堆石坝填筑施工工艺

堆石坝填筑专项施工方案

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******工程项目部

目录

第一章工程概况 (1)

1.1. 堆石坝工程概况 (1)

1.2. 堆石坝填筑主要工程量 (1)

第二章碾压堆石坝填筑前准备工作 (3)

2.1施工道路布置 (3)

2.2 料场的开采与质量控制 (4)

2.3堆石坝生产性碾压试验 (5)

2.3.1堆石坝坝料主要控制参数 (5)

2.3.2 堆石坝生产碾压性试验 (6)

第三章堆石坝填筑施工 (10)

3.1坝体填筑前准备工作 (10)

3.2坝体填筑施工程序 (10)

3.3填筑过程中的注意事项 (13)

第四章坝体下游面块石护坡施工 (14)

第五章堆石坝填筑施工进度计划 (14)

第六章施工机械及劳动力配置 (15)

6.1坝体填筑施工机械配置 (15)

6.2坝体填筑劳动力配置 (15)

第七章堆石坝填筑质量控制措施 (17)

7.1掺配料掺配均匀的措施 (17)

7.2上坝石料加水湿润措施 (17)

7.3优化施工工艺，提高堆石坝的压实度措施 (17)

7.4垫层料施工措施 (18)

7.5大坝填筑质量检测工作 (19)

7.5.1 加强现场测量放样工作 (19)

7.5.2 严格控制料源的质量 (19)

7.5.3 严格执行各种施工参数 (19)

第八章堆石坝填筑安全保证措施 (21)

8.1 危险源和危险点 (21)

8.1 安全保证措施 (21)

第一章工程概况

1.1. 堆石坝工程概况

某水库坝址上游流域面积km2，正常蓄水位▽m，设计洪水位▽m，校核洪水位m，水库总库容万m3，堆石坝顶高程▽m，坝顶宽度m，坝底宽度m，最大坝高m，坝轴线长m。

面板堆石坝迎水面坡比1:1.4，钢筋砼面板厚度为0.30.0034

=+（即

T H

▽642m处厚30cm渐变到▽553m处厚60.26cm），面板背后依次填筑水平宽均为3m的垫层料与过渡料。堆石坝坝体由主次堆石区、下游大块石护坡等组成，上游坡面坡比1：1.4，下游坡面坡坡比1:1.35。坝体典型结构断面如下图所示：

