝土，并由混凝土搅拌运输车送到坝顶上，输送距离大约350 m，经过接料入仓后，再进行人工摊铺、平仓，采用振捣器进行振捣，由坝顶专用卷扬机牵引模板，牵引速度要平稳并控制在2 m/h以下。靠岸边不规则地带将滑模斜向放置，两端上升速度不同，待滑模水平时，再同步上滑。面板浇筑采用跳仓方式，两个工作面流水作业[4]。

3.2.2 溢洪道的施工方案

溢洪道开挖在大坝右坝肩开挖、支护完成后即进行开挖，根据施工总进度安排，第一年11月开始开挖第二年1月底开挖完成，开挖6.67万m3，月平均开挖强度2.22万m3/月。第二年1月开始基础防渗帷幕灌浆，第二年2月第灌浆完成，灌浆长度3182 m，月平均强度3182 m/月。

在开挖溢洪道基础石方时，应从上到下分为不同梯段开挖，每一梯段的高度控制在8～10 m。采用气腿式风钻钻孔，爆破开挖，TY200推土机收集弃渣，由1.0 m3挖掘机将弃渣装载到8 t自卸汽车中运输到渣场，运输距离约为1.2 km。该处混凝土浇筑进行前，要清除岩基上有碍施工的杂物、泥土、松动岩石等，并用高压水枪冲洗干净，在混凝土浇筑前要保证建基面的洁净和湿润。浇筑第一层混凝土时，要先铺一层2～3 cm厚的水泥砂浆，再对下层混凝土的施工缝隙进行冲洗和凿毛处理。使用5 t自卸汽车从混凝土拌和站运输混凝土到浇筑工作面，运距约0.8 km，经HB30混凝土泵送入仓后，采用HZ6X-50软轴振捣器将混凝土振捣密实。

3.2.3 取水放空工程施工

(1)施工程序。推荐方案取水放空建筑物由导流隧洞改造，在导流隧洞进口设取水塔兼冲沙放空建筑，导流隧洞出口设闸阀室控制取水和冲沙。施工顺序第二年汛期结束后进行取水塔的施工，主体工程完成后，下闸蓄水。

(2)取水塔混凝土浇筑。取水塔混凝土工程包括冲沙口底板、取水口拦污栅底板、闸墩混凝土和闸墩、胸墙等混凝土，以及回填混凝土施工。为满足取水塔混凝土浇筑施工的需要，在进水口位置布置一台H3/36B塔机，承担拦污栅和进水闸混凝土浇筑模板、钢筋等材料的起吊及混凝土的垂直运输。取水塔底板混凝土厚度为1.0 m，作为1层浇筑；塔身段按一般≤3.0 m的原则进行分层浇筑；基础以上的梁、板等特殊部位，根据结构需要和建筑设计分层施工，最大分层高度为3.0 m。胸墙混凝土按闸室设计结构分层进行浇筑。取水塔混凝土共分为6层浇筑。二期混凝土分层控制在3～5 m。

(3)模板施工。模板安装采用人工或人工配合H3/36B塔机安装。每次立模施工前进行除锈清理，并在模板面上均匀涂刷一层脱模剂，便于脱模。模板拼装严格按相关施工规范进行，做到立模准确，支撑牢固可靠，以确保混凝土结构体型的尺寸和浇筑质量符合设计及规范要求。模板在使用过程中要注意保护，防止变形、损坏。

4 结 语

革里水库设计洪水成果与可研阶段成果变化不大，但项目经济效益可以满足国家对公益性项目投资的基本要求以及工程建成后的供水要求，社会效益突出，经济上合理可行，财务评价均在合理范围内。

[1] 中华人民共和国水利部.水利水电工程等级划分及洪水标准：SL 252—2017[S]. 北京：中国水利水电出版社，2017.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.水库调度设计规范：GB/T 50587—2010[S]. 北京：中国计划出版社，2010.

[3] 张美娟,毛阳.舍网水库喷混凝土面板堆石坝的施工[J].浙江水利科技，1998,4(12):10-15.

[4] 支凯文.浅谈中小型水库混凝土面板堆石坝填筑施工[J].建筑科学，2009,20(18)：23-25.