DL T 5128-2001(条文说明) 混凝土面板堆石坝施工规范.pdf
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1、p DL 中华人民共和国电力行业标准DLIT 5128- 2001 混凝土面板堆石坝施工规范条文说明主编单位:中国水利水电科学研究院中国水力发电工程学会泪凝土面板堆石坝专业委员会批准部门:中华人民共和国国家经济贸易委员会T a咆jJ线以d2001北京目录P、d瓦U呵IAAJOYJ吁,。可333444566 理工处施汛坡板明司度岸料筑叫他刷刷与与材填一全量围则流基坝体板安质范总导坝筑坝面out-A 唱且句3A吨JZOIDO唱tsA34 1范围使用范围按照DL/T 5016列出,以与设计规范取得致。由于国内外混凝土面板堆石坝技术的发展,高坝日益增多,到1998年已建、在建坝高在lOOm以上的混凝土
2、面板坝中,国内有11座,最大坝高178m;国外有32座,最大坝高187m。国内外拟建的坝高已达200m量级。由于面板坝设计仍以经验性为主,对坝高200m以上的坝,现有经验已不足以涵盖,为此规定200m以上高坝及特别重要和复杂的工程要进行专门研究。35 3总则3.0.2混凝土面板堆石坝按其高度划分为高、中、低坝,应符合SDJ218的规定,即最大坝高30m以下为低坝,30m70m为中坝,70m以上为高坝。这也是我国各类型坝的通用分类标准。3.0.5 混凝土面板堆石坝的施工技术还在发展中,随着科技进步,会不断出现许多新技术、新工艺、新材料、新设备等。本标准尽量反映经过实践或科学试验得到的成熟经验和经
3、鉴定的成果,以规范和推进面板坝的施工。但本标准的目的不是束缚而是推进面板坝建设的进一步发展,为了不断推动科技进步,取得更好的安全和经济效果。经充分论证,提出专门报告,并报监理工程师批准,采用新的工艺技术和材料,应该得到鼓励。36 4导流与度汛4.1一般规定4.1.1 由于导流建筑物等级划分,初期导流、坝体挡水度汛及导流泄水建筑物封堵后坝体挡水的洪水标准等,在SDJ338中都有具体规定,对混凝土面板堆石坝的施工导流和度汛都是合适的,故本条规定均按该标准的规定执行。如上游围堪仅拦挡枯水期流量,在截流后第一个汛期即以坝、体临时挡水度汛,则初期导流的洪水标准,可以枯水期相应重现期的流量为准,这是比较经
4、济的做法,而且有利于争取延长抢筑拦洪度汛断面的有效工期。这也是混凝土面板堆石坝施工中的通常做法。4.1.4 面板堆石坝施工,在有保护的条件下,坝体可过水度汛,可减小导流建筑物规模,降低和均衡坝体填筑强度。汛期堆石坝过流时,需对过流坝面,特别是下游坝坡进行保护,以免冲刷破坏。过流坝面通常采用一定厚度的大块石铺筑防护,过流坝体下游坡面可采用加筋堆石、圆筒形钢筋石笼及钢筋铅丝石笼综合防护。本条强调坝体过流度汛防护措施应按时完成。4.1.5 规定施工单位应按招投标文件及合同要求,制订导流度汛的施工方案和技术措施,报监理工程师审批后实施。由于目前招投标体制,导流工程有由设计单位进行设计;或作为单项工程发
5、包,仅规定导流标准及导流方式,而对导流建筑物由承包的施工单位自行设计和施工两种方式,可按实际情况执行。4.2 导流与度汛方式4.2.1 明确了混凝土面板堆石坝宜采用隧洞导流、次断流的导流方式。仅在宽河谷、大流量情况下,可考虑河床分期导流的方式。37 为借鉴已有工程经验,将国内部分工程的导流度汛方式及导流标准列入表1中,供参考。4.2.2 这是混凝土面板堆石坝最常用,也是最能体现这种坝型特点的导流度汛方式,它是安全可靠的,而且是经济合理的方案,应作为首选方案。由于在一个枯水期内要填筑到度汛高程,施工强度较高,根据以往经验,除采取枯水期挡水围堪、坝体临时断面加上游坡面保护直接挡水等措施,减少第一个
