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青海夏拉水库工程施工杨双成内答提要：本文扼要介绍青海夏拉水库的施工简况、施工组织及施工技术。这是本企业在青藏高原承建的海拔最高的水利工程，此水库坝型为当地材料填筑的粘土斜墙坝，也是本企业承建较少的坝型之一，在西部大开发的热潮中，有其特殊意义，其施工经验也可供同类工程借鉴。关键词：夏拉水库当地材料粘土斜墙坝铺盖施工1、概述夏拉水库位于青海省海南藏族自治州共和县境内，坝址座落在恰卜恰河源头西支夏拉曲河上，下距沟后水库8km，距共和县城23krn，距青海省省会西宁市163km，水库总库容为175万m3，属四等小（一）型水库工程，其主要任务为灌溉和向共和县城供水。夏拉水库工程枢纽包括：大坝坝型为粘土斜墙坝，主堆料为当地材料坡积碎石土，坝高15.5m，相应海拔高程3509．0m，坝顶长246．5m，坝顶宽6m，上游坝坡1：3.0，下游坝坡1:2.5;放水洞设于右坝肩山体，长61．1m，1.7×2．1m城门洞型，进口为单孔平板闸门，启闭塔高9.3m，顶部高程3509m;溢洪道为开敞式，设于左岸，长191m，底净宽21．2m。夏拉水库的总工程量为土石方开挖9万m3，土石方填筑15万m3，浆砌石3500m3，砼浇筑1300m3，干砌石4000m3（见夏拉斜墙坝标准断面图）。夏拉水库工程由青海省水利水电勘测设计院设计，青海省水力厅工程建设中心监理部监理，业主委托青海省水科院质量复检，葛洲坝集团第三工程有限公司为责任方总承包。2、工程特点2、l地域及地质特点夏拉水库地处世界屋脊青藏高原的东北缘青海湖南山北麓，平均海拔3500m以上，属高山草原区和山地草甸草原区。该区域地势高、气温低温差大、降水量少、大风数日多、缺氧、年无霜期短、人烟稀少，没有气象站及资料记载，总体条件差于沟后工程。该区地震基本烈度为6度，F50断裂横穿库区，其断层破碎带宽5--8m，形成永久性渗漏通道，并且组成厍盆的基岩为易溶的大理岩，岩溶发育。2、2施工特点夏拉水库由于地域及地质特点决定有以下几个施工特点：第一由于该区域无输电线路通过，所以施工用电必须靠柴油发电机解决，第二由于该区域无通讯，对外联络靠电台和对讲机；第三由于气温低冻土时间长，每年5月上旬至10下旬才可施工，而该区域7--8月即为雨季，粘土由于含水量过高又不能施工，因此施工有效工期极短；第四根据坝区地质结构情况，工程的施工重点为库区防渗；第五本水库原为1958年建的一座已报废水库，原腐植质亚粘土残坝需全部挖除。3、施工布置与工程导流3、1生产及生活区由于本工程的工作面较多、量小且分散，因此施工机械需要临时拆装及转移；生活区设置坝右岸约200m处，高峰人数约220人。3、2风、水、电由于本工程石方开挖量少，主要是砌石料的开采和放水洞扩挖，因此供风选用柴油3-9m3移动式空压机；由于本工程需自备电，因此在大坝右坝肩布置50kw柴油发电机一台，主要满足放水洞施工用电，在大坝左坝肩布置30kw柴油发电机一台，主要满足抽水及照明等大坝用电，在溢洪道布置30kw柴油发电机一台，主要满足溢洪道施工用电，在生活区布置12kw柴油发电机一台，主要满足施工人员生活和办公用电；施工及生活用水用潜水泵直接抽夏拉曲河水到设置在右坝肩的水箱中待用。3、3施工导流夏拉曲河水枯水期常流量为Q=0.4m3／s，以冰雪消融和雨水补给为主。按水库工程等级施工导流标准应为20年一遇的洪水设防，考虑到该工程工程量小、工期短，一期导流按10年一遇（洪峰流量Q=35m3/s）、二期导流按5年一遇设防(洪峰流量Q=20m3／s)。一期导流即将夏拉曲水导入导流明渠横穿左边老坝体，将大坝分为左、右两期施工，此时先进行放水洞施工和右坝段坝基开挖、填筑及洞前库区铺盖；二期导流是在完成上述施工后，将河水导入放水洞。