毕业论文--小型水库除险加固施工管理过程中有关问题的探讨

毕业论文--小型水库除险加固施工管理过程中有关问题的探讨

目录摘要…………………………………………………………………………………(1)1．前言……………………………………………………………………………(1)2．**县**水库工程概况……………………………………………………(2)3．**县**水库工程除险加固施工过程……………………………………(2)3．1变形老坝体挖除…………………………………………………………(2)3．1．1设计要求……………………………………………………………(2)3．1．2老坝体挖除施工方法………………………………………………(3)3．2均质土坝填筑（砂壤土）………………………………………………(4)3．2．1土料填筑技术要求…………………………………………………(4)3．2．1．1碾压试验…………………………………………………………(4)3．2．1．1技术要求…………………………………………………………(4)3．2．2大坝填筑施工方法…………………………………………………(5)3．2．2．1边线控制…………………………………………………………(5)3．2．2．2边角处理…………………………………………………………(6)3．2．3施工组织……………………………………………………………(6)3．2．4雨季填筑……………………………………………………………(8)3．3坝体填筑质量控制………………………………………………………(8)3．3．1坝体填筑质量控制措施……………………………………………(8)3．3．2坝体填筑质量控制成果……………………………………………(9)4．结语…………………………………………………………………………(10)致谢……………………………………………………………………………………………(11)参考文献………………………………………………………………………………………(11)12n小型水库除险加固施工管理过程中有关问题的探讨[摘要]本文论述了小型水库除险加固施工管理过程中有关施工现场管理的方法和措施，并以刚刚完建的**县**水库工程为例，对小型水库土石坝施工管理过程中的设计、施工、质量、安全等问题进行探讨。[关键词]小型水库；除险加固；施工；均质坝；填筑；现场管理1．前言笔者从事水利工程施工管理工作十余年，先后参加过**县三岔河水库工程（新建，小一型）、**县**水库（除险加固，中型），**县**水库（除险加固，小一型），**区**水库（新建，小二型），**县**水库（除险加固，小一型）的施工管理过程。笔者认为，在小型水库（以大坝为重点）的除险加固过程中，因施工场地狭窄，施工工期短等因素影响，导致现场施工管理中存在不少困难。本文以刚刚完建的**县**水库工程为例，分析阐述了对变形老坝体挖除的设计要求、施工方法，均质土料填筑技术要求、施工方法、施工组织以及质量控制。希望以笔者的施工经验与同行进行交流，以相互促进提高。2．**县**水库工程概况[9]12n****水库，位于**市**县，城区西面500m左右的**河上，工程始建于1958年，经1992年扩建加高坝后运行至今。目前，工程存在较多问题（如：1、靠近溢洪道两侧的坝体深陷，出现裂缝；2、排水棱体失效、下游坝坡出现渗水；3、上游护坡预制块严重变形；4、溢洪道进口两侧翼墙发生位移，出现裂缝。），已严重影响、制约了**县的社会经济发展。结合水库的除险加固治理，工程措施主要有右岸部分坝体的拆除重建、溢洪道的基础处理、启闭机室的部分拆除加高处理、坝体防渗处理、坝体加高处理、坝体下游加厚处理、进水塔基础处理等工程项目。**县**水库工程区域地质条件较为复杂，基岩主要为软性岩类、半坚硬岩类、泥灰岩、泥质砂岩。土壤为砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤、黄棕壤、紫色土、水稻土等。**河属勐野江的一级支流，李仙江三级支流，是河水猛涨猛落典型山区河流。工程区域属低纬度亚热带季风气候，干湿季界线分明，一般12～5月为旱季，6～11月为雨季。受季风影响，降雨量充沛，但年内分配极不均匀。根据气象资料，多年平均降水量2300mm，多年平均蒸发量1400mm，多年平均风速1.1m/s，历年最大风速20m/s，多年平均气温18.1℃，最高气温34.5℃，最低气温0.7℃。