1.2. 堆石坝填筑主要工程量

面板堆石坝主要工程量见下表

面板堆石坝主要工程量表

第二章碾压堆石坝填筑前准备工作

2.1施工道路布置

2.1.1上游施工道路布置

上游施工运输道路主要考虑Ⅳ石料场的运输，施工道路为宽8m双车道泥结石结构：

1、左岸▽645m进坝公路沿溢洪道引水渠（桩号0+018--0+114.933）的左边墙▽630m，延伸至Ⅳ石料场，经溢洪道交通桥运输石料上坝。

2、在溢洪道右侧闸室后的陡槽段高程▽630m开挖10m宽的缺口通往下游左坝肩，作为运输石料的通道，同时该缺口根据工程枢纽总进度计划安排适时浇筑砼墙。

3、在Ⅳ石料场▽630m高程修建跨大坝右岸上游趾板▽600m高程的便道，作为通往上游填筑区的运输道路。

4、在Ⅳ石料场冲沟下游侧修建过水路堤，通往右岸并将其连接到上游围堰▽571.4m高程。

5、沿溪边采用石渣修建通往导流洞闸墩▽572m高程的施工道路，再与上游围堰顶相连接，以便形成左右岸上游循环交通道路。

6、在过水路堤右侧修建运输道路通往进水口▽582m平台，与修建的跨右岸▽600m高程趾板的便道相连接，作为▽600m以下石料运输道路。

7、在右岸山坡适当位置修建“之”字形道路到进水口交通桥头▽645.2m，经砼挡墙路至右坝肩，作为右岸上游填筑的运输道路。

2.1.2下游施工道路布置

下游运输道路主要承担垫层料和V石料场的运输，施工道路为宽8m双车道泥结石结构：

1、利用前期已修建的碎石加工场沿V石料场顶部至大坝下游的施工道路作为垫层料的主要运输道路。

2、在主通道约▽600m高程修建一条通往大坝下游次堆区的运输道路。

3、分别在V石料场修建▽558m，▽570m，▽580m，▽600m运输平台，再通过主通道和下游围堰▽560.5m相接运输石料，解决下游左右岸交通运输通道。

4、后期考虑在次堆石区后边坡修建“之”字形斜坡道，解决次堆石区的石料、垫层料的运输问题。

5、大坝▽642.50m以上的过渡料填筑利用溢洪道交通桥运输。

2.2 料场的开采与质量控制

堆石料的开采主要采用深孔梯段微差爆破方法进行开采。坝料开采前，应先根据坝料设计的级配要求进行爆破设计及相应规模的爆破试验，确定相应的爆破参数（详见料场开挖专项施工方案）。

堆石坝的坝料填筑质量控制，除严格坝料填筑工艺过程和工艺标准外，还需要在料场开采和装料过程的各个环节进行质量控制。料场质量控制的依据是设计文件、有关规范、料场地质勘探资料及爆破与碾压试验资料。

坝料控制标准应根据堆石坝设计和工地的具体情况确定，一般控制标准见表2-2-1。

表2-2-1 石料质量控制标准

料场的质量控制应从以下几个方面考虑：

①石料开采之前，应进行详细的爆破设计，并在现场进行相应规模的爆破、碾压试验，优选爆破参数；在石料爆破开采过程中，根据现场实际情况，适当调整爆破参数，以达到更好的爆破效果。

②在料场钻孔、爆破、开采之前，应剥离无用层，预先清除软弱夹层、断层影响带等，直至满足设计要求。

③爆破后，要对大于坝料最大粒径的超径石进行二次破碎；装料时，应剔除超径石；对开采中发现质量较差的料，需论证及设计同意后方可使用。

④设置临时存料场时，对不同级配、不同质量的石料要分类堆存，并控制每层堆放高度，不得随意堆放和混杂。

⑤堆石料填筑量大，在堆存和挖装过程中容易分离。为减少分离，在堆存

时应尽量采用后退法。

⑥对软硬岩互层的岩层，在条件许可时，可分层开挖，分别用于不同部位。

2.3堆石坝生产性碾压试验

2.3.1堆石坝坝料主要控制参数

注：1、根据堆石坝坝料的粒径要求在石料场进行爆破试验，选择合适的爆破参数。对取得的爆破石料进行颗料筛分试验，做到级配连续。对于超径料应在料场解小或运输至坝面采用液压破碎锤解小。

2、开采过渡料时，若上部爆破的石料无法满足级配要求，对于超径料，符合主、次堆石区的粒径要求的填筑至主次堆石区，同样，在开采主、次堆石区料时，其下部细料符合过渡料粒径要求的填筑至过渡层区。对开采的石料按级配要求，进行合理调配，经济高效利用。

3、爆破作业时经常复测钻孔孔位、孔深、孔向、孔排距、抵抗线等爆破参数，并详细观察料场岩体的产状、节理、裂隙，对岩质情况进行分析，严格控制装药形式、装药量、堵塞长度、起爆方式、起爆网络。爆破后检查爆破效果，及时优化、调整爆破参数，力求开采出最优石料。

4、坝体填筑的垫层料和特殊垫层料利用溢洪道质地坚硬的开挖石料，或者采用石料场的合格料源运输至碎石加工筛分系统，进行统一加工掺配后，再由自卸汽车运输至坝面分层填筑碾压。