6、枯水期的工作量以外,争取更多的有效工期也是重要一环。参见本标准4.3.9,为确保截流下基坑后立即进行高强度填筑,截流前做好一切施工准备,包括料场及料物准备、两岸削坡、水上部分的开挖、一岸或两岸的预进占等,是十分重要的。据统计资料,在狭窄河谷中建造的混凝土面板堆石坝,大多采用隧洞导流并坝前围堪一次截断水流的导流方式。我国10余年来的施工经验表明:正常施工条件下,均可在截流后一个枯水期内把大坝堆石体填筑到标准限定的安全度汛高程,即频率为50年100年的设计洪水高程。国内的乌鲁瓦提、东津等工程都是成功实例。白溪坝截流后第一个汛期挡水断面高度达72m,也是在一个枯水期内完成的。4.2.3 根据面板坝堆
7、石体经适当保护后允许过流的特点,规定在一个枯水期不能达到挡水度汛高程时,可以采用低过水围堪及隧洞和堆石体共同过水的度汛方案,其中又包括留缺口过流及下游坡加保护后全断面挡水和过水相结合的两种方案。前者如天生桥一级水电站、莲花水电站等。天生桥一级水电站截流后第一个汛期利用原河床过水,第二个汛期堆石体留缺口过水,与导流隧洞共同油水,度汛标准为30年一遇洪峰流量10800m3/s,汛期曾多次过水,最大过水流量达4400m31sa汛期岸边堆石体可继续施工,不影响填筑进度。后者如澳大利亚的一些面板坝,下游护坡方案多为钢筋石笼或加筋堆石,巴西辛戈(Xingo)坝还用过碾压混凝土防护的方案。在挡水时坝体可继续
8、填筑,过水时保护堆石体不受破坏或少量损坏,洪水过后即恢复填筑,不致对进38 w 、。序号1 2 3 4 5 6 坝名关门山成屏一级西北口株树桥小干沟花山坝高总库容口1亿m358.5 0.81 74.6 0.52 95 2.10 78 2.78 55 0.10 80.8 0.63 表1国内部分工程的导流度汛方式及导流标准选用情况围堪(上游)施工期度汛标准(重现期)导流隧洞导流工年截流建成条mXm高度程级别初期截流后截流后年月年份堪型盯1导流第一汛期第二汛期混凝土拱20(枯期)坝高2m50 1-6.5 6.5 (过水)7 4 (挡水)1986.3 1988 5(汛期)(过水)土石20(枯期)坝高6
9、m坝高约25m1986.12 1一101010 12 5 50(未过水)1989 (挡水)(未过水)1-8.8 13.2 土石20(枯期)坝高31.5m100 20 4 1986.10 1990 1-15 (挡水)(过水20m)(挡水)土石20(枯期)坝高61m300 1一5.223 4 1988.9 1990 (挡水)100(挡水)(挡水)混凝土拱处理坝基,50 1-4X4 (过水)5 5 修挡墙(过水)(挡水)1988.9 1990 1-5.5X6.5 混凝土(过水)12.2 5 50(汛期)100 50(挡水)(挡水)1991. 3 1994 续表队恒。围堪(上游)施工期度汛标准(重现期
10、)序坝名坝高总库容导流隧洞导流工年截流建成号m f乙m3条mXm堪型高度程级别初期截流后截流后年月年份口1导流第汛期第二汛期土石坝离Sm50 7 万安溪93.8 2.28 1-9.4 11.6 20 4 20(枯期)1991.12 1995 (挡水)(币过水)(挡水)东津土石20(枯期)坝高56.7m200 8 85.5 7.98 1 16 (挡水)16 4 (挡水)1992.11 1995 100(挡水)莲花土石20(枯期)坝高17m计划3009 71.8 41.80 2一1214(过水)16 4 1994 .10 1997 10(汛期)30(过水)(挡水)土石3(汛挡)坝高3m100 10
