王文義 王 坤 趙昆鵬

（1.南陽市水利水電建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站,河南 南陽 473000；2.中鐵隧道集團(tuán)二處有限公司，河北 三河 065201；33..鄭州大學(xué)，河南 鄭州 450002）

1 工程概述

雲(yún)露湖水庫位于河南省內(nèi)鄉(xiāng)縣馬山口鎮(zhèn)外坡自然村上游約400m處，壩址控制流域面積112.30km2，水庫總庫容983.3萬m3，興利庫容536萬m3。大壩為碾壓混凝土重力壩，是一座以灌溉供水為主要任務(wù)的小型水利工程。

大壩由溢流壩段和非溢流壩段組成。壩頂長度230m，共分為10個(gè)壩段，其中溢流壩段長100m，左岸非溢流壩段長50m，右岸非溢流壩段長80m。

非溢流壩段共計(jì)6個(gè)壩段，壩頂總長130m，壩頂高程304.5m，壩頂寬度6m，最大壩高47.5m。壩體采用三級配碾壓混凝土，上游側(cè)設(shè)250cm厚二級配碾壓混凝土防滲層，墊層及壩頂采用100cm厚C20常態(tài)混凝土。溢流壩段堰頂高程297.00m，溢流面總寬100m，凈寬90m，溢流面采用200cm厚C25W 4鋼筋混凝土。溢流壩段壩頂設(shè)交通橋，共5跨計(jì)100m，橋面總寬6m，橋板采用預(yù)應(yīng)力C40鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)［1］。

壩體內(nèi)設(shè)縱向灌漿廊道，兼做排水及交通廊道。灌漿廊道平行于防滲面板前沿布置，城門洞形，斷面尺寸寬2.5×3.5m，上游壁距壩面3.5m，廊道底距建基面最小距離3.0m，最低處廊道底部高程為262.90m。

2 工程條件

2.1 對外交通

雲(yún)露湖水庫壩址位于南陽市內(nèi)鄉(xiāng)縣，壩址距縣城45km,距南陽市區(qū)85km，南陽至內(nèi)鄉(xiāng)縣城有312國道，內(nèi)鄉(xiāng)至南召S248舊鄧線從壩址附近青山河左岸通過，施工現(xiàn)場外臨218省道，鑒于原進(jìn)場道路較為狹窄，且部分路段不通，遂對進(jìn)場道路進(jìn)行擴(kuò)寬、重修，修建一條寬8m長約1.2km的施工通道，道路起點(diǎn)為218省道與進(jìn)入施工現(xiàn)場的交叉口處，終點(diǎn)為壩體下游500m左右的左岸河床處，其中在進(jìn)口處對218省道的右側(cè)山體以向山體內(nèi)拓寬的方式修筑一錯車平臺，來確保在施工過程中，施工車輛與外部車輛的交叉行駛安全。該道路修建后，施工單位可以直接運(yùn)料至施工現(xiàn)場。綜上所述，本工程沿線外部交通條件優(yōu)越，修筑部分臨時(shí)路后完全可以滿足施工期間主要施工機(jī)械、設(shè)備物資等的運(yùn)輸要求。

2.2 施工建材供應(yīng)

工程所用石料及砂料主要用于筑建大壩，土料則用于大壩施工圍堰。

2.2.1 土料

選定土料廠位于壩址下游2.0km左右，為右岸高程293m以下人工填筑的耕地。有用土層平均厚約2.0m，儲量約3.5萬m3，土料巖性為含礫重壤土。其物理力學(xué)性能指標(biāo)為：比重2.705，液限32.18%，塑限16.83%，塑性指數(shù)15.37，礫石7.5%，砂粒含量31.5%，粉粒含量35.5%，黏粒含量25.5%。工程所需土料主要用于圍堰建筑，土料儲量及質(zhì)量滿足工程需要。