2.3.2 堆石坝生产碾压性试验

1. 生产性碾压试验目的

坝体的沉陷变形是面板堆石坝的关键技术问题，而坝体的沉陷变形主要由堆石体的压缩模量控制，压缩模量的量值是随堆石体压实密度的提高和堆石级配的改善而提高，主坝填筑石料硬度较大，因此，大坝填筑前进行填筑碾压试验是非常必要和重要的。试验的目的是验证与核实设计填筑碾压施工参数、设计填筑质量控制标准；选择合适的振动碾压机械，检验所选填筑碾压机械的适当性和性能可靠性；确定经济合理的填筑碾压参数；为设计单位最终核定施工控制填筑质量标准提供依据，确保大坝填筑施工质量。

2.生产性碾压试验的内容

现场填筑碾压试验采用大坝填筑选用的施工机械、施工方式和施工工艺，对各种筑坝材料进行不同填筑碾压参数的比选与研究。填筑碾压施工参数主要包括：碾压机具、行车速度、铺料方式、铺层厚度、碾压遍数、洒水量、压实前后的级配、孔隙率、干容重、渗透系数、压实模量等。填筑碾压试验就是对同一种岩性的筑坝材料，按不同的施工参数组合进行试验，考虑到筑坝材料的分区及不同岩性的选择，试验的循环组合次数将比较多，比选试验的工作量较大。现场试验主要依据设计所提供的填筑碾压参数，结合以往面板堆石坝施工中的经验，先对设计提供的填筑碾压参数进行取值范围的拟定，进行生产性碾压试验，选定最优参数，进而指导施工。

3. 生产性碾压试验的时间规划

现场生产性碾压试验的时间安排在2015年1月20日～2月1日，共12天。

碾压试验场地选择在坝轴线下游侧，高程约▽555m的适当部位。试验场要求有效面积不小于2700 m2(30m×90m)，在试验场地中按不同摊铺厚度和碾压遍数布置试验单元面积。每个单元面积的长度，以能获得2个试样检查压实密度为宜，其宽度以振动碾轮宽的3倍为宜，即长×宽≥10m×6m。按照摊铺厚度布置试验级数，通常取4组，组与组之间的距离为8～10 m。

试验场地要求相对密实、坚硬，场地本身沉降变形量小，对选定的碾压试验场应先进行推平碾压，并经监理工程师验收合格后，再进行碾压试验。

4. 生产性碾压试验方法

（1）现场填筑碾压试验程序，参见下图：

图2-3-2-1 现场填筑碾压试验程序图

（2）生产性碾压试验步骤

为确保填筑碾压试验成果真实、可靠，试验的方法步骤如下：

从石料场选取具有代表性的石块，送到具备相应资质的检测单位，测定样品石料的干容重。

试验材料装运：为模拟施工实际情况，采用不同斗容的挖掘机与不同载重吨

位的自卸汽车进行试料的装运，装运时严格控制超径料，要求混合装运，严禁粗料或细料集中装放，装料时派专人指挥并进行质量控制。

主(次)堆石料采用进占法铺料，便于推土机跟进平整和运料车辆行驶；过渡料与垫层料采用后退法铺料，有利于减少试验料分离现象的发生。摊铺层厚由现场质检员控制。

平料：采用大功率推土机推平，再辅以人工找平，保证填筑层厚度和顶面平整度满足试验要求。

层厚与沉降量测量：在试验区域布设2m×2m 方格网点，采用水准仪测量，测量标尺最小刻度为1mm 。层厚测量在堆石料静碾2遍后进行，沉降量测量每碾压2遍均进行一次。