11、 白云120 3.60 1-7.5 9.2 (过水)20.5 4 1993.11 1998 20(过水)(过水)(挡水)天生桥土石约2020(枯期)计划30计划30011 178 102.60 2一13.513.54 1994.12 2000 (过水)10(汛期)(过水)(挡水)土石坝高出河计划10012 古洞口121 1.38 1-8 12 (挡水)38.5 4 10(期汛)床地面坝高1995 .11 1999 90m(挡水)度有较大影响。国内西北口、芹山等坝也有施工期坝体过水的经验,但汛期坝面停止施工。4.2.4 用高标准的导流工程以争取全年施工条件,在条件适宜时,也可采用。如巴西辛戈面板
12、坝,导流标准为30年一遇全年洪水,洪峰流量10500m3/s,用4条直径16m的导流洞及50m高的围堪挡全年施工洪水,使坝体全年顺利施工。国内的面板坝工程中,仅黑泉坝结合施工道路布置,使上游高围堪达到100年一遇洪水标准,其他尚无先例。但这样做,要大大增加导流工程量和投资,因此规定如需采用这种方案时必须经过技术和经济论证。4.2.5在宽河谷、大流量河道上修建面板堆石坝,也可采用河床分期导流方式。但这时并不需要修建纵向围堪,分期围护两岸基坑,而是在一岸或两岸向河床进占,缩窄河床后作为截流前的泄水通道,度过第一个汛期。汛后截流,只需抢筑龙口段堆石体至度汛高程即可。如岸边有滩地或阶地可以在枯水期先行
13、填筑部分堆石体,利用原河床导流,在适当时间截流后,抢填河床段堆石体,也是分期导流的一种形式。这种方式在面板坝施工中较为少见。我国的两岔河、莲花等面板坝就是在滩地或阶地上先行填筑的。4.2.6 由于砂砾石是可忡蚀材料,故规定不得采用过水度汛方案。在采用挡水度汛方案时,最好将面板在汛前浇好,但也可以在上游坡面保护后挡水度汛。如阿瓜密尔巴坝,就是部分面板、部分坡面保护后挡水度汛的,并遇到大洪水考验,垫层挡水深度达到mo4.2.7 提出导流方式和施工分期应按设计的要求执行,如需优化施工设计,应在开工前详细论证后,报监理工程师批准。不管是挡水还是过水度汛,一经确定,不要在施工过程中轻易变更,否则会造成施
14、工被动以及工期和经济上的损失。如西北口水库面板堆石坝,原定截流后第一个汛期由坝体挡水度汛,但施工中因种种原因,汛前达不到挡水度汛高程,而临时改变为过水度汛,41 对坝面及下游坡进行防护,导致汛期停工4个月,经济损失300余万元。4.3导截流工程4.3.1 4.3.4 参照DL/T5129的规定,略加修改而制订的。4.3.5 主要是对国堪型式而制订的,面板堆石坝一般宜选用堆石围堪,比较方便,且较经济。但对上游受地形限制,空间比较狭窄的情况,使用混凝土围堪也有一定优点,因其底宽较小,有利于布置。而且上游堆石围堪是不能与坝体结合的,而利用重力式混凝土围堪则可能与坝体结合,用以代替河床段趾板,作为高趾