此时进行左坝段坝基开挖、填筑，一期围堰采用拆除旧坝的粘土填筑，二期围堰采用拆除一期围堰做为利用土，均用PC--200反铲挖掘机挖装，5t自卸车运卸，120型推土机平料，16t拖式振动碾碾压，分层填筑，层厚40cm，圈堰的最大堰高3m，堰顶宽3.5m，上、下游坡均1：1，干容重控制1．6t/m3，填筑总方量为5000m3。4主体工程施工夏拉水库工程的主体施工主要有旧坝拆除及坝基开挖、放水洞扩挖及衬砌、溢洪道开挖及浆砌石、大坝填筑、库区防渗处理等五大项。4．1主要设备选型考虑到夏拉水库工程区域高寒缺氧和电力实际情况，挖装设备选用2台PC-200反铲挖掘机，运输设备选用17.5T太脱拉自卸车2台、5t东风自卸车10台，推土选用220、120型推土机各l台，碾压设备选用16吨拖式碾、13t凸块碾各1台，发电机用12-50kw发电机4台，供风选用3-9m3柴油移动式空压机2台等。4、2料场准备及碾压试验4、2、l碾土料场碾土料场在坝下游约2．5km处，平均覆盖层0．8m，粘土层厚3m，采用220型推土机剥去草皮及覆盖层，反铲挖好排水沟，该料场需提供大坝斜墙及库区铺盖碾土约5万m3。4、2、2主堆料场主堆料为坡积碎石土，料场处于大坝右岸上游lkm处，平均覆盖层1m以上，经220推土机剥离草皮后即可开采，此处需提供约7.6万m3坝料。4、2、3石料场石料场位于大坝下游lkm处，岩石为白色大理石，采用移动式空压机配手风钻爆破开采，该料场需供排水棱体及砌石料约1.9万m3。4、2、4反滤料场由于夏拉地区砂及砾石储量极少，因此反滤料及砼骨料主要靠沟后工地供应，公路距离约15km，总量约6500m3。4、2、5碾压试验料场实测及对各种填料的含水量、颗粒组成等试验准备完成后，即对碾土和主堆料送行碾压试验。粘土分别选择30cm、40cm、50cm的铺土厚度，坡积碎石土分别选择40cm、50cm、60cm的铺料厚度采用16t振动碾和13t凸块碾进行6、8、10遍的碾压试验，如天然含水量达不到设计要求，则宜采用洒水或凉晒的办法进行调节。通过试验按设计要求提出如下施工参数见下表)。坝体填筑施工参数坝料设计参数建议参数干容重粒径层厚碾压遍数洒水量压实标准粘土1.65t／m330cm615—18%1．70t／m3碎石土2.20t／m3≤300mm60cm65%2.26t／m3棱体2.00t／m330-300mm60cm65%2.00t／m34．3旧坝拆除及坝基开挖旧坝拆除及坝基开挖总量约6.8万m3，采用反铲挖掘机分层开挖，每层开挖深度3m直至设计高程，运输采用5T自卸车，除围堰利用一部分料外，其余运至左坝下250m处弃料场。日均开挖强度1000--1500m3。4、4放水洞扩挖及衬砌放水洞受F80断裂影响，次一级构造发育，岩石破碎，因此采用手风钻造孔，小药量光面爆破，将原1.2×1.6m扩挖成2．2×2．6m城门洞型，超挖部份采用浆砌石回填，然后按设计要求衬砌25cmCl5钢筋砼。每次衬砌长度为20m，模板采用标准钢模，钢拱架截面采用25cm的等边三角型，浇筑时搅拌机置于洞口，泵送砼至仓位，50型软管振捣器振捣。4、5溢洪道开挖及石料砌筑溢洪道开挖总量为2.6万m3，采用反铲挖掘机配5t自卸车，开挖料运至下游150m外弃料场，人工配合反铲全面削坡，直至达设计要求口底部平整后采用16t振动碾压实，回填10cm砂砾石碾实后进行75#浆砌石全断面砌筑。搅拌机置于溢洪道中部，拌制好的砂浆经溜槽至斗车或拖拉机运至工作面，石料用自卸车或拖拉机直接运到工作面，人工砌筑，层后30cm，总砌量约3300m3。