洒水：采用人工洒水法，每场试验根据计算好的加水量，(体积比)在供水管安装水表计量，同时安排专人洒水。洒水要求分布均匀，以使堆石料均匀且充分湿润。

碾压：振动碾在碾压试验区范围线2m 以外起振，按划好的行车线进行碾压，采用前后错距法进行碾压，碾迹重叠控制在10～15cm 以内，行车速度控制在2km/h 内。

压实度测定方法：采用挖坑灌水法，试环为直径200cm 、高20cm 的特制钢环。1、选定试坑位置后，人工抬放特制试环就位，钢环外侧用石块靠牢固定；2、试验人员在钢环内铺设塑料薄膜；3、用预先准备好的磅秤、水桶加水称重（按每公斤水的体积为1升计量），将水小心倒入钢环内，并详细记录加水量，计算试环内注入水的体积V 1；4、将塑料薄膜小心提出；5、用人工结合撬棍、铁铲在试环内小心撬挖填筑料，防止试坑壁坍塌，并分别装袋到磅秤计量后将石料堆放于距试环1m 外的位置，累计计算挖出试环内填筑料的总重量G ；6、试验人员重新铺塑料膜到试坑底部，上部盖到试环顶部外侧，用手掌将塑料薄膜小心压至试坑的石壁；7、再用磅秤及水桶加水称重，并小心倒入试坑内，总加水量控制到试环内第一次加水的水平面，并计算总的加水量V 2，（12V V -）的体积即为试坑内挖出填筑料的体积；8、计算试坑内填筑料的湿容重)/(31

2m kN V V G -=；9、用挖机将挖出的石料重新掺配后填入试坑内，并用振动碾碾压密实。试坑直径为

1.6～1.8m ，深度为单层碾压层厚度。

级配分析：采用方格网筛人工筛分，将试坑挖出的试样全部筛分。根据各种粒径筛分料的重量即可分析并画出试坑料的颗分曲线图。

含水率测定：采用烘干法，按不同粒径分级取样测定。

测定干容重：试坑含水湿料总容重×（1-含水率）=试坑料干容重。 试坑孔隙率计算：石料干容重

试坑料干容重石料干容重孔隙率- 。 渗透试验：对垫层料、过渡料采用双环法，进行现场渗透试验。

压缩模量试验：压缩模量试验选择在地槽内进行，在直径130cm 、深60cm 内衬钢板外浇钢筋混凝土的容器里进行。

5. 成果整理及分析报审

将上述各种料源的填筑碾压试验资料进行系统整理，绘制铺层厚度与堆石体密度的关系曲线；压实沉降率与碾压遍数、堆石体密度的关系曲线；干密度与碾压遍数的关系曲线；各试验单元石料碾压前后的级配曲线；最优参数组合下，加水量与干密度的关系曲线。并根据试验资料进行分析，结合工程条件确定填筑碾压参数及压实方法，并编写填筑碾压试验报告，报监理工程师审批。在大坝填筑施工中，严格执行审报批准的有关参数，不得随意更改。

第三章堆石坝填筑施工

3.1坝体填筑前准备工作

1、对坝基进行基础处理，坝基范围内的槽、孔洞及较软弱地带按设计图纸进行处理、封闭，排除基坑内的积水、杂物等。

2、坝基和趾板基础开挖单元验收通过，经地质素描后，测量开挖后地形，并绘制开挖断面曲线。

3、对大坝上下游起坡线进行放样，并埋设醒目标志。

4、对主、次堆石区料、垫层料、过渡料进行开采、加工，并完成一定的储备量，能满足后续工作的施工强度。

5、上坝运输施工道路已经修建完毕，可以满足汽车运输的要求。

6、配备足够的施工机械设备、运输车辆、碾压机械、平仓机械，同时配备足够的机械操作手，机械与人员的配备可以满足施工强度与进度的要求。

7、建立健全安全生产保证体系及施工质量保证体系，落实大坝填筑的现场指挥、施工、质检人员，配合工到岗到员。

8、河床段两岸坡的趾板砼已经浇筑部分可以满足坝体河床段垫层料填筑高程，对各种坝料填筑分界线进行划线，并做明显标志。

9、对钢筋砼趾板止水铜片伸出部位采取保护措施。

3.2坝体填筑施工程序

由于施工工序及投入工种和机械设备较多，本工程采用流水作业法组织坝体填筑施工，即将整个坝面划分成若干个单元，在各单元内依次完成填筑的各道工序，使各单元上所有工序能够连续作业。单元的划分可根据坝面面积的大小、坝体分期分区分段条件、投入机械规格数量等情况。各单元之间可划线作为标志，以避免超压或漏压。坝体填筑的施工顺序如图3-1，