3．**县**水库工程除险加固施工过程3．1变形老坝体挖除3．1．1设计要求12n**水库溢洪道位于右岸，出现变形的坝体即位于溢洪道左右两侧。按照设计要求，需对：①右岸段（里程0+000m～0+023.5m，接右岸环城路段，以下简称第Ⅰ坝段）；②放空底涵段（里程0+035.5m～0+064m，原坝下埋涵段，位于溢洪道左岸，以下简称第Ⅱ坝段）；③左岸培厚砂壤土填筑（里程0+064m～0+157m，接左岸坡段，以下简称第Ⅲ坝段）。3．1．2老坝体挖除施工方法第Ⅰ坝段施工中，采用挖掘机挖装、自卸汽车运至右岸环城公路下侧的指定弃料点，装载机平弃料。因第Ⅰ坝段下部土方含水量重，运输困难，故采用反铲挖掘机2～3次翻运至路口，装车运至料场。第Ⅱ坝段与第Ⅲ坝段施工中，采用挖掘机挖装、自卸汽车运至左岸坝后指定弃料点，推土机、装载机平弃料。第Ⅰ坝段因高差大，工作面狭窄，老坝土含水量高（且越往下开挖，含水量越低）等原因。故采取分层开挖，高程1142.7m（坝顶）～1137.2m为一开挖段，此段坝土含水量较低，可直接采用挖掘机挖装、自卸汽车运输弃料。高程1137.2m处设一开挖平台，高程1137.2m～1130.83m为第二开挖段。此段设计仅要求开挖至原坝下埋涵宽度即可，故开挖宽度变成长条形。条基进口选择在下游，上游坡与左岸开挖边坡为1:1，右岸坡因紧邻溢洪道，故开挖边坡仅为1:0.5～1:0.7。此段因工作面狭窄，老坝土含水量高，车辆无法进入。故采用挖掘机挖运至高程为条形基础出口处，等含水量降低后，再用挖掘机挖装，自卸汽车运输至弃料场。12n原设计考虑将所有盖板涵（下为渠道）全部拆除后回填土，但实际施工中，靠溢洪道一侧边坡不稳定，下雨后坝土即塌入开挖基础，且涵洞位置已低于溢洪道基础高程。为溢洪道安全起见，后由设计方现场进行设计变更：取消渠道完全拆除，原盖板以下位置全部采用砼C15回填。3．2均质土坝填筑（砂壤土）3．2．1土料填筑技术要求3．2．1．1碾压试验在设计指定料场完成覆盖层剥离后，即按监理指示进行现场碾压试验，碾压试验由业主、设计、监理、质检、施工各方派代表参加，现场分别做3组碾压厚度（30cm，35cm，40cm），4组碾压遍数（6遍、8遍、10遍、12遍）。分别在各碾压厚度对应的碾压遍数上进行干密度取样、现场渗透试验。最后，在会议中，由设计方确定碾压参数：干密度按1．55g/cm3控制，渗透系数按1×10-4cm/s控制。3．2．1．2技术要求填筑前，应在与砼及其他建筑物接触处，涂刷粘土浆。碾压机具的行驶方向应尽可能平行于坝轴线，而靠岸边的接触带黏土则应顺岸边进行压实，压实标准按干密度1．55g/cm3控制。12n在整个土料压实过程中，施工方与质检方的专职质检、试验人员进行值班，及时对每一层回填土料的压实度用环刀进行测点自检与抽检，在下一层的干密度未达到1．55g/cm3的标准时，决不允许进行上一层的土方回填。每一填土层按规定参数施工完毕，并经监理检查合格后才能继续铺筑上一层。在继续铺筑上层新土之前，应对压实层表面残留的被碾子凸块翻松的半压实土层进行处理，以避免形成土层间结合不良的现象[1]。压实土体不应出现漏压虚土层、干松层、弹簧土、剪力破坏和光面等不良现象。如出现上述现象应及时处理；对于干松层加水继续碾压；对于漏压的虚土层进行补压；对于出现的弹簧土与剪力破坏的部位超过5㎡挖掉换土填筑；对于汽车通过后形成的光面用推土机刨毛处理。铺土面应均衡上升，以免造成过多的接缝。若由于施工需要进行分区填筑时，其纵横接缝坡度分别按l：3及1：4控制，并用振动碾骑缝碾压。在接缝的坡面上，应配合填筑的上升速度，将表面松土铲除至已压实合格的土层为止[3]。坡面须经刨毛处理，并使含水率控制在18％一25％范围内，然后才能继续铺填新土进行压实。为保护士料正常的填筑含水率，日降雨量较大时，按监理指示停止填筑。当风力或日照较强时，在坝面上进行洒水湿润，以保持合适的含水率。填筑面应略向上游倾斜，以利排除积水。下雨前应采取措施，已卸未平的土料保持原状，推平土料应及时进行碾压2遍以上，以防止雨水下渗，雨后应将填筑面含水率调整至合格范围，可以对未完成碾压的遍数的部分进行补压。3．2．2大坝填筑施工方法3．2．2．1边线控制12n边线控制：边线要超出设计边线50cm，超出部分每填筑2m左右用反铲挖机粗略削坡。铺土厚度控制：铺土厚35cm。