2.2.2 砂料

混凝土細(xì)骨料的獲取方式有外購和料場加工兩種，外購砂料運(yùn)距25km，原價(jià)50元/m3，運(yùn)雜費(fèi)22.5元/m3，概算單價(jià)72.5元/m3；人工加工細(xì)骨料，料場位于壩址上游0.9km河道左岸，也即工程選定的石料場，經(jīng)爆破、破碎、篩分后可最為混凝土細(xì)骨料使用，概算單價(jià)86.1元/m3。因此本工程混凝土細(xì)骨料采用外購，砂料場選在內(nèi)鄉(xiāng)縣馬山口鎮(zhèn)默河砂料場，儲量大于30萬m3，距工程區(qū)25km，料場緊鄰公路，交通運(yùn)輸條件較好。

根據(jù)顆粒分析試驗(yàn)，砂料場巖性為礫砂，主要礦物成分為石英、長石及少量暗色礦物，礫石含量34.5%，砂粒含量65.5%，控制粒徑d60=1.4mm，d30=0.53mm，有效粒徑d10=0.315mm，不均勻系數(shù)Cu=4.4，曲率系數(shù)Cc=0.64，平均粒徑Dcp=0.89mm，細(xì)度模數(shù)Mn=3.2，為級配不良砂。

2.2.3 石料

石料選于下壩址中壩線上游約0.9km處左岸山體，巖性為花崗巖，呈弱微風(fēng)化，裂隙雖較發(fā)育，但不密集，巖石強(qiáng)度高，成形好，是優(yōu)質(zhì)的砌石料。料場長200m，寬100m，表層3.0m為坡積層和強(qiáng)風(fēng)化層，無用料方為6.0m3，可采厚度15.0m，終采面高程272.0m，有用層方量30.0萬m3，大于設(shè)計(jì)需用量的3倍。表層坡積層剝離后采用鉆爆發(fā)分層開挖，2m3裝載機(jī)運(yùn)輸，250×400顎式破碎機(jī)破碎后采用10t自卸汽車運(yùn)輸至拌合樓。

3 施工導(dǎo)流

3.1 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及方式

本樞紐工程等別為Ⅳ等，臨時(shí)建筑物為5級，導(dǎo)流建筑物按照5級設(shè)計(jì)，根據(jù)規(guī)范SL252-2000、GB50201-94：當(dāng)圍堰為土石結(jié)構(gòu)時(shí)，洪水重現(xiàn)期為5年～10年，考慮本大壩工程基坑施工程序較簡單，圍堰使用期不長，故導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用下限值5年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。

施工渡過2個(gè)汛期。根據(jù)工程地質(zhì)條件，綜合分析工程地質(zhì)水文特性和周邊水環(huán)境、施工總體布置情況等因素后，確定本工程的導(dǎo)流方式為：第一個(gè)枯水期（11月-次年4月）利用上下游圍堰攔洪、導(dǎo)流底孔泄洪。其中在進(jìn)行導(dǎo)流底孔施工前，先對壩體基礎(chǔ)高程最低處，即0+075～0+100范圍內(nèi)的基礎(chǔ)先開挖，開挖至設(shè)計(jì)基礎(chǔ)高程時(shí)，利用開挖好的過流斷面導(dǎo)流，然后在此期間進(jìn)行導(dǎo)流底孔的施工，待導(dǎo)流底孔施工完成后再利用其與圍堰內(nèi)預(yù)制涵管進(jìn)行配合導(dǎo)流，另外施工導(dǎo)流底孔時(shí)利用其右側(cè)開挖后埋設(shè)涵管的方式臨時(shí)導(dǎo)流。第一個(gè)汛期由壩體當(dāng)時(shí)所填筑的臨時(shí)斷面攔水，導(dǎo)流底孔與溢流壩段缺口聯(lián)合泄洪。其中溢流壩段填筑至高程270.00m，即到達(dá)溢流面下游挑流鼻坎下部基礎(chǔ)的高度，非溢流壩段填筑至度汛高程280.00m，第二個(gè)枯水期完成大壩全部填筑工程。

3.2 施工圍堰

依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，施工圍堰在本工程壩體上下游40m范圍內(nèi)各設(shè)一處。結(jié)構(gòu)形式為土石圍堰，頂寬6m，迎水面采用編織袋砂土圍堰，下鋪PVC-8土工膜。