15、墙与混凝土面板连接。如委内瑞拉的雅肯布(Yacambu)面板堆石坝,就采用了55m高的混凝土趾墙方案。国内小干沟面板坝也采用过高混凝土挡墙方案。但是要对高趾墙的稳定和变形及其对混凝土面板的影响作充分论证。4.3.6 深覆盖层上的堆石围堪,用垂直防渗设施处理地基,上接复合土工膜的防渗方案,国内已有成功实例,如福建水口水电站的土石围堪。也有将围堪堆筑到一定高程后,在堪顶修建防渗墙直达基岩,将堪体和地基防渗设施一次完成,在施工上也有一定优点,国内也有成功实例,如三峡、葛洲坝、龚嘴等工程的土石围堪。4.3.7关于过水围堪的规定。国内过水围堪成功实例较多,重要工程都有详细设计和水力学模型试验成果。对过流
16、面采用混凝土模形板保护,国内有系统试验研究成果和众多实践经验,既经济,又有良好防护效果。天生桥一级水电站的过水围堪就是用混凝土模形板防护的实例。4.3.8 规定在宽河谷坝址修建面板坝,可以从一岸或两岸预先填筑部分堆石体,以减少截流后抢筑挡水度汛坝体的工作量,也提出了采用此方案应注意的问题。4.3.9 是根据国内外面板堆石坝工程的实践经验提出的,可以提前填筑部分堆石体,是延长抢筑拦洪断面的有效工期、均化填42 筑施工强度的有效措施。国内天生桥一级、东津、珊溪等工程都是这样做的。东津坝就是从上游坡脚下游处17m处先开始填筑坝体临时断面的,在4个月内填筑了约70万m3,抢筑拦洪度汛断面高达65.Sm
17、,当年挡水深度38.2m,拦挡洪水约3亿m3,对下游防汛发挥了重要作用。4.3.11 强调了导流泄水建筑物封堵设计和施工的重要性,导流洞堵头是重要的永久建筑物,施工单位应按专门设计精心施工,按期保质完成,以确保挡水度汛安全。43 5 坝基与岸坡处理5.0.2 设置可靠的排水系统包括以下各个方面:排水水源一般包括地下水、围堪渗漏、裂隙水、表面径流、降雨以及有关施工作业弃水。尽可能采取截流措施,不冲刷岸坡和垫层。施工单位应提出供明排、抽排所需要的有关设备和项目。水泵和有关设备应有足够的备用,应保证抽排水和有关工作连续进行。地表水不应在围堪或开挖区内积聚,所有地表水和地下水应予拦截和从场区排出。冰冻
18、气候条件下施工,排水系统应能正常运作。排水系统的设计以及修建和拆除计划应由监理工程师批准。5.0.3 对于大体积爆破或是保护层爆破,都应采取有效的控制爆破技术,将爆破振动影响控制在预期的范围之内,并最大限度地减少超挖和欠挖。保护层的预留也包括对软弱破碎基岩应留撬挖层(一般20cm30cm)。特殊岩基系指易于风化崩解的软弱砂岩、砾岩、页岩、风化岩等,有的遇水变软泥化,失水则崩解。开挖后应及时用喷水泥砂浆或混凝土予以保护,或及时铺筑坝料覆盖。各方人员应紧密配合,快速采取措施,保证基岩不因裸露而继续破坏。5.0.8 岩基的固结和帷幕灌浆施工应遵循SL62进行。应强调先固结灌浆而后帷幕灌浆的施工程序,
19、以确保灌浆质量。在不影响趾板安全的前提下,宜适当提高灌浆压力,以与作用水头大小相适应。浆液宜用浓浆,改变以往稀浆起灌、逐级变浓的作法。44 6筑坝材料6.1 料场规划6.1.1 筑坝材料的质量和储量必须有可靠的保证。本条强调施工单位进入现场后,应对设计提供的料源勘测资料进行详细研究。要结合可能采用的施工手段和运输方式,以便利施工和保证工程质量为目的进行料场复核,尤其要对枢纽建筑物开挖料的数量和质量及其可利用程度进行复核。在提出料场复核报告的基础上,根据设计要求和施工总进度的安排,做好料场规划,如料场开采顺序,爆破取料方式,堆、弃料场地,风、水、电设施,火工材料库,运输道路,加工场地,排水系统的