碾压：振动碾顺坝轴线方向进退式碾压，相邻两段交接带碾迹应彼此搭接，垂直碾压方向搭接带宽度≥O.2m，顺碾压方向搭接宽度为l～1.5m。行走速度：自行式2．5～3．5km/h。在放空底涵拆除开挖槽位置，因宽度<10m，振动碾无法在内实际沿坝轴向碾压。施工方已在正式回填前2个月，即将由此带来的隐患向监理方陈明，但直至施工完成时，监理、设计方均未表示异议。估计设计方考虑坝体虽然出现顺水流方向碾压接缝，但其高程很低（已低于库区最低高程），故不会造成过大渗透算途径，且设计考虑了坝体灌浆予以弥补。当碾压接近高程1137.2m的平台，振动碾即沿坝轴向碾压。3．2．2．2边角处理边角（与建筑物接触带处理）：**水库砂壤土回填过程中，边角仅左岸与岸坡连接，其余部位均与建筑物（砼或砌体）接触。①与砼或砌体接触时，采用制备好的粘土浆，在回填前涂刷在建筑物上，以确保回填土与建筑物之间较好的结合；②与岸坡接触处，先用反铲挖掘机将回填范围（放宽1m）内的杂草、腐殖土等清理干净。铺土前洒水润湿，平土时使用推土机将表层推除，露出新鲜岸面，以便与坝土结合。边角铺土后，采用人工配合立式110型夯机进行分层夯实，每层厚度10～15cm。3．2．3施工组织12n①在**水库大坝回填施工组织中，难点与重点都是位于溢洪道两侧的坝体砂壤土填筑。此两部位的施工的共同特点就是：场地狭窄，相对高差大（基槽深），机械在内施工回转困难。而同时此部位又是整个大坝工程的核心部位，若与溢洪道相邻的部位处理不好，则将有可能导致接触带渗漏、管涌，直至溃坝。施工条件限制，而**县有着降雨量大，汛期来得早等特点，从而要求必须在四月初以前将坝体填筑到原坝顶高程。面对如此困难，施工方充分利用狭窄的施工空间，24小时轮班作业。自卸汽车无法将土料直接运至基槽，就采用推土机二次推运。基槽内空狭小，就采用挖掘机平土。同时，为保证施工质量，每一个班作业期间，均有专职的施工员在现场指挥、安全员进行现场安全检查、质检员对每一层的回填土料进行取样。以此来保证整个回填工作安全、优质、高效的进行，保证按期完成。②因回填工程工作面狭窄，且由溢洪道将回填工作划分为左、右岸两个区。故整体安排先对溢洪道左岸区进行回填，左岸区又可分三个工作面轮换作业。在放空底涵槽回填过程中，因工作面狭窄，推土机回转困难，故采用自卸汽车运输至高程为1137.2m平台，推土机推运，反铲挖掘机在槽内平土，拋毛，振动碾碾压。③因施工区紧邻溢洪道，溢洪道有拆除重建翼墙基础与设计不符，待设计方对翼墙基础进行变更处理后，又按现场监理指示，腾出工作面给固结灌浆工作组。故至坝体回填至翼墙基础高度时，翼墙才开始浆砌石重建砌筑工作，这样就存在严重施工干扰。故而采取白天自卸汽车备料、翼墙砌筑，晚上反铲挖掘机、推土机、振动碾在人工与立式夯机的配合下，进行大坝砂壤土回填。12n3．2．4雨季填筑因工地所在地**县多年平均降雨量大，故雨季填筑时应采取料场排水、坝面排水等措施，防止施工过程中土料含水率的增加，保证填筑质量。主要应做好以下几方面工作：①填筑面稍向上游倾斜，以利排泄雨水，倾斜坡度一般可取2％一4％；雨前用振动平碾快速压实表层松土，并注意保持填筑面平整，以防积水和雨水下渗。雨后填筑面应晾晒或处理，经检查合格后方可复工；在填筑面上的施工机械，雨前宜移出填筑面停放在坝壳区；下雨或雨后不许践踏坝面，禁止车辆通行；雨后复工，首先人工排除防渗体表层局部积水，并视未压实表土含水率情况，进行晾晒或用推土机将其清除，至实测土料含水率不超过施工含水率上限1％即可[3]。②填筑放空底涵开挖槽时积极留意**县气象局的气象简报、以及各种中长期天气预报，在天气晴朗时安排加班加点，以避免雨后槽内排水困难以及带来质量隐患。另外，也要准备突然降雨的应急预案：当铺土、平土完成后，立即进行碾压。若遇天气不佳，有下雨迹象，则应停止铺土、平土。对已碾压完成的土料，用塑料布覆盖保护（边角用土压实）。在槽内轮换设置集水井，雨后立即进行积水抽排，以便尽快将施工作业面达到合格要求。3．3坝体填筑质量控制3．3．1坝体填筑质量控制措施12n**水库工程均质坝（砂壤土）填筑质量检测指标有两个:干密度和渗透系数。按碾压试验后设计方确定的质量控制指标为：干密度γd≥1.55g/cm3，渗透系数按K≤1×10-4cm/s。坝体填筑质量检测取样部位应符合下列要求[2]：取样部位应有代表性，且应在面上均匀分布，不得随意挑选，特殊情况下取样须加注明；应在压实层厚的下部l／3处及结合层处取样，并测量、记录铺土厚度、压实层厚度。