长河坝大坝填筑施工工艺及质量控制展示

长河坝大坝填筑施工工艺及质量控制一、工程概况二、大坝填筑施工工艺及方法三、大坝填筑雨季施工措施四、关键施工技术与工艺五、大坝填筑质量控制交流内容一、工程概况长河坝水电站位于大渡河上游，是大渡河水电规划“三库22级”的第10级电站，工程位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内，坝址距成都市约362km。工程枢纽建筑物由砾石土直心墙堆石坝、左岸引水发电系统和右岸泄洪洞系统组成。水库总库容10.75亿，有效库容4.15m3。电站总装机容量260万KW。长河坝水电站大坝结构图一、工程概况拦河大坝为砾石土直心墙堆石坝，最大坝高240.0m，坝顶长度502.85m，坝顶宽度16.0m，上、下游坝坡1：2。大坝设计总填筑量3417万m³（堆石2273.9；过渡290.97；砾石土428.3；粘土20.46；反滤168.19；块石29.38；压重206.55）。坝基覆盖层设两道砼防渗墙，上游副墙厚1.2m，主墙厚1.4m，两墙净距14m。1.整体结构设计按照填筑施工区域内坝料种类与部位进行填筑分区，共分为上游压重料、上游堆石、上游过渡料、上游反3、砾石土料、高塑性粘土料、下游堆石、下游过渡料、下游反1、反2、下游压重料、水平反滤料反4、岸坡过渡料等多个填筑施工区。同一填筑施工分区内，施工设备、方法、工艺相同。2.填筑分区一、工程概况一、工程概况大坝料源分布简图心墙砾石土料场位于上游金汤沟内，上坝运距23km；响水沟石料场位于上游响水沟口，上坝运距6.3km，江咀石料场位于下游磨子沟内，上坝运距10.4km；反滤料由下游磨子沟砂石系统生产，运距7km。3.料源分布2015年10月大坝填筑形象江咀堆石料场形象响水沟石料场形象汤坝土料场全貌结合水流控制，长河坝水电站大坝实际按照分期规划，第一阶段进行上下游堆石区先期填筑，上游填筑到EL.1520m，下游填筑到EL.1510m，第二阶段实现度汛目标大坝全断面到EL.1536m，第三阶段实现初期下闸目标大坝全断面填筑到EL.1697m，完成大坝填筑施工。1.坝体填筑分期二、大坝填筑施工工艺及方法2.施工参数二、大坝填筑施工工艺及方法工程施工前期进行了的生产性碾压试验、室内击实试验等最终确定的各种坝料的碾压参数见下表。大坝填筑主要施工参数填筑程序动画3.大坝填筑流程二、大坝填筑施工工艺及方法各种坝料填筑顺序：首先进行心墙土-砂分界面的填筑施工，再铺填剩余大面的土料及反滤料，砾石土与反滤料同层碾压，两岸接触粘土与砾石土同层铺填上升，铺料前在压板混凝土表面按照要求刷（或喷涂）泥浆。由于各种坝料的设计指标与碾压试验成果，坝料铺填厚度不一致，根据碾压试验确定的施工参数，确定各种坝料的铺料顺序及匹配关系，土料与反滤料平起同步填筑，两层反滤料与一层过渡料匹配并跨缝碾压，两层过渡与一层堆石匹配并跨缝碾压。4.坝料填筑方法（主要以心墙土料为）二、大坝填筑施工工艺及方法二、大坝填筑施工工艺及方法（1）单元规划为使坝体填筑保持连续施工，形成流水作业面。将各填筑区划分成若干个单元同时施工。其中，大坝心墙横向长度大于一定宽度时，按“田”字形布置分区，心墙横向长度小于一定宽度时，分区沿坝轴线布置，各分区分别设置入料口，按摊铺、碾压、检测等工序紧密衔接，循环施工。大坝上下游堆石料根据填筑面积选择以某（坝）桩号为分界分别分为3区域分别进行铺料、碾压、检测等工序，以保证连续作业。反滤料、过渡料根据设计边界要求一次性完成铺填碾压。不同填筑时段砾石土心墙区分区示意图大坝分区填筑、流水作业堆石料和心墙料按照分区规划进行流水作业。砾石土1588.8高程以下分四个区施工、1588.8以上分为三个区；按照摊铺、碾压、取样流程化作业。砾石土分区作业（四个区）堆石分区作业二、大坝填筑施工工艺及方法（1）单元规划二、大坝填筑施工工艺及方法（2）摊铺上坝料均采用推土机进行平料作业，堆石料、过渡料、土料采用“进占法”铺料，而反滤料采用“后退法”铺料，铺料过程通过在料头设置标杆、测量布设控制网等实现摊铺层厚的过程控制。