圍堰擋水標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇枯水期流量，邊坡比為1：2，背水面設(shè)集水溝。圍堰以上河底進(jìn)行挖底、平整，保證河水平順匯至導(dǎo)流涵管前，經(jīng)涵管流向下游，為滿足交通需要，圍堰頂與場內(nèi)交通連接，上下游圍堰堰頂高程分別為266.00m和262.00m。

3.3 導(dǎo)流建筑物

3.3.1 土石堰體施工。圍堰填筑采用開挖棄料填筑，由1.2m3挖掘機(jī)挖裝，10t自卸汽車運(yùn)輸，進(jìn)占法施工，分層上料，118kW推土機(jī)平料，13.5t振動碾振動壓實(shí)，均勻上升，迎水采用編織袋砂土下鋪設(shè)土工膜防護(hù)。

3.3.2 導(dǎo)流管安裝施工。導(dǎo)流涵管采用直徑2m的C30預(yù)制砼涵管，單節(jié)長2m，共20節(jié)。

3.4 導(dǎo)流洞封堵及下閘蓄水

根據(jù)施工進(jìn)度安排，導(dǎo)流洞封堵安排在第三年2月進(jìn)行，因枯水期徑流量較小，導(dǎo)流洞封堵時(shí)，先縮小進(jìn)口斷面為1.0m×1.0m的矩形斷面，然后關(guān)閉閘門進(jìn)行封堵，封堵完成后即開始水庫蓄水。

4 主體工程施工組織設(shè)計(jì)特點(diǎn)

4.1 地基及邊坡處理

主要施工任務(wù)為固結(jié)灌漿、帷幕灌漿、地下砂漿錨桿支護(hù)和噴射C20混凝土等。固結(jié)灌漿施工時(shí)先進(jìn)行灌漿試驗(yàn)，壓水試驗(yàn)，并根據(jù)基巖破碎程度及灌漿試驗(yàn)結(jié)果，確定灌漿壓力及其他灌漿技術(shù)參數(shù)，得出巖體相對透水性和了解裂隙發(fā)育程度，并在同一壩段的基巖帷幕灌漿之前進(jìn)行。選擇適應(yīng)本工程合理的施工工藝及灌漿有關(guān)的主要參數(shù)，為本次大壩灌漿提供主要依據(jù)。

帷幕灌漿深入壩基中等透水下限以下5m，帷幕控制標(biāo)準(zhǔn)為5Lu，并同一壩段的帷幕灌漿應(yīng)在固結(jié)灌漿之后進(jìn)行，廊道內(nèi)灌漿應(yīng)在待蓋重砼壩體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%后進(jìn)行。在有代表性的地段進(jìn)行帷幕灌漿試驗(yàn)，論證帷幕灌漿施工方案及施工參數(shù)的合理性，以指導(dǎo)本工程的施工，確保其滿足設(shè)計(jì)要求。

帷幕灌漿施工采用150型地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，鉆孔直徑Φ 91mm，自下而上分段灌漿法施工，選用灰漿攪拌機(jī)配合中壓泥漿泵進(jìn)行施灌。廊道內(nèi)不占直線工期，可在灌漿廊道形成后或碾壓混凝土壩體上升一定高度后靈活安排，兩壩肩明灌安排在大壩澆筑接近完成時(shí)進(jìn)行施工。

4.2 土石方開挖

主要包括非溢流壩段、溢流壩段、壩基處理、壩基和壩體排水及施工臨時(shí)工程等土石方開挖。由于本工程開挖區(qū)域施工場地狹窄，因此我們在結(jié)合工程現(xiàn)場實(shí)際條件后，決定對岸坡位置采取預(yù)裂爆破與光面爆破相結(jié)合的方法進(jìn)行施工，而對于河床基礎(chǔ)則采用淺孔爆破的方式進(jìn)行施工，確保壩基基礎(chǔ)不受爆破影響。對于局部出現(xiàn)的少量欠挖將采取風(fēng)鎬拔除，確?；炷恋臐仓穸?。其中依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙顯示：建基面以上1m按保護(hù)層開挖。因此，在開挖過程中，對壩基基礎(chǔ)建基面以上1m范圍內(nèi)預(yù)留保護(hù)層，對該部位的開挖采取小炮或人工撬挖的方式進(jìn)行施工，盡量減少對見建基面的撓動，以免形成人為軟弱面。