干密度检测取样数量应符合下列要求：每次检测的施工作业面不宜过小，机械筑坝时≥600㎡；每层取样数量：在大面积填筑量时每200～500m3取样1次，在边角部位每层2—3次；若作业面或局部返工部位按填筑量计算的取样数量不足3个时，也应取样3个。现场渗透试验取样按规范要求：每个单元应至少做一组现场渗透试验。根据本工程实际情况，结合施工现场安排。在压实质量和坝身特定抽样检测时，取样数视坝身具体情况而定。每一填筑层自检、抽检后，凡取样不合格的部位应补压或作局部处理，经复验至合格后方可进行下道工序。3．3．2坝体填筑质量控制成果[10]①右岸培厚（第Ⅰ坝段）壤土填筑每层干容重试验取样3个，共28层，总计干容重试验84个，其最大值为1.67g/cm3，最小值为1.58g/cm3，干容重平均值为1.62g/cm3，满足设计要求；现场渗透试验共2个，其最大值为8.50×10-5cm/s，最小值为8.37×10-5cm/s，渗透系数平均值为8.44×10-5cm/s，满足设计要求。12n②放空底涵段（第Ⅱ坝段）砂壤土填筑每层干容重试验取样3个，共33层，总计干容重试验99个，其最大值为1.78g/cm3，最小值为1.56g/cm3，干容重平均值为1.63g/cm3，满足设计要求；现场渗透试验共6个，其最大值为8.23×10-5cm/s，最小值为7.34×10-5cm/s，渗透系数平均值为7.85×10-5cm/s，满足设计要求。③左岸下游段（第Ⅲ坝段）培厚壤土填筑每层干容重试验取样3个，共15层，总计干容重试验45个，其最大值为1.72g/cm3，最小值为1.55g/cm3，干容重平均值为1.62g/cm3，满足设计要求；现场渗透试验共2个，其最大值为8.64×10-5cm/s，最小值为7.42×10-5cm/s，渗透系数平均值为8.03×10-5cm/s，满足设计要求。4．结语小型病险水库除险加固施工管理是一项复杂的工作，施工场地狭小、工序繁多、复杂，因此必须围绕合同目标制定施工总计划，实行严格的施工管理。依靠科学实用的施工技术和施工方法，采用施工机械设备的合理配套组合，实现流水作业。依据施工中各工序的作业特点、运距及道路状况、机械生产率等，认真计算、确定主要机械设备和辅助机械设备的配套组合，在施工过程中加以调整，以提高机械设备利用率和获得最大生产率。在市场经济不断发展的今天，施工单位要生存和发展，只有不断地提高管理水平，增强自身实力，保证和提高服务质量，才能不断拓展市场，在竞争中立于不败之地。因此，建设一支技术全面、精通管理、运作规范的专业化施工队伍，是时代的要求，更是一种责任。12n致谢笔者在本论文写作过程中，得到了***老师的指导与关心，以及班主任**老师，同班同学的帮助，在此向你们表示感谢！**县**水库参建的**县**水库工程管理局**同志、**水利水电工程建设管理技术咨询有限公司**同志、以及设计单位**市水利水电勘测设计院的**老师为本论文的成稿提供了很多帮助，在此表示感谢！[参考文献】[1]周厚贵．三峡工程大坝混凝土施工新技术[J]．葛洲坝集团科技，2007，(4)：42～45．[2]张旭维．浅谈大坝护坡混凝土施工方法[J]．黑龙江科技信息，2007，(9)：6～9．[3]曾志和．水利工程大坝填筑施工管理[J]．水利科技与经济，2008，(8)：679～681．[4]韩河等．浅议水利工程施工管理的方法[J]．山东水利，2001，(9)：27～28．[5]杨勇，邹海燕．水利水电工程施工管理经验与探讨[J]．浙江水利科技，2004，(3)：80～81．[6]高建云等．云南省普洱市**县**水库除险加固工程坝体、溢洪道及临时工程施工技术要求．昭通市水利水电勘测设计院，2007，(11).12n[7]**等．**省**市**县**水库除险加固工程大坝帷幕灌浆及固结灌浆工程施工技术要求．昭通市水利水电勘测设计院，2007，(11).[8]**等．**县**水库技施阶段图纸．**市水利水电勘测设计院，2007，(11).[9]**等．**省**市**县**水库除险加固工程坝体、溢洪道及临时工程施工招标文件．**水利水电工程建设管理技术咨询有限公司，2007，(11).[10]**等．**省**市**县**水库除险加固工程坝体、溢洪道及临时工程竣工报告．**水利建筑安装有限公司，2008，(11).12