彭洪元，陳 誠

(1.貴州新中水工程有限公司，貴州 貴陽 550002;2.西北農(nóng)林科技大學(xué)水利水電科學(xué)研究院，陜西 楊凌 712100)

1 工程概況

烘背水庫位于盤州市瑪依鎮(zhèn)境內(nèi)，所在河流為瑪依河。水庫正常蓄水位1655.00m，死水位1629.00m，校核洪水位1657.60m，總庫容169.7萬m3。工程區(qū)河谷呈基本對(duì)稱“V”型，兩岸山體陡峭，樞紐布置緊湊，施工條件較差。為充分利用有效工期、提高大壩施工效率，避免施工組織設(shè)計(jì)方案對(duì)大壩填筑進(jìn)度及質(zhì)量造成影響。結(jié)合大壩工程特性、施工導(dǎo)流和度汛方案，對(duì)大壩填筑施工技術(shù)要點(diǎn)、施工工序和施工方案進(jìn)行論證分析，探究與工程實(shí)際相匹配的施工方案，為工程高效優(yōu)質(zhì)施工建設(shè)提供重要技術(shù)保障。

2 大壩樞紐平面布置

根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL 252—2017)的相關(guān)指標(biāo)，烘背水庫屬于Ⅳ等小(1)型水庫。大壩、溢洪道、取水兼放空底孔、消能防沖等主要建筑物按4級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，永久性次要及臨時(shí)性建筑物按5級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。工程區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度，抗震設(shè)防烈度為6度。依據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL 5073—2000)相關(guān)指標(biāo)，水工建筑物設(shè)計(jì)可不作抗震計(jì)算。樞紐區(qū)主體工程由擋水建筑物、泄水建筑物、取水兼放空建筑物等共同組成，其平面布置方案如圖1所示。

圖1 大壩樞紐平面布置

擋水建筑物為高填充自密實(shí)混凝土砌石重力壩。泄水建筑物為溢洪道，設(shè)置在大壩壩頂中部，采用開敞式溢流表孔泄洪。取水兼放空建筑物為設(shè)置于非溢流壩段右側(cè)壩體內(nèi)的底孔。

3 大壩結(jié)構(gòu)體型

根據(jù)水庫壩址區(qū)地形及工程地質(zhì)條件，大壩壩型優(yōu)選為高填充自密實(shí)混凝土砌石重力壩，壩頂長(zhǎng)126.11m，壩頂寬6.0m，最大壩高55.5m，上游面1623.00m高程以下坡度1∶0.2，1623.00m高程以上為鉛直面；非溢流段下游壩坡1∶0.75，起坡點(diǎn)高程為1652.00m，溢流段下游坡1∶0.8，起坡點(diǎn)高程為1653.43m。大壩左、右兩岸非溢流壩總長(zhǎng)108.61m；中部溢流壩段總長(zhǎng)17.5m，布置開敞式溢流表孔，堰頂高程1655.00m，凈寬14.0m，溢洪道漸變收縮至末端寬度8.0m，邊墻厚1.0m，中墩厚1.5m。在溢流堰閘墩頂部設(shè)置交通橋與壩頂銜接。壩體內(nèi)設(shè)基礎(chǔ)灌漿廊道，兼做排水與交通廊道。根據(jù)《膠結(jié)顆粒料筑壩技術(shù)導(dǎo)則》(SL 678—2014)及高填充自密實(shí)混凝土砌石重力壩施工特點(diǎn)，施工中采用全段面施工方法，整體上升。大壩壩身設(shè)4條橫縫，將壩體分為5個(gè)壩段。其中溢流壩段為1個(gè)壩段，左、右岸非溢流壩段各分為2個(gè)壩段。溢流壩段橫剖面如圖2所示。

圖2 溢流壩段橫剖面

大壩主體材料采用二級(jí)配C9015埋石混凝土，抗?jié)B標(biāo)號(hào)為W4，抗凍等級(jí)為F50；上游面采用二級(jí)配防滲C9020混凝土，抗?jié)B標(biāo)號(hào)為W6，抗凍等級(jí)為F100，厚度為0.5～1.5m；非溢流壩段下游面為二級(jí)配C9015混凝土面板，抗?jié)B標(biāo)號(hào)為W4，抗凍等級(jí)為F50，厚度為0.5m；溢流壩段溢流面采用1.0m厚二級(jí)配C30鋼筋混凝土，抗?jié)B標(biāo)號(hào)為W6，抗凍等級(jí)為F100；大壩基礎(chǔ)墊層采用1.0m厚三級(jí)配C20常態(tài)混凝土，抗?jié)B標(biāo)號(hào)為W6，抗凍等級(jí)為F100；壩頂路面為0.50m厚C20二級(jí)配混凝土。