为确保心墙土料摊铺平整度提高碾压质量，砾石土心墙料摊铺采用推土机粗平，平地机精平工艺（首次应用）。推土机摊铺土料实况平地机精平摊铺层面实况二、大坝填筑施工工艺及方法（3）碾压（1）每一填筑单元铺料完成，经现场监理工程师验收同意后，并确认数字化碾压监控系统开仓后，方可进行碾压，振动碾操作手按照各自分区分别碾压，采用26t自行振动碾碾压14遍（静2振12）。针对边角部分采用小型的振动碾或平板振动夯夯实。（2）振动碾行走路线应平行于坝轴线，前进或后退整碾错距法碾压，行驶速度为2.5±0.2km/h。垂直碾压方向搭接宽度应为0.2-0.5m，平行碾压方向搭接宽度应为1-2m。（3）定期由专业检测单位对碾压设备各项性能指标进行测定，满足设计技术要求。（4）每一填筑单元在振动碾碾压前，质检人员必须对已铺填的坝面作业进行检查，发现有大块石集中的区域，应用反铲挖除分散处理。为确保振动压实效果创造良好条件。碾压分界线、碾压机调头区布置图碾压分仓线、搭接宽度示意图心墙区分仓碾压实况GPS碾压实时监控系统控制中心GPS碾压实时监控系统碾压轨迹图碾压监控系统碾压合格率报告二、大坝填筑施工工艺及方法（3）碾压1.检测标准（4）试验检测根据设计下发的《大坝坝体填筑施工技术要求》，我们制定了详细的试验检测计划，包含了各种坝料料源检测、填筑面固定断面检测和其他位置检测，并按此计划严格执行和监督。每10m按试验检测总计划进行分解，上报10m段的具体试验检测计划，确保各方监控到位，满足规范、设计要求，为以后大坝的竣工验收提供可靠依据。二、大坝填筑施工工艺及方法2.现场取样白天取样夜晚取样二、大坝填筑施工工艺及方法（4）试验检测1施工原则三、大坝填筑雨季施工措施心墙雨季填筑施工措施采用：事前预防及预报、过程降雨量观测、快速有效恢复施工的原则。土料雨季施工需加强气象预报，提前做好防雨准备，正确掌握雨前停工，雨后复工的最佳时期。晴天抢填心墙土料，降雨及雨后填筑堆石料，并保持坝体各区均衡上升。雨需要停工时心墙区的土方机械应在雨前撤离填筑面，停置于堆石区。做好坝面保护，下雨到复工前，严禁施工机械穿越和人员践踏心墙料及反滤料。2现场施工方法三、大坝填筑雨季施工措施1、采用天气预报：使用Accuweather智能手机软件或者网址，准确的预测麦崩乡未来一周内的天气情况。2、采用SL3-1型翻斗式自动计量雨量器：使用量雨器进行降雨期间的降雨量统计，计量器一套安装在观礼台数字化监控室屋顶，另一台安装在汤坝土料场。2.1天气预测和雨量监测雨量计（装于监控室屋顶）三、大坝填筑雨季施工措施为便于心墙砾石土区雨水的汇集排放，降低降雨对心墙填筑的影响，雨季施工心墙填筑面做倾向下游的斜坡状，沿坝轴线向上下游方向做成2%的斜坡，利于排水。2.2放坡排水砾石土雨季留坡三、大坝填筑雨季施工措施单元摊铺结束采用平地机找平，及时用平碾进行封闭。防止坑洼太多导致不利于碾压封闭和散水收集。摊铺未结束，及时采用塑料布进行覆盖；若正在碾压状态或者碾压好作业面采用平碾压平进行处理。高塑性粘土非施工状态保持全覆盖。2.3表面封闭砾石土封面作业高塑性粘土覆盖三、大坝填筑雨季施工措施根据降水情况现场确定在雨后分单元快速清理10余厘米左右的表层填土，清除出场。在清除表层填土后,拟填筑区砾石土必须经含水检查合格后才能正常施工。同时对清理出场的土料统一运输到上游压重体翻晒场，并对其所属层数与区域、清理面积与清除方量及时进行现场签认。2.4雨后快速清理复工雨后刮除表面砾石土雨后浸泡砾石土清运三、大坝填筑雨季施工措施（1）备料措施雨季汤坝土料场路面湿滑、场外交通易受边坡垮塌等影响，在雨季汤坝料场直供料困难，故在雨季采用备用砾石土料进行填筑施工，降雨阴晴期间快速填筑，快速封闭。结合现场施工条件，备料场主要布置在上游压重体和下游压重体。（2）抽排水措施雨后采用虹吸式水泵辅助人工进行表面排水，或者小型反铲和平地机配合形成排水体系，排水至砾石土心墙外。