20、布置以及钻、爆、装运设备的配置等。提出了若采用新料场时,必须经过监理工程师批准的程序。在料场复核中发现问题后,要及时报告监理工程师,组织有关单位进行复查。6.1.2本条规定了料场规划的一般原则,强调了充分利用枢纽建筑物开挖料的重要性。我国近期施工的天生桥一级、十三陵上库、天荒坪下库等混凝土面板堆石坝,堆石填筑都大量利用了枢纽建筑物的开挖料,这是降低工程造价、保证工程进度的重要途径。因此,必须做好挖填平衡的规划,提高直接上坝率。由于环境方面的要求,且利用上游料源跨越趾板上坝已有实践经验,有条件尽量使用上游料场是有利的。在面板坝中充分利用近坝区软岩料上坝是经济和有效的措施。如十三陵上库的库盆开挖中
21、,有大量风化安山岩渣料,最小的饱和抗压强度仅为11MPa,不符合原设计要求,如作弃料处理,则需另行开辟备用石料场。后经试验研究和分析论证,调整了坝体分区,F游边坡改为1:1. 7,扩大了使用风化安山岩料物的区域,使坝体全部利用开挖料填筑,不再启用备用料场,保证了工程进度和质量,节约了大量资金。天生桥一级坝轴线下游、45 下游水位以上部分也使用了大量开挖的薄层灰岩、泥岩、砂岩的混合料:株树桥坝下游干燥区使用了饱和抗压强度为不小于10此1Pa25MPa的风化板岩料,都取得了成功经验。在料场规划中,特别是开挖渣料的利用上,对软岩堆石料的应用是值得注意的,这对工期和造价都有很大影响。6.2 坝料开采与
22、加工6.2.1 面板坝主堆石料通常由采石场直接开采,为获得较好级配及较大开采强度,绝大部分工程采用了深孔梯段开采和微差挤压爆破技术,应该作为基本方法。洞室爆破的专题试验研究和一些工程的实践表明,在地形、地质及施工安全条件允许的情况下,采用洞室爆破也可获得合格的坝料,为此增加了可以采用洞室爆破的条文。但是亦应采取台阶开采的方式,并进行精心设计,以获得良好级配及较低的大块率,并且强调对超径石块必须在料场进行处理后才能上坝。爆破试验的目的,是为施工提供合理的爆破设计和参数,以获得粒径和级配符合设计要求及成本低廉的坝料。爆破试验应在主要料场中选择有代表性的地段进行。对于中、低坝,亦可结合施工进行试验工
23、作。爆破试验得出的参数,在施工开始阶段根据实际爆破效果进行几次修正后,方可应用于大规模的爆破开采作业。6.2.2 过渡料宜从石料场开辟专用掌子面以爆破方法开采,也可从枢纽建筑物,特别是地下工程的渣料中选用,但需专门的贮存场地。不管什么办法开采,都需保证级配要求,即连续级配,对垫层料起反滤作用。有的工程面板和接缝有缺陷漏水,因过渡层不起反滤作用,导致垫层料流失,形成漏水通道,使渗漏量随时间而增加,不得不放空水库处理,所以对过渡料级配也应有较严格的要求。6.2.3 垫层料的制备工艺和料源是多种多样的。可以和混凝土骨料加工系统同样经过破碎、筛分和掺配等工艺流程,直接获得46 级配稳定的成品材料;也可
24、在获得粗骨料的半成品后,掺入河砂或风化砂。如成屏一级坝、采用粗骨料掺问砂,万安溪坝采用粗骨料掺花岗岩风化粗砂等,都获得满意效果。掺配工艺可以利用骨料生产系统的料仓和皮带机掺配,也可在存料场地上按比例分层堆料,用立面或斜面开采、掺拌均匀的方法。垫层料设计级配较粗时,也可以在采石场直接开采,可大幅度降低造价,辽宁关门山工程的经验可供参考。对现在常用的半透水垫层料,直接爆破开采难以达到要求。有的工程利用天然砂砾料筛选或加工的方法制备垫层料,也是可供选用的方式。如广州抽水蓄能电站上库采用天然砂砾料筛除超径颗粒作垫层料,白溪工程采用超径卵石轧碎后与细骨料掺合的方法制备。6.2.4砂砾石料场大部分在河床附
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