堆石坝大型石料场规划与施工

刘建龙

中国水利水电第四工程局有限公司青海810000

摘要：本文从堆石坝料物的堆石坝坝料需求强度、堆石坝坝料料性的需求特点，堆石坝料场规划与堆石坝填筑息息相关,堆石坝的施工规划决定着料物调运的方量和时间。料场规划是施工组织设计的重要内容之一,也是指导和组织坝料开采的具体依据。最后对料场规划优化进行分析。

关键词：堆石坝；大型石料场；规划

1.前言

水利施工要做好不同施工环节的质量监督与验收，保证各个工序之间、不同部门之间有效的协调与配合，实现高质量的水库溢洪道建设与管理。

2.料场概况

2.1堆石坝料物需求特点

由于堆石坝筑坝材料、填筑工艺和度汛方式的特点,堆石坝物料料性和物料需求强度等都有其自身特点。

2.1.1堆石坝坝料料性

堆石堆的坝主体是由堆石或砾石组成,主要利用当地材料,可以节省水泥、钢材、木材等外来材料,除降低造价外,受材料供应和运输等条件制约较小,便于快速施工。

坝料使用范围变得比较广泛,大部分使用各种类型的硬岩筑坝,如天生桥一级大坝,就使用中厚层灰岩。已建成的株树桥坝使用了风化板岩,十三陵抽水蓄能电站上池堆石坝使用了风化安山岩,则是用软岩筑坝的工程实例。使用沙砾石筑坝的也日益增多,除使用河流冲积物外,还有使用冰水沉积的戈壁砂岩和冲积扇的沙砾石。

2.1.2堆石坝坝料需求强度

堆石坝的坝料需求强度与堆石坝填筑息息相关,堆石坝的施工规划决定着料物调运的方量和时间。堆石坝体填筑是堆石坝的主要分项工程。由于震动碾的引入,采用薄层碾压方法筑坝,可得到比抛填堆石密实得多的堆石体,并具有低得多的压缩性,其变形对防渗结构影响也小,因而现代堆石坝都采用薄层碾压法填筑。

2.2堆石坝料场规划

料场规划是施工组织设计的重要内容之一,也是指导和组织坝料开采的具体依据。料场规划应包括料场的空间规划和时间规划。其任务是根据工程枢纽的布置和施工组织设计的要求,研究设计文件所规定的各种坝料的质量和数量,以及各料场复查的资料,通过方案比较和优化选择,选定合适的料场,并选择合理的开采、运输、加工、堆存方式,配置相应的施工设备和设施(风、水、电等),确定不同料场的开采程序、数量和填筑部位,做出料场全面而具体的布置和安排。

2.2.1少占耕地,保护环境

在规划中应注意以下几点:优先利用建筑物基础开挖料,并力求建筑物基础开挖与坝体填筑平衡,少用或不用采石场；多用上游淹没线以下的石料；占地还地；采取措施利用软弱岩石,减少弃料；注意料场附近的植被和水土保持。

2.2.2统筹安排,减少干扰

为了服从枢纽布置的需要,料场选择应避免与主体建筑发生干扰。如坝体两端有泄水建筑物施工时,坝体两端的料场选择应慎重考虑,避免影响建筑物施工。

2.3料场地质条件

根据地勘堪孔资料显示，该料场山体宽厚完整，岩性由长石石英砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩等组成，且为互层结构产出；其中较厚的长石石英砂岩间夹有多层薄层粉砂质泥岩和多层泥质粉砂岩。长石石英砂岩，灰白色，强~微风化，中厚层～巨厚层状，岩性坚硬，岩层产状。粉砂质泥岩，弱~微风化，为软岩，强度低。泥质粉砂岩，强~微风化，岩性较软，强度偏低。

3.料场规划优化

3.1优化料场的地形条件

通过对料场地形、地貌的勘察，发现在原规划料场下部，距离大坝约1km上游面，约130m～240m高程山体宽厚完整，其中170m～130m靠达岱河侧，地形陡峭，覆盖层很薄，岩石出露，为长石石英砂岩，且层厚较厚，170m～230m高程地形平缓，表层覆盖层较厚，如果此高程段岩石满足堆石坝体填筑料质量要求，储量又完全满足要求，对应大坝填筑高程介于115m～220m之间，这样将大大减少大坝填筑料运距，节约施工成本。