2.5辅助施工措施通过理论分析、模型试验，本工程成功采用双戗互动立堵技术成功解决了大流量、高落差、高流速的截流难题，于2010年10月21～22日顺利截流，截流流量838m³/s，截流总落差为5.38m，流速6.8m/s。1.截流施工关键技术四、关键施工技术与工艺通过可行性分析及工程实践，长河坝围堰工程通过采取填筑料源优化、环形施工道路布置及合理的施工程序等快速施工技术措施后，于2011年5月完成填筑（45天完成54m高围堰，总填筑量70万m³），创造了土工膜心墙围堰月上升最大高度29m的行业新记录，一个枯期完成全年围堰度汛施工。2.围堰快速施工技术四、关键施工技术与工艺3.大坝基础处理及排水四、关键施工技术与工艺砂层用反铲清除后，采用砂砾料掺拌8%水泥进行回填压实3.大坝基础处理及排水四、关键施工技术与工艺采用分区、分期布置集水坑，多台离心泵抽排，浮船技术、岸坡跨心墙管线布置技术、向有压过流洞直排技术等节约了排水临建，提高了基坑排水效率，解决了大流量、深基坑排水难题。四、关键施工技术与工艺4.土料动态制备技术为确保土料上坝填筑质量，研究通过工艺比选及现场试验，选择广泛用于矿山及骨料生产系统的棒条式振动给料机作为超径（＞150mm）剔除设备，并配套建设钢筋混凝土结构的筛分楼。5套土料超径筛分系统投产，系统运行可靠，工艺流程可行，设备运行工况稳定。较传统的人工捡练，重力分选及条筛剔除工艺，新工艺更具剔除废品率低、产能高的优势，完全满足大粒径土料的超径剔除要求。四、关键施工技术与工艺5.土料动态制备技术对于粗细料，以P5含量作为控制指标进行掺配，以提高土料利用率。铺料前对粗、细料料源质量检测，通过计算获得粗、细料铺料厚度后分层摊铺，摊铺完成后采用液压正铲进行立采掺配，掺配料检测合格后开采上坝填筑。针对高含水的土料则采用分层翻晒工艺进行含水量调整。316.混装炸药爆破开采与过渡料机械加工工艺本工程应用混装炸药爆破技术调整和优选钻爆参数，提高了钻孔和装药效率。有效提高民爆物品生产、储存、运输和使用等各环节的本质安全性，综合效益显著。针对高标准的过渡料采用机械破碎加工系统辅助生产，粗碎控制最大粒径，中碎调整级配，确保了过渡料料源质量稳定。四、关键施工技术与工艺四、关键施工技术与工艺7.反滤料自动掺配工程依托人工骨料加工系统，通过进行反滤料掺配工艺性试验、基本技术参数采集、自动化控制系统编程以及制定相应的质量控制措施等，采用“计算机数字系统”自动化控制完成坝体反滤料的生产及掺配。通过对分级堆存的成品砂石料，按反滤料设计级配精确计量，皮带掺配，直接输出成品反滤料。与传统的平铺立采掺配工艺相比，新工艺具有掺配均匀、产能高、占地面积小等的优势。磨子沟砂石系统全貌成品反滤料仓四、关键施工技术与工艺8.LNG环保自卸车的推广应用液化天然气被公认是现在地球上最干净的燃料。考虑到长河坝水电站长隧道运输的特点，LNG汽车的推广应用，能够有效减小隧道内运输产生烟尘带来的安全隐患，降低长隧道通风排烟难度，以达到节能目的。同时，LNG汽车的推广应用，保障了能源供给，避免“柴油荒”对施工运输作业进度的影响；目前，本工程已引进40余辆LNG环保汽车，并完成加气系统的配套建设。实践证明，LNG车辆完全能够适应水利工程大坝填筑运输条件，并可节约约20%的燃料费用，经济和社会效益显著。四、关键施工技术与工艺9.重车跨心墙施工技术通过理论计算及现场试验验证了坝料跨心墙运输技术的可行性，结合试验对比分析结论，箱型减压板方案最优，为提高对土料的保护效果，在减压板下面铺填50cm砾石土垫层。减压板采用型钢与钢板加工，采用了“箱型连接键+限位环”的连接结构，拆装方便，车辆荷载分部均匀。跨心墙运输技术的研究与应用有利于料源平衡优化，便于施工调度及整体规划，能有效避免长距离绕坝运输，降低燃料消耗，具有可观的经济和社会效益。四、关键施工技术与工艺10.自动加水系统长河坝填筑坝料补水采用坝外式加水，加水采用已获国家专利的