2.7　工程实例

2.7.1　滩坑水电站大坝填筑施工主要设备配置

（1）概述。滩坑水电站枢纽由拦河坝、溢洪道、泄洪洞、引水发电厂房、地面开关站等建筑物组成。拦河坝为混凝土面板堆石坝，坝顶高程171.00m，最大坝高162.0m，坝顶长度507.0m，坝址处河谷地形呈U形，河床枯水期水面宽90～130m，河床覆盖层深达28m，坝体填筑分区从上游至下游划分为：垫层区、过渡区、主堆石区、砂砾料区、次堆石区等，坝体填筑总量约为948万m3。坝体填筑料源主要利用溢洪道和其他各建筑物开挖料及河滩砂砾料，其中河滩砂砾料填筑246万m3。

溢洪道位于左岸，利用天然垭口地形开挖而成，石方开挖总量约575万m3，岩体风化浅，坚硬完整，系紫灰、灰绿色含砾晶屑熔结凝灰岩，微风化基岩的湿抗压强度达156.2MPa，软化系数为0.63，是坝体石方填筑的主要料源。

坝体填筑计划从2005年12月中旬开始至2008年7月底完成，填筑至防浪墙底分五期完成，其中，2006年坝面过流度汛，汛期停止填筑施工。填筑计划工期25.5个月，月平均填筑强度37.2万m3，填筑高峰期在2006年枯水期，抢截流后的第二个枯水期坝体上游临时度汛断面填筑，高峰期月平均填筑强度为60万m3。

（2）主要施工设备用量计算。大坝2006年枯水期的填筑石料主要使用溢洪道进水渠开挖料，石料平均运距约3.5km，当坝体填筑至高程54.00m以后，约在2006年年底开始使用部分坝心砂砾料，砂砾料的使用按由近到远的原则，开始使用的料源都在坝址上、下游附近，平均运距在3km以内。因此，开始使用砂砾料后，运输条件已开始有所改善，运输设备统一按3.5km石料运输计算运距，坝体填筑压实根据现场填筑碾压试验结果，选用25t自行碾和22t拖式碾两种，上游垫层、过渡区采用自行碾，大坝主体采用拖式碾为主，碾压8遍，估算坝体运输、填筑设备有以下几个方面。

1）挖掘机。根据以往类似工程的施工经验，按每月25d，每天二班制工作，每1m3斗容挖掘机装车能力为1.5万～2.0万m3/月，按高峰期平均施工强度60万m3/月的要求，挖掘机装车设备总斗容量应达到60÷1.5=40m3以上。

2）自卸汽车。目前大中型面板堆石坝工程，以15～32t自卸车为主力运输车型，滩坑大坝工程拟按20t车型估算，20t自卸车场平均运行速度一般为12～15km/h，平均运距3.5km，则运输车辆每次作业的循环时间：

式中　t1——装车时间，取3.5min；

t2——行车时间，20t自卸汽车场内平均行车速度按13km/h计，取32.3min；

t3——卸车时间，通常取1.0～1.5min。

T=3.5+32.3+1.5=37.3min

按高峰期平均运输强度60万m3/月，每月有效工作时间25d，每天二班制工作，时间利用系数Kt值取0.8，转换成小时运力要求为：

填筑方压实干容重ρ取2.2t/m3，则需要的运输车辆总吨位：

运输车辆按20t车型折算，运输车辆总数应不少于129台。

3）推土机。大坝填筑按每月25d，每天二班制施工，折算为台班填筑强度约为1.2万m3/台班，填筑平仓需采用TY230以上大功率推土机完成。根据坝体填筑工况实测工作效率统计，TY230推土机的生产效率约为2500m3/台班，估算坝面平仓设备数量为：12000÷2500=4.8台。另外，考虑拖式碾的牵引、其他工作面配合等因素，实际配置数量应根据牵引碾的台数及其他需要配合工作面数量而增加。

