烘背水库大坝枢纽主体工程施工组织设计

彭洪元，陈 诚

(1.贵州新中水工程有限公司，贵州 贵阳 550002;2.西北农林科技大学水利水电科学研究院，陕西 杨凌 712100)

1 工程概况

烘背水库位于盘州市玛依镇境内，所在河流为玛依河。水库正常蓄水位1655.00m，死水位1629.00m，校核洪水位1657.60m，总库容169.7万m3。工程区河谷呈基本对称“V”型，两岸山体陡峭，枢纽布置紧凑，施工条件较差。为充分利用有效工期、提高大坝施工效率，避免施工组织设计方案对大坝填筑进度及质量造成影响。结合大坝工程特性、施工导流和度汛方案，对大坝填筑施工技术要点、施工工序和施工方案进行论证分析，探究与工程实际相匹配的施工方案，为工程高效优质施工建设提供重要技术保障。

2 大坝枢纽平面布置

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252—2017)的相关指标，烘背水库属于Ⅳ等小(1)型水库。大坝、溢洪道、取水兼放空底孔、消能防冲等主要建筑物按4级建筑物设计，永久性次要及临时性建筑物按5级建筑物设计。工程区域构造稳定，相应地震基本烈度为Ⅵ度，抗震设防烈度为6度。依据《水工建筑物抗震设计规范》(DL 5073—2000)相关指标，水工建筑物设计可不作抗震计算。枢纽区主体工程由挡水建筑物、泄水建筑物、取水兼放空建筑物等共同组成，其平面布置方案如图1所示。

图1 大坝枢纽平面布置

挡水建筑物为高填充自密实混凝土砌石重力坝。泄水建筑物为溢洪道，设置在大坝坝顶中部，采用开敞式溢流表孔泄洪。取水兼放空建筑物为设置于非溢流坝段右侧坝体内的底孔。

3 大坝结构体型

根据水库坝址区地形及工程地质条件，大坝坝型优选为高填充自密实混凝土砌石重力坝，坝顶长126.11m，坝顶宽6.0m，最大坝高55.5m，上游面1623.00m高程以下坡度1∶0.2，1623.00m高程以上为铅直面；非溢流段下游坝坡1∶0.75，起坡点高程为1652.00m，溢流段下游坡1∶0.8，起坡点高程为1653.43m。大坝左、右两岸非溢流坝总长108.61m；中部溢流坝段总长17.5m，布置开敞式溢流表孔，堰顶高程1655.00m，净宽14.0m，溢洪道渐变收缩至末端宽度8.0m，边墙厚1.0m，中墩厚1.5m。在溢流堰闸墩顶部设置交通桥与坝顶衔接。坝体内设基础灌浆廊道，兼做排水与交通廊道。根据《胶结颗粒料筑坝技术导则》(SL 678—2014)及高填充自密实混凝土砌石重力坝施工特点，施工中采用全段面施工方法，整体上升。大坝坝身设4条横缝，将坝体分为5个坝段。其中溢流坝段为1个坝段，左、右岸非溢流坝段各分为2个坝段。溢流坝段横剖面如图2所示。

图2 溢流坝段横剖面

大坝主体材料采用二级配C9015埋石混凝土，抗渗标号为W4，抗冻等级为F50；上游面采用二级配防渗C9020混凝土，抗渗标号为W6，抗冻等级为F100，厚度为0.5～1.5m；非溢流坝段下游面为二级配C9015混凝土面板，抗渗标号为W4，抗冻等级为F50，厚度为0.5m；溢流坝段溢流面采用1.0m厚二级配C30钢筋混凝土，抗渗标号为W6，抗冻等级为F100；大坝基础垫层采用1.0m厚三级配C20常态混凝土，抗渗标号为W6，抗冻等级为F100；坝顶路面为0.50m厚C20二级配混凝土。