3.2规划优化料场的地质条件

为分析设想规划石料场质量能否满足要求，对已有料场及其附近的地质勘探孔资料进行分析，料场勘探孔在勘察阶段孔底高程在220m以上，距离料场距离较远，在拟规划料场下游的明渠有两勘探孔，孔口高程190m，从此两个勘探孔看，料场190m～130m之间大部分为砂岩，具备作为料石场条件。为了更好的论证料场质量情况，在拟规划料场内新增了3个补充勘探孔，勘探孔孔道高程在250m～125m之间，勘探孔显示料场地质情况如下。

根据补堪孔资料显示，拟规划主料场130～230m高程山体宽厚完整，河谷岸坡地形相对较陡，自然坡角10~35°，岩性由长石石英砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩等组成，且为互层结构产出；其中长石石英砂岩厚度达20～46m左右，岩体间夹有多层薄层粉砂质泥岩和多层泥质粉砂岩。长石石英砂岩，灰白色，强~微风化，中厚层～巨厚层状，岩性坚硬，岩层产状：290°∠3°～5°，岩层近水平，层间夹有1-2cm风化岩屑或泥质。粉砂质泥岩，弱~微风化，为软岩，强度低，厚度一般为0.6～3.1m。泥质粉砂岩，强~微风化，岩性较软，强度偏低，厚度一般为0.8～7.4m。结合导流洞勘探孔资料看130m高程以下全部为数十米厚泥质粉砂岩、泥岩。

4.料场开采施工规划

4.1石料场开采施工道路

根据达岱主副坝的导流度汛方案，汛期主坝河床洪水，一部分经主坝导流洞宣泄，超过导流洞部分经过明渠引至副坝河床宣泄，而至料场必须经过明渠进口，故，在汛期需在明渠进口架设跨明渠临时桥，桥面高程为度汛高程165m，这样料场的施工道路就要围绕临时桥进行布置，临时桥头与料场中间相接，自桥头料场部分形成165m平台，分别向料场上下游成树枝状修筑道路至205m、190m、175m开挖作业面，同时165m平台往下修筑至上游面130m作业平台，在汛前自130m料场高程经主坝导流洞进口修筑道路至主坝，便于进行主坝140m高程以下的填筑，达到低料低用原则。临时道路路面宽9.0m，平均坡度控制在7%以内，最大坡度控制在10%以内。料场至填筑面的主干道设计有效宽度13m。

4.2覆盖层开挖施工

根据料场规划，覆盖层区域面积约25万m2，表层土料与风化无用层石方剥离量约为150万m3以上，如果按照先全部开挖完覆盖层再进行料场开挖，显然在工期上无法满足要求。结合料场开采施工工期为2年半，且料场地形平缓，尤其在180m至220m高程之间，为宽大的平台阶梯，故对料场覆盖层开挖施工分期分区进行，一期覆盖层剥料场上游面200m高程以下，面积约10万平方米，此部位覆盖层薄，部分区域表层即为可用砂岩层，为第一年主坝填筑汛前及汛后提供部位开挖，二期自上而下剥离剩余部分。

4.3料场开挖作业面规划

根据料场位置与主副坝位置关系，主要分3个区域进行开挖，第一区域为考主坝河床上游面200m高程以下，主要进行主坝170m高程以下填筑，先开挖160m以下，利用130m高程道路，达到低料低用原则；第二区域为跨明渠桥侧230m～160m高程，主要进行主坝170m以上填筑；第三区域为靠近副坝河床侧，230m～155m高程，主要进行副坝填筑，副坝填筑高程为143m～155m高程。料场开挖梯段高度规划为15m，每30m高设一级临时马道。岩层为水平层状结构，中间夹有软岩，具体的爆破梯段高度时，应根据岩层情况调整高度，使每次钻孔孔底高程位于砂岩的底部，减少无用孔钻孔，提高爆破效率。

5.结束语

只有将原料场进行了规划优化，降低了料场开采高度，缩短了石料上坝运输运距，提高了设备的生产效率，同时合理安排料场的开采分区，达到高料高用、低料低用，目前主副坝已按期顺利填筑完成，取得良好的经济效益，保证了大坝填筑的进度。

参考文献

［1］蒋国澄等编.混凝十面板堆石坝卜程[M].武汉:湖北科学技术出版社,2016（7）：112.

［2］中华人民共和国行业标准混凝土面板堆石坝设计导则,DL5016-16.北京:水力电力出版社,2016.