4）振动碾。大坝填筑采用振动碾压实，施工选用25t自行碾和22t拖式碾两种，按填筑层厚80cm，碾压10遍估算，每台振动碾的台班生产效率为2400～3000m3/台班。需要碾压设备应不少于12000÷2400=5（台）。

（3）主要填筑设备配置。根据以上设备计算结果，滩坑水电站大坝主要填筑设备配置情况见表2-1。

（4）实施情况。大坝填筑于2005年12月中旬开始，2006年4—9月坝面过水度汛，停止填筑施工，2006年10月初恢复坝体填筑，至2007年7月，保持连续10个月平均填筑强度达60万m3。2006年12月最高月填筑强度达86万m3，填筑总工期23个月，较计划缩短2.5个月。

滩坑水库已于2008年4月1日开始下闸蓄水，开始3个月下游量水堰一直没有流量，后随水库蓄水位升高，量水堰出口开始有少量溢水，至今实测下游量水堰的流量值稳定在19.5L/s左右。至2009年7月30日止，实测坝体累计最大沉降量为86.8cm。表明坝体的渗漏量小、沉降总量较小、总体压实效果良好。

2.7.2　三板溪水电站料源平衡规划

（1）概述。三板溪水电站位于贵州省沅水干流河段清水江中游，工程具有发电、防洪、改善上游航运条件等综合效益，总装机容量1000MW。枢纽工程由拦河坝、左岸溢洪道及泄洪洞、右岸引水发电系统、左岸驳运码头等建筑物组成。

拦河主坝为混凝土面板堆石坝，坝顶长423.34m，坝顶高程482.50m，最大坝高185.50m，主坝坝体自上游至下游依次分为垫层区、过渡区、上游堆石区、下游堆石区，周边缝下设特殊垫层区，上游高程370.00m以下设黏土铺盖区和盖重区，坝体填筑总量为871.4万m3。左岸山凹地形设有一座副坝，副坝利用原山体作为坝体一部分，也为混凝土面板堆石坝，最大坝高50m，坝体结构与主坝相似，坝体填筑总量33.6万m3。合计坝体填筑总量为905.0万m3，其拦河坝各区填筑工程量汇总见表2-2。

（2）填筑需用量换算。坝体填筑总量为905万m3，扣除上游黏土及表面盖重任意料填筑，坝体石渣填筑压实方总量为861.9万m3，转换成开挖自然方，约需石料712.8万m3，开挖自然方与填筑压实方的换算系数，可根据填筑压实干容重及孔隙率指标，与石料天然干容重指标的比值换算，人工碎石料考虑20%左右的加工损耗，初步估算时，综合换算系数可按1∶1.2考虑。

（3）可用料源调查分析。根据料源调查及岩石物理力学试验结果，八洋河石料场强风化上部岩石强度偏低，不能用于大坝填筑料，强风化岩中下部岩石软化系数为0.27～0.3，强度较低，不能单独作为大坝填筑料，但与弱风化岩混合后可用于大坝下游高程340.00m以上的次堆石区填筑，弱风化以下岩石为次坚硬至坚硬岩类，为较好坝体填筑料源。建筑物开挖时，也弃除强风化中上部岩石，强风化下部与弱风化岩石混合料单独收集用于大坝下游次堆石区填筑，弱风化以下岩石料及洞渣料，均单独收集储存。

1）工程前期可用料收集情况。三板溪水电站主体土建工程分3个标段：Ⅰ标段为导流洞及左右岸坡开挖等工程；Ⅱ标段为拦河坝、溢洪道及泄洪洞工程；Ⅲ标段为右岸引水发电系统工程。Ⅰ标段和Ⅲ标段分别于2002年7月和11月开工，大坝标段于2003年7月进场准备，9月中旬完成河床截流，2003年12月初开始坝体填筑。