→

筑。

图3-1 坝体填筑的施工顺序图

坝体填筑的工艺流程如图3-2。

1、填筑施工准备

填筑前必须对基面或下一层进行检查验收，合格后方可填筑，施工准备包括填筑层验收、测量、立层厚标志杆和分区界线标定。

2、测量控制

本工程测量控制按四等精度要求控制，坝轴线测设按四等三角网精度要求控制，高程点按四等水准要求控制。基面处理合格后，按设计要求测量确定各填筑区的交界线，洒石灰线进行标识。施工期间定线、进度、方量、验收等测量原始记录全部及时整理成册，提交归档，竣工后按设计和规范要求绘制竣工平面图和断面图。

3、装渣、坝料运输

采用反铲挖掘机挖装石碴，15T自卸汽车运碴。自卸汽车进入坝面应对车轮喷水清洗，防止带入泥团等杂物。

4、坝料摊铺

坝体填筑从填筑区的最低点开始铺料，铺料方向平行于坝轴线，小区料、反滤层料及两岸接坡料采用后退法卸料，堆石区料采用进占法填筑，自卸汽车卸料后，采用推土机摊料平整，反滤层料由人工配合整平，每层铺料后采用水准仪检查铺料厚度，确保厚度满足要求。

图3-3 堆石棱体的铺料方法

（a）进占法；（b）后退法

5、加水

加水的目的在于使石料表面充分湿润，以便在振动碾强烈激振力的作用下，使块石相互接触部分棱角被击碎从而减少孔隙率，细料充填空隙，以增加碾压的密实度。

采用坝面加水和坝外加水相结合的方式。坝外加水是在运输石料的车辆在进入坝体前，在近坝入口处设置一座专门的加水站，在上坝前先进行预加水，以充分湿润堆石料，上坝卸料经平料后再加水，使其充分湿润，按坝外加水10%，坝面洒水10%进行控制，确保加水量达到20%以上，对于有风化岩的掺配料，在料场增加一次洒水，以便使掺配的风化岩料提前湿润软化，以减少风化岩料的后期变形。

6、压实

用Y-22振动碾以进退错距法碾压，在岸坡、施工道路处顺坡碾压，其他一般沿平行坝轴线方向进行。边角部位及垫层料、小区料可用装置于反铲上的液压振动夯板进行压实。

7、质量检查

严格按照《碾压土石坝施工规范》(DL/5128—2001)以及招标文件的有关规定进行坝体填筑的质量检查与取样试验，服从监理工程师的质量监督和指导。日常的检查项目主要有：检查各种石料的级配情况、铺层厚度、加水量、碾压遍数，按规定测量沉降量和干密度

