吉尔格勒德水利枢纽工程大坝爆破料填筑设计分析

马小甜

(塔城地区水利水电勘察设计院，新疆 塔城 834700)

1 大坝爆破堆石料施工总进度设计

1.1 坝体填筑分析

1)坝料填筑顺序

坝体填筑主要包括堆石料、过渡料、反滤料及垫层找平料填筑，其中堆石料共422万 m3，占坝体填筑方量95%左右，因此主要对堆石料填筑进行分析。

沥青心墙、过渡层及堆石的填筑施工顺序见图1。

(1)(6)—填筑堆石；(2)(4)(7)(9)—心墙铺设；(3)(5)(8)(10)—过渡层摊铺碾压

2)大坝分层填筑特性

随着大坝填筑高程的上升，大坝坝面宽度会逐渐减小，坝轴线长度逐渐增加。大坝每层填筑方量逐渐变化且与P1爆破料场开采供应密切联系，另外施工机械的布置与坝面面积息息相关。大坝分层填筑工程量及坝面面积数据见表1。大坝填筑高程与累积方量对照见图2。

表1 大坝分层填筑特性表

图2 大坝填筑高程与累积方量对照图(堆石料)

1.2 P1爆破料场开采分析

根据P1爆破料场开采规划方案，结合爆破料场地形与岩性，按10 m一层进行爆破，施工工序先进行潜孔钻钻孔→装药→爆破→超径处理→装车。为保证大坝填筑连续性，根据料场每层开采方量、开采平台面积及大坝填筑强度等因素确定开采方案，其中1730m高程以上、1 730～1 720 m、1 720～1 710 m高程由于方量较少，开采平台面积较小，采用一次爆破。1 710 m高程以下开采面积大，为便于施工，可分区进行爆破。分区的主要原则为(1)分区面积尽量放大，便于施工；(2)炸药库满足分区爆破需求。根据调查，施工现场炸药库最大库存量为25 t，炸药单耗以0.47 kg/m3计算，炮孔间距与炮孔排距以平均4 m×4 m布置，经计算分区最大面积为5 300 m2，考虑一定的富余，分区最大面积以5 000 m2计。根据分区原则，料场每层分区情况、布孔情况见表2。

表2 爆破料场分层开采爆破分区、布孔情况统计表

根据每层开采作业面积，爆破分区数量从1区至13区不等，各区之间开采要求工序斜街紧密，对施工机械进行最大化利用。以料场1 710～1 700 m分层为例，该作业面共分2区，当Ⅰ区爆破完成后，装运填坝，在Ⅰ区装运填坝同时对Ⅱ区进行钻孔、装药爆破等工序，Ⅰ区拉运完成后，Ⅱ区同时完成备料，保证大坝填筑连续性。料场开采情况见图3和图4。

图3 料场开采示意图

图4 料场开采横断面图

1.3 施工有效工日分析

施工有效工日是关系到施工工期、施工质量的制约因素。根据《水利水电施工组织设计规范》(SL303-2004)附录H关于碾压土石坝施工受气象因素影响的停工标准，堆石填筑在-10℃要求停工，沥青心墙要求在-5℃要求停工，根据规范要求，全年可供施工数日分析见表3。

表3 施工工作日分析表

施工进度安排每月考虑按25 d，碾压式沥青砼施工2018年5月-2018年11月有效工期约为159 d，2018年5月-2019年9月有效工期约为320 d。

坝体填筑施工2018年5月-2018年11月有效工期约为175 d，2018年5月-2019年9月有效工期约为350 d。

1.4 施工强度分析

大坝施工强度计算主要包括填筑强度、运输强度、料场开采强度计算三方面内容。在保证按期达成目标的前提下，力求施工强度均衡，避免使用过多的施工机械、劳力和临时设施；争取实现机械化施工，并尽可能充分利用已有施工设备的能力。

根据料场分层开挖方量，对应大坝填筑高程，分层计算大坝填筑强度，料场开挖高程及大坝填筑高程对照见表4。

表4 料场开挖高程及大坝填筑工程对照表

根据表4分析，高峰填筑期在2018年，根据每层填筑方量对应料场爆破时间，以大坝填筑不间断为原则，进行工期安排，确定施工强度，具体计算见表5。

表5 大坝填筑强度计算表

由计算结论可知：大坝最大施工填筑强度为1.59万 m3/d，对于料场开采高程为1 660～1 650 m，开采作业面积为2.7万 m2，相应开采分区数量为6区，每区面积为4 520 m2，方量约4.5万 m3。对于沥青心墙砼最高强度为0.45 m/d，对应大坝填筑高程为1 472～1 507 m，以每层0.25 m计，则每天填筑2层。

2 大坝填筑总进度及特点

根据分析计算，2018年3月-5月初完成河床段帷幕灌浆及河床段心墙基座混凝土施工，并在5月上旬提前备料，开采料场高程1 730 m以上堆石料，为5月15日大坝堆石料填筑做准备。

2018年5月15日-6月28日，完成大坝1 410～1 417 m高程填筑，完成沥青心墙1 406.4～1 417 m浇筑。

2018年6月29日-11月30日，填筑至1 450 m高程，完成大坝2018年填筑目标，填筑总方量为236.79万 m3，完成比例为56.11%。

2019年3月1日-6月8日，填筑至1 472 m高程。1 472 m高程之后，大坝填筑速度主要受限于沥青心墙浇筑进度,基本以月平均填筑高度11 m进行控制。2019年6月9-至9月6日，填筑至坝顶1 507.4 m。

2019年5月20日-11月30日，完成上下游护坡溢洪洞混凝土工程。另外在大坝填筑过程中完成洞群等其他支线工程。

2020年3月-7月，完成防浪墙及其他尾工，大坝施工具体施工安排见表6。

3 结语

(1)尽量保证大坝填筑强度的均匀性。高峰期填筑强度基本控制在1.6万 m3/d以下。

(2)大坝填筑初期，大坝每层填筑堆石料方量较大，影响进度的主要因素是堆石料填筑强度。

(3)大坝填筑后期，随着大坝施工平面的缩小，轴线长度的增加，堆石料填筑强度逐渐降低(高程1 470 m以上)，影响进度的主要因素是沥青心墙混凝土。

(4)考虑到大坝堆石料填筑初期，因为运输道路坡度较陡且P1爆破料场工作面较为狭窄，初期填筑强度较低，控制在1万 m3/d左右。

(5)工地在11月份，有雾天气逐渐增加，且接近年尾冬季停工，因此11月份大坝填筑强度适当降低，控制在1.51万 m3/d左右。

(6)大坝填筑初期，沥青心墙砼进度主要受制于大坝填筑进度，在大坝高程1 472 m以下，沥青心墙砼基本控制在每天0.27 m左右，即每天一层。在大坝高程1 472 m至坝顶高程，大坝填筑进度主要受制于沥青心墙砼，参照类似已建工程经验，以每天0.45 m进行安排，即每天填筑两层。