在大坝开始填筑前，Ⅰ标段和Ⅲ标段的基础开挖工作已基本完成，在业主的统一协调下，对各建筑物开挖可用料进行了系统收集，在场内南斗溪①沟收集了41.3万m3；南斗溪②沟收集了38.0万m3，大乌沟收集了54万m3，合计133.3万m3，以上均为开挖自然方，回采率取90%，可回采量约120.0万m3。各开挖料分洞渣、弱风化岩、风化岩混合料3个品种分类收集堆存。

2）大坝标段建筑物开挖可用料分析。两岸坝基及溢洪道一期开挖已由Ⅰ标段完成，大坝标段建筑物开挖主要包括溢洪道二期及泄洪洞工程。溢洪道二期石方开挖158.3万m3，其中强风化料54.2万m3，新鲜料104.1万m3；强风化料中下部可与弱风化岩掺混后用于坝体次堆石区填筑，利用率取50%，弱风化以下料直接利用率取97%，可利用石料为128.1万m3；其中，间接量约24万m3，回采率取90%，可回采量约21.6万m3，溢洪道开挖实际可利用量125.7万m3。

泄洪洞石方开挖43.9万m3，其中洞口明挖26.8万m3，利用率取50%，间接使用，扣除回采损耗，可用量约12.1万m3；洞身开挖17.2万m3，直接利用率取97%，可利用量约16.7万m3，泄洪洞实际可利用量约28.8万m3。

各建筑物开挖累计可用量约274.5万m3。

3）八洋河石料场开采。坝体石渣填筑除利用各建筑物开挖料以外，不足料源从八洋河石料场开采，需开采用量：712.8-274.5=438.3万m3。

八洋河石料场自然坡度较陡，走向长、横向窄，开采条件较差，开采高程范围为340.00～460.00m，高差120m，长约500m，可开采储量约700万m3，储量满足使用需要。料场无用层在大坝标段开工前已完成剥离，料场无用层剥离后剩余强风化中下部岩体要求与弱风化岩石按3∶7混合后，用于坝体下游次堆石区填筑。

（4）料源平衡调配规划。大坝于2003年12月初开始填筑，至2005年8月分五期填筑到顶，一期坝体采用“一枯拦洪”度汛方案，要求一期上游临时度汛断面在2004年4月底以前填筑至高程390.00m，填筑量240万m3，除垫层、过渡料外，坝体填筑料要求全部使用满足主堆石质量要求的弱风化以下石料填筑，由于八洋河料场前期开采条件差，开采强度难以满足填筑供料要求，需采取提前备料措施，坝体二期以后填筑，施工强度要求有所下降，同时开始下游次堆石区填筑，前期已有相当多的备料，八洋河料场的供料条件也有较大改善，可不再需要提前备料。

围绕大坝填筑进度要求，料源平衡调配规划如下。

1）在大坝开始填筑前，完成八洋河料场70万m3弱风化以下石料的备料工作，并产生表层55万m3风化岩混合开挖，料场总备料量达125万m3。

2）溢洪道二期弱风化以下石方开挖，安排在坝体一期开始填筑以后开挖，在大坝一期填筑同期，可开挖弱风化以下石方约20万m3。

3）泄洪洞洞身开挖也安排在坝体一期开始填筑以后进行，直接用于大坝一期上游过渡区填筑使用。

4）前期各建筑物开挖产生的间接利用料，可用于主堆石区和上游过渡区填筑的弱风化以下石料及洞渣料，优先用于一期坝体填筑。

5）大坝下游次堆石区填筑开始以后，填筑料优先使用中转料场前期收集的风化岩混合料，不足部分再从八洋河料场开采。

6）坝体最后部分填筑，全部采用料场直接开采供料，避免剩料。

7）场内渣场、中转储料场的容量规划根据土石方平衡调配结果调整，本工程因有前期备料需要，在八洋河料场下游侧山岙内，新增了一个容量150万m3的中转储料场，高程345.00m以下储存风化岩混合料，上部堆存弱风化以下岩石料。