3.3填筑过程中的注意事项

1、自卸汽车卸料时应尽可能避免颗粒分离，与岸坡接触带应先填筑细料。

2、每层的超径石料用挖机清理至下游干砌护坡，或用液压锤解小。

3、坝内的施工道路开挖成台阶状，留足搭接宽度，采用骑缝碾压密实。

4、严格控制振动碾的震动频率、振幅，碾压方向平行于坝轴线行，采用进退错距法碾压（20~30cm）。振动碾行走速度<2.5km／小时，严格按顺序碾压，防止漏压。

5、相邻分段处应骑缝碾压宽度>2m；岸坡边角薄层填筑，采用振动夯板及小型自行式压路机碾压。

6、坝体内埋设仪器部位应先填筑细料，再采用薄层静压方法防止预埋仪受损倾斜。

7、严格控制石料的加水量，使块石料处于湿润状态，以利于石料的菱角被碾压击碎，减少孔隙率，使细料充分填满石料空隙，增加密实度。

8、采用大功率推土机摊铺石料，同时坝面配备挖机，及时挖除凸出层面大块石，尽可能使填筑面平顺，利于碾压密实，确保填筑施工质量。

第四章坝体下游面块石护坡施工

在料场选择符合设计要求的块石装车上坝，或从主堆石料的超径料挑选块石砌筑。块石运上坝后，经坝面施工质检人员检查合格后，卸入靠下游坝面边缘，或将其堆放在下游坡面上，砌石时工人就近选择。

坡面整理后，按10m×10m网点控制测量放样，网点上插设醒目标识，并拉水平、垂直施工线分层砌筑。

砌石人员应选择合格块石砌筑，石块应填实基底，不得有风化、裂缝、架空、通缝现象。石块尽量靠紧，三角缝用小块石塞紧。同时应控制砌石进度，砌石作业尽量随坝体同时上升。

第五章堆石坝填筑施工进度计划

根据施工总进度计划，配备充足的机械设备和劳动力资源，保障关键线路上关键工作按计划实施，对重要节点目标进行动态控制，在日常施工中，经常检查工作进度，如有偏差，则加大资源投入，优化网络，及时调整目标，保障重点节点按期完成。主要节点目标如下：

2015年4月上旬，大坝填筑至▽568m高程，完成▽568m高程以下的上游垫层料斜坡碾压及砂浆坡。

2015年9月30日，大坝填筑至▽600m高程。

2016年1月15日，大坝填筑至▽642.50m高程。

2016年3月上旬，若大坝坝体沉降稳定，气候适宜，则开始浇筑大坝砼面板。

2016年5月中旬，施工砼面板、趾板以及周边缝止水设施。

2016年7月上旬，回填上游▽584m以下粘土和石渣护面。

2016年8月份，大坝进行下闸蓄水。

2016年12月中旬，大坝工程完工。

第六章施工机械及劳动力配置6.1坝体填筑施工机械配置

坝体填筑机械设备如下表：

表6-1-1机械设备配置表

6.2坝体填筑劳动力配置

坝体填筑劳动力配置如下表：

表6-2-1劳动力配置表

第七章堆石坝填筑质量控制措施

7.1掺配料掺配均匀的措施

1、选择合理的爆破开挖参数

2、严格控制爆破技术，优化并不断改进爆破参数

3、按不超过35％的风化岩装车运输坝面掺配，严格控制风化岩料的掺配比例

7.2上坝石料加水湿润措施

1、在石料场或堆料场洒水

2、在进坝路口设专门的加水站加水量控制在10％左右

3、坝面采用洒水车加水，以确保石料表面处于充分湿润状态，以利于块石料相互接触，击碎石料菱角进而减少孔隙率，使细料充填缝隙，增加填筑的密实度。

7.3优化施工工艺，提高堆石坝的压实度措施

1、进行生产性爆破试验，采用微差挤压爆破技术，使石料级配满足设计要求，掺配料掺配均匀。

2、填筑前进行生产性碾压试验，选择合适的碾压机械和碾压参数指导坝体填筑。

3、全过程控制：

①装车时按级配装料，合理选择级配料源，避免大块石集中装车；

②严格控制摊铺层厚度并及时平整；

③严格控制石料的洒水量；

④严格控制碾压遍数；

⑤周边缝和岸坡附近的石料碾压设专人负责监控指导，采用小型振动碾压实；

⑥层与层之间、垫层区与过渡区、过渡区与主堆区、主堆区与次堆区的结合部位采用骑缝碾压，骑缝碾压宽度>2m。

4、保证充足的机械设备，加大前期坝体的填筑量，保证坝体的自然沉降时间（≥3