4.3 混凝土工程

為充分發(fā)揮碾壓混凝土快速連續(xù)高度機(jī)械化的施工特點(diǎn)，開工前對操縱人員培訓(xùn)合格后方可上崗，施工過程中，施工作業(yè)人員應(yīng)分工明確、職責(zé)分明、各負(fù)其責(zé)、協(xié)調(diào)工作。對倉塊進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)劃安排，使施工工藝在倉面上具體化，避免了施工的隨意性，保證了施工工藝，并提高了施工效率。碾壓混凝土壩上游面使用懸臂式組合鋼模板，下游面采用平面鋼模板，為了便于周邊的鋪筑作業(yè)模板不設(shè)斜向拉條。

壩內(nèi)廊道不多，主要一條是縱向灌漿廊道。設(shè)計(jì)為預(yù)制鋼筋混凝土廊道。廊道前為二級配碾壓砼。設(shè)計(jì)2.5×3.5m，用平面鋼模板施工焊接拉筋。其中現(xiàn)澆段廊道結(jié)合處的模板采取木模板加工的方式組裝、內(nèi)部鋼支架支撐，廊道周邊混凝土采取變態(tài)混凝土過渡。廊道邊墻模板拉筋會導(dǎo)致料物無法直接入倉，因此現(xiàn)場施工時(shí)，該部位的碾壓混凝土采取挖掘機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)甩料的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)料入倉，后通過人工加漿、變頻振搗器振搗的方式進(jìn)行施工。

4.4 交通橋工程

混凝土集中在拌和站拌制，運(yùn)至現(xiàn)場后人工入倉。采取對稱平衡澆筑來防止內(nèi)模移位。砼振搗用插入式振搗器。混凝土原材料和外加劑選用、配合比設(shè)計(jì)均須符合混凝土的施工技術(shù)規(guī)范的要求，以保證梁體質(zhì)量。在混凝土澆筑完成后，應(yīng)在初凝后盡快保養(yǎng)，采用麻袋或其他物品覆蓋混凝土表面，灑水養(yǎng)護(hù)，在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，嚴(yán)禁利用橋面作為施工場地或堆放原材料。

5 施工總布置

5.1 場內(nèi)交通

在場內(nèi)沿施工區(qū)域設(shè)計(jì)施工1#～9#道路，道路寬度約6m，在道路兩側(cè)布置排水溝，場內(nèi)外道路交叉處均設(shè)置交通指示牌和警示牌，同時(shí)每條場內(nèi)施工道路兩側(cè)均設(shè)夜間照明線路［3］。分別為：

1#施工道路：由進(jìn)場路的終點(diǎn)處跨過河床向壩體方向按照1：10的坡度修筑一條上坡路，然后再由坡頂處水平修筑一條通往壩體右岸施工現(xiàn)場的臨時(shí)道路，其中坡頂處修筑的水平道路的高程為273.00m，另外在修筑其過河路段時(shí)路基下部需埋設(shè)涵管以便導(dǎo)流。道路全長約1.0km。

2#施工道路：以進(jìn)場路終點(diǎn)為起點(diǎn)，順著河床修建一條通往拌和站的施工道路，再由拌合站修筑一條通往施工現(xiàn)場的道路。道路全長約0.5km。

3#施工道路：由1#臨時(shí)道路273.00m高程處的坡頂處向下游方向、拌合站的右側(cè)修筑一條通往棄渣場的施工道路，道路全程約0.5km。

4#施工道路：由壩體右岸下游壩體樁號0+60m、高程273.00m處修筑一條通往壩體河床處的下坡路，坡度約1：10，全程約0.3km。

5#施工道路：在壩體上下游設(shè)計(jì)圍堰的位置處由壩體右岸的臨時(shí)施工道路分別向上下游河床處修筑一條臨時(shí)的施工道路，以便在填筑圍堰時(shí)使用。圍堰中心線位于由壩體河床基礎(chǔ)向上游方向47m，下游方向51m處。道路全長約0.4km。