4 主體工程施工組織

4.1 壩體施工要求

壩體施工中，入倉塊石的粒徑需大于30cm，且自然堆積，避免堆石面接觸。模板的支撐加固強(qiáng)度應(yīng)能抵抗自密實(shí)混凝土產(chǎn)生的相當(dāng)于2.5倍水壓力的側(cè)壓力，成型模板應(yīng)構(gòu)造緊密、不漏漿，縫隙小于2mm，堆石應(yīng)與模板間保留3cm以上的保護(hù)層，以確保模板不受堆石擠壓，并保證外觀。自密實(shí)混凝土生產(chǎn)中需嚴(yán)格控制出機(jī)自密實(shí)性能。自密實(shí)混凝土采用泵送澆筑，泵送混凝土前須用泵用水、砂漿潤(rùn)泵管，每個(gè)澆筑點(diǎn)的混凝土基本澆滿后(保證塊石裸露5～10cm)方可移動(dòng)泵管。對(duì)局部堆石料不平整部位，在自密實(shí)混凝土澆筑后宜人工補(bǔ)石，確保每平方米均有堆石裸露。自密實(shí)混凝土的養(yǎng)護(hù)方式與常態(tài)混凝土相同，需養(yǎng)護(hù)至強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa以上時(shí)，方可進(jìn)行下一倉堆石入倉。壩體填筑自密實(shí)混凝土工作性能指標(biāo)，如表1所示。

圖3 大壩分期澆筑示意

表1 自密實(shí)混凝土工作性能指標(biāo)

4.2 施工程序分析

根據(jù)壩址區(qū)工程地形條件、施工導(dǎo)流及度汛要求，大壩按度汛節(jié)點(diǎn)高程分為II期進(jìn)行澆筑。施工中采用“全段面施工，壩體整體上升”的施工方法。材料公路運(yùn)輸主要采用混凝土攪拌車和自卸汽車，垂直運(yùn)輸主要利用混凝土泵泵送和塔機(jī)吊運(yùn)。大壩分期澆筑示意，如圖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以下兩側(cè)非溢流壩段以及溢流壩段1623.5m高程以下壩體澆筑，非溢流壩段臨時(shí)參與度汛。Ⅰ期壩體澆筑工程量3.24萬m3，月平均澆筑強(qiáng)度8091m3。

(2)第II期：第二施工年度5月至12月，完成壩頂高程1658.50m以下壩體澆筑。II期壩體澆筑工程量4.69萬m3，月平均澆筑強(qiáng)度5857m3。

4.3 施工方法分析

在大壩右岸非溢流壩段下游側(cè)布置一臺(tái)QTZ125塔式起重機(jī)，用于大壩墊層、上下游面層及溢洪道混凝土的吊運(yùn)，壩體局部砌石料、鋼筋、模板等材料的吊運(yùn)也可通過該塔機(jī)完成。壩體高填充自密實(shí)混凝土采用4m3攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸至大壩基坑，通過HBT30混凝土泵輸送至澆筑倉面。壩體砌石料采用8t自卸汽車運(yùn)輸，配合挖掘機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)上壩，局部利用塔機(jī)吊運(yùn)入倉。為保證大壩混凝土澆筑的外觀質(zhì)量，采用3000×2000mm定型組合鋼模板，局部異形斷面采用木模板或采用小型鋼模板。

根據(jù)施工總進(jìn)度計(jì)劃，大壩主體施工的難點(diǎn)在汛期左非溢流壩段的埋石混凝土澆筑。大壩采用壩體臨時(shí)斷面擋水、導(dǎo)流鋼管+壩體缺口聯(lián)合過流的度汛方式。汛期，壩體缺口與導(dǎo)流鋼管同時(shí)泄洪，受洪水影響，跨河交通短暫中斷，影響左岸材料運(yùn)輸。因此，需于汛前在左岸上游備足石料等，利用塔機(jī)吊運(yùn)入倉。

4.4 施工進(jìn)度計(jì)劃及控制性工期

烘背水庫主體工程大壩澆筑計(jì)劃工期12個(gè)月，為第二施工年度1月至12月。根據(jù)施工導(dǎo)流和度汛要求，至第二施工年度4月底，兩側(cè)非溢流壩段澆筑至1626.5m高程，中部溢流壩段(壩體缺口)澆筑至1623.5m高程；第二施工年度5月至12月底，兩側(cè)非溢流壩段以及滯后的溢流壩段(壩體缺口)全部澆筑至大壩設(shè)計(jì)高程。

5 結(jié)語

烘背水庫大壩采用高填充自密實(shí)混凝土砌石重力壩，最大壩高55.5m，壩頂寬6.0m，壩頂高程1658.50m。大壩兩側(cè)為非溢流壩壩段，中部為溢流壩壩段，壩軸線長(zhǎng)126.11m。工程區(qū)山體陡峭，施工條件較差，在充分研究大壩施工特點(diǎn)以及施工導(dǎo)流、度汛方案后，為使工程順利有序?qū)嵤?，?jīng)施工分析得出主體工程施工程序?yàn)椋?/p>

(1)第一施工年度11月截流后，加緊實(shí)施基坑排水、壩基開挖、大壩墊層混凝土澆筑、壩基固結(jié)灌漿、高填充自密實(shí)混凝土砌石壩體施工。務(wù)必在第二施工年度4月底(汛前)將兩側(cè)非溢流壩段壩體澆筑至度汛高程1626.5m，溢流壩段壩體澆筑至1623.5m高程，形成壩體缺口，保障大壩壩體度汛要求。

(2)第二施工年度5月至12月底，完成大壩壩頂1658.50m高程以下壩體施工，壩基及兩岸山體帷幕灌漿。