4、6大坝填筑当坝基清理完毕达到设计高程后，按设计要求对坝基进行碾压处理，然后依碾压试验参数进行填筑。大坝分区依次为40cm厚上游干砌石、15cm厚细砾石垫层、坡积碎石土、粘土斜墙铺盖、40cm粗砂反滤层、坡积碎石土、40cm砾石反滤料、40cm砂反滤料、7.8m高排水棱体(上游坡1:1.5，下游坡1:2)、坝后30cm干砌石。填筑严格按分区及碾压试验参数进行，反铲挖掘机装料，5—17.5t自卸车运料，斜墙粘土料和主堆料顺坝轴线方向采用进占法铺筑，排水棱体采用后退法填筑，120推土机平料，16t平碾和13t凸块碾由推土机牵引，平行于坝轴线方向来回碾压，错距搭接15cm，边角采用蛙式夯夯实。施工工序为：测量→卸料→铺料→洒水→压实→质检。每次铺料均向上游及下游方向超填50cm，以保证上、下游边坡碾压密实。坝体每上升3m，送行一次反铲削坡，削坡所得料收至坝面重新利用，坝前后干砌石随坝体上升同步砌筑。大坝填筑总量为11万m3，填筑强度日均1000m3，坝前后干砌石总量约4000m3。4、7库区防渗处理库区防渗主要任务为库区右岸坡处理、坝前水平铺盖处理与库区漏斗处理。右坝肩基岩破碎，渗漏极为严重，因此按设计要求对裸露岩体进行清理后，拌和机置于右坝肩，滑槽入仓，采用20cmCl5素砼衬砌，衬砌长度为40m，总面积约500m2，其余右坝坡部分采用清理后铺0．6m厚的粘土，碾压压实后再铺保护层。由于坝基覆盖层和基岩风化层较为深厚，按设计要求坝前采用粘土水平铺盖防渗，并同大坝斜墙连接，铺盖最大长度为110m，厚0.6—1.5m，总量约2.8万m3：先铺垫20cm厚天然砂砾垫层，然后采用反铲装车，自卸车将粘土从料场运至坝前铺盖，13t凸块碾碾压6遍后铺盖保护层。按设计要求对距轴线400m处沿F50断层分布的几个漏斗进行处理。即以10m直径开挖到基岩然后采用现浇0.4m厚C20钢筋砼板封堵，其上再用粘土回填，确保漏斗不继续漏水.按原设计需对整个库底要进行10万m2的土工模覆盖，但由于资金问题，现改为对漏斗及F50、F80断裂影响部分进行土工模覆盖，约4500m2，土工模上盖40cm厚保护层，其余部位采用推土机将库底推平，16t振动碾碾压二遍，部分地方铺碾土。5、质量控制施工过程的质量控制是靠“施工班组自检、施工队复检和项目部终检”等三级质检来完成，为加强施工过程的质量控制，在关键的部位设置质量控制点，专人跟班检查,督促和检查施工过程的施工质量。在大坝填筑过程中除严格按照碾压试验参数控制铺料厚度、碾压遍数、含水量及层间刨毛外，着重注意振动碾的错距搭接和边角碾压，粘土每200m3、碎石土每400m3取样一组，边角每层2-3次取样测定，达到设计要求的安排下层填筑：对不能达到设计干容重要求的部位及时安排补碾直至合格。通过取样结果来看，大坝填筑质量优良(见大坝填筑干密度检测统计表)，砼及砌石施工质量也均满足设计要求。坝体填筑干密度检测统计表坝料取样组数设计值最大值最小值平均值备注粘土3311.70t／m31．93t／m31.70t／m31.78t／m3主堆石料1422.26t／m32.41t／m32.26t／m32.31t／m3棱体122.00t／m32.19t／m32.10t／m32.11t／m36、结语：经过两年的施工(日历时间，实际施工不足一年，每年的11月至次年5月因冻土停工)，青海夏拉水库工程已基本完工，工程进度及质量均满足业主要求。相对于其它工程而言，在较低的中标单价和施工环境恶劣、市场不发育的情况下，获得了较好的工程利润和施工经验。总之，青海夏拉水库工程是以本企业作为责任方总承包完成得较好的一个水利工程，为本企业在海拔3500m以上(称雪线)的高海拔地区承包工程施工进行了尝试和取得了管理上的经验。注：l、作者单位：中国葛洲坝集团第三工程有限公司