6#施工道路：為了加快施工進(jìn)度，在施工過程中對壩體上游的模板使用3*3m的翻轉(zhuǎn)模板，每層澆筑碾壓混凝土厚度為3m，因此隨著壩基河床處碾壓混凝土的提升，自卸汽車所需形式的運(yùn)輸通道也需隨著碾壓混凝土的提升而提升。因此由高程273.00m與壩基墊層高程258.00m之間高差為15m，而施工交通道路需要每3m在原道路的基礎(chǔ)上提升一次。因此6#施工道路需修筑5次，修筑長度約為0.2*5=1km。

7#施工道路：在進(jìn)行壩體右岸高程273.00以上的基礎(chǔ)開挖時(shí)，由于由該高程到壩頂高程304.50m之間存在有31.5m的高差，同時(shí)考慮到施工地理?xiàng)l件以及設(shè)計(jì)要求在兩側(cè)壩體山體處每5m高設(shè)有一施工平臺，因此為了進(jìn)行壩體右岸山體基礎(chǔ)開挖，需在273.00高程以上每5m處修筑一條臨時(shí)施工道路，以便鉆機(jī)及爆破后棄渣的運(yùn)出。修筑起點(diǎn)為壩體下游樁號0+060處，終點(diǎn)高程分別為：①#高程276.00m、②#高程281.00m、③#高程286.00、④#高程291.00m、⑤#高程296.00m、⑥高程304.5.00m。全道路長度約0.6km。

8#施工道路：在進(jìn)行壩體右岸高程273.00以上，高程296.60m以下范圍內(nèi)碾壓混凝土?xí)r（高差23.6m），在利用進(jìn)行開挖時(shí)修筑過的施工道路外還需按照每3m一層的高度補(bǔ)修一些施工道路，共需補(bǔ)修3條，道路長度約0.3km。

9#施工道路：在進(jìn)行壩體左岸碾壓混凝土?xí)r，基礎(chǔ)部分使用6#施工道路通行，在超出溢流堰高程297.00m以上后，利用上游圍堰縱向修筑一條通往壩體的施工道路，由此進(jìn)行壩體左岸碾壓混凝土的施工，對于頂部混凝土采取從左岸山頂向下修筑施工道路。

5.2 施工設(shè)施

5.2.1 施工供電

主體施工區(qū)現(xiàn)場設(shè)變壓器一臺，變壓器的型號為S11-M-630/10(GY)型。加工制造用電現(xiàn)場設(shè)變壓器一臺，以10kV“T”線路接至水庫10kV專線上，長度約為1km，變壓器選用S11-M-800/10(GY)型，低壓線通過GGD1的低壓配電盤給各個(gè)施工區(qū)用電設(shè)備供電。同時(shí)在混凝土系統(tǒng)供電區(qū)設(shè)變壓器一臺，變壓器選用S11-M-500/10(GY)型，從水庫10kV專線上接出，用于混凝土生產(chǎn)用電。工程完工后，可保留部分線路及管理房附近變壓器，供管理、生產(chǎn)和生活用電。在供電的過程中考慮電力不足問題，可配備200kW柴油發(fā)電機(jī)做備用電源。并確保本工程停電不停工。生活照明采用60W節(jié)能燈具照明；施工照明分別在兩岸、施工工廠區(qū)裝設(shè)HTG135-1500W金屬鹵化物投光燈照明，道路照明部分利用施工照明，不能利用施工照明的路段，在路邊每50m埋設(shè)一線桿，每線桿設(shè)一250W高壓鈉燈燈。

5.2.2 施工供水

首部樞紐總需水量86m3/h，1#供水系統(tǒng)位于首部樞紐右岸，2#供水系統(tǒng)位于首部樞紐左岸，設(shè)計(jì)規(guī)模均為50m3/h。1#、2#均選用80CYZ-25（功率75kW）水泵2臺（1臺備用），配置蓄水池1個(gè)，容量80m3。根據(jù)需要，在生活區(qū)建20m3壓力罐一座，電動潛水泵供水。PE輸水管道組成供水系統(tǒng)；各個(gè)生產(chǎn)區(qū)的施工用水采用灑水車供水。