4 主体工程施工组织

4.1 坝体施工要求

坝体施工中，入仓块石的粒径需大于30cm，且自然堆积，避免堆石面接触。模板的支撑加固强度应能抵抗自密实混凝土产生的相当于2.5倍水压力的侧压力，成型模板应构造紧密、不漏浆，缝隙小于2mm，堆石应与模板间保留3cm以上的保护层，以确保模板不受堆石挤压，并保证外观。自密实混凝土生产中需严格控制出机自密实性能。自密实混凝土采用泵送浇筑，泵送混凝土前须用泵用水、砂浆润泵管，每个浇筑点的混凝土基本浇满后(保证块石裸露5～10cm)方可移动泵管。对局部堆石料不平整部位，在自密实混凝土浇筑后宜人工补石，确保每平方米均有堆石裸露。自密实混凝土的养护方式与常态混凝土相同，需养护至强度达到2.5MPa以上时，方可进行下一仓堆石入仓。坝体填筑自密实混凝土工作性能指标，如表1所示。

图3 大坝分期浇筑示意

表1 自密实混凝土工作性能指标

4.2 施工程序分析

根据坝址区工程地形条件、施工导流及度汛要求，大坝按度汛节点高程分为II期进行浇筑。施工中采用“全段面施工，坝体整体上升”的施工方法。材料公路运输主要采用混凝土搅拌车和自卸汽车，垂直运输主要利用混凝土泵泵送和塔机吊运。大坝分期浇筑示意，如图3所示。

(1)第Ⅰ期：第二施工年度1月至4月，完成度汛高程1626.5m以下两侧非溢流坝段以及溢流坝段1623.5m高程以下坝体浇筑，非溢流坝段临时参与度汛。Ⅰ期坝体浇筑工程量3.24万m3，月平均浇筑强度8091m3。

(2)第II期：第二施工年度5月至12月，完成坝顶高程1658.50m以下坝体浇筑。II期坝体浇筑工程量4.69万m3，月平均浇筑强度5857m3。

4.3 施工方法分析

在大坝右岸非溢流坝段下游侧布置一台QTZ125塔式起重机，用于大坝垫层、上下游面层及溢洪道混凝土的吊运，坝体局部砌石料、钢筋、模板等材料的吊运也可通过该塔机完成。坝体高填充自密实混凝土采用4m3搅拌运输车运输至大坝基坑，通过HBT30混凝土泵输送至浇筑仓面。坝体砌石料采用8t自卸汽车运输，配合挖掘机转运上坝，局部利用塔机吊运入仓。为保证大坝混凝土浇筑的外观质量，采用3000×2000mm定型组合钢模板，局部异形断面采用木模板或采用小型钢模板。

根据施工总进度计划，大坝主体施工的难点在汛期左非溢流坝段的埋石混凝土浇筑。大坝采用坝体临时断面挡水、导流钢管+坝体缺口联合过流的度汛方式。汛期，坝体缺口与导流钢管同时泄洪，受洪水影响，跨河交通短暂中断，影响左岸材料运输。因此，需于汛前在左岸上游备足石料等，利用塔机吊运入仓。

4.4 施工进度计划及控制性工期

烘背水库主体工程大坝浇筑计划工期12个月，为第二施工年度1月至12月。根据施工导流和度汛要求，至第二施工年度4月底，两侧非溢流坝段浇筑至1626.5m高程，中部溢流坝段(坝体缺口)浇筑至1623.5m高程；第二施工年度5月至12月底，两侧非溢流坝段以及滞后的溢流坝段(坝体缺口)全部浇筑至大坝设计高程。

5 结语

烘背水库大坝采用高填充自密实混凝土砌石重力坝，最大坝高55.5m，坝顶宽6.0m，坝顶高程1658.50m。大坝两侧为非溢流坝坝段，中部为溢流坝坝段，坝轴线长126.11m。工程区山体陡峭，施工条件较差，在充分研究大坝施工特点以及施工导流、度汛方案后，为使工程顺利有序实施，经施工分析得出主体工程施工程序为：

(1)第一施工年度11月截流后，加紧实施基坑排水、坝基开挖、大坝垫层混凝土浇筑、坝基固结灌浆、高填充自密实混凝土砌石坝体施工。务必在第二施工年度4月底(汛前)将两侧非溢流坝段坝体浇筑至度汛高程1626.5m，溢流坝段坝体浇筑至1623.5m高程，形成坝体缺口，保障大坝坝体度汛要求。

(2)第二施工年度5月至12月底，完成大坝坝顶1658.50m高程以下坝体施工，坝基及两岸山体帷幕灌浆。