5.2.3 施工通訊

無線通訊網(wǎng)已覆蓋工程區(qū)，施工期從附近架設(shè)通訊線路至個(gè)施工工區(qū)，以保證施工區(qū)場內(nèi)外通訊暢通，及時(shí)獲得水情預(yù)報(bào)和對外通訊聯(lián)系，利用永久管理系統(tǒng)，在壩區(qū)設(shè)程控電話一臺。

5.2.4 混凝土粗骨料生產(chǎn)系統(tǒng)

石料場采用鉆爆法分層開挖，2m3裝載機(jī)運(yùn)輸，250×400顎式破碎機(jī)破碎后采用10t自卸汽車運(yùn)輸至拌合樓。

5.2.5 混凝土拌和系統(tǒng)

根據(jù)水工建筑物布置情況，混凝土拌和站采取分散布置方式，在攔河壩左右岸分設(shè)混凝土及砂漿拌和站。選用HL50-2F1000型混凝土攪拌站（生產(chǎn)率48～60m3/h）2座，設(shè)計(jì)產(chǎn)能保證最小倍率1.2，能夠滿足施工要求。并在內(nèi)配置JW 750砂漿拌制機(jī)1臺，主要任務(wù)為灌漿拌制及砌石。此外營地內(nèi)混凝土及灌漿拌制系統(tǒng)建值班房及控制室200m2，拌制系統(tǒng)占地面積2000m2。

5.2.6 綜合加工系統(tǒng)

主要包括鋼筋加工廠、木材工加工廠、預(yù)制構(gòu)件廠。為方便施工，鋼筋、木材加工廠布置在攔河壩左岸下游，按一班工作制設(shè)計(jì)，鋼筋加工規(guī)模1.0t/班，木材加工規(guī)模0.5t/班。施工臨時(shí)倉庫1 500m2。

①鋼筋加工廠：在施工營地內(nèi)建加工車間各100m2，施工營地總占地面積為500m2，各配備鋼筋彎鉤機(jī)、鋼筋調(diào)直機(jī)、鋼筋切斷機(jī)、直流電焊機(jī)，交流電焊機(jī)，鋼筋對焊機(jī)等設(shè)備，用于本工程的鋼筋加工任務(wù)。

②木工加工廠：施工營地木工加工廠占地面積300m2，場內(nèi)設(shè)木工加工機(jī)械2套，負(fù)責(zé)模板整修、涂脫模劑以及零星邊角、異型模板等材料的加工。

③預(yù)制構(gòu)件廠：布置于生產(chǎn)區(qū)內(nèi)，負(fù)責(zé)整個(gè)標(biāo)段的預(yù)制構(gòu)件預(yù)制工作?？傉嫉孛娣e400m2。

6 施工進(jìn)度

本工程施工安排要求：大壩壩基開挖安排于截流前完成，大壩河床部位施工需修建圍堰以后，枯水期內(nèi)大壩澆筑至滿足汛期度汛要求高程，汛期即可連續(xù)施工。

總工期24個(gè)月，其中：準(zhǔn)備期4個(gè)月，主體工程開工至水庫蓄水工期19個(gè)月，工程完建期1個(gè)月。

主體工程工期，第一年11月進(jìn)行導(dǎo)流底孔的施工與上下游圍堰的填筑，11月中旬開始大壩壩基及壩肩開挖，至12月底完成；第二年1月開始大壩澆筑，至第二年汛前即5月末，5#～7#溢流壩段澆筑至高程270.00m，8#、9#溢流壩段至左右岸非溢流壩段澆筑至高程280.00m，第一個(gè)汛期由導(dǎo)流底孔和溢流壩段預(yù)留缺口泄洪；第二年6月至第三年5月末完成剩余壩體混凝土、導(dǎo)墻及橋墩的澆筑，同時(shí)完成交通橋、壩頂工程、管理區(qū)及上壩道路的施工，同時(shí)進(jìn)行導(dǎo)流底孔的封堵，6月完工竣工驗(yàn)收。

［1］GB50201-94，《防洪標(biāo)準(zhǔn)》［S］.