周玲瓏，羅純軍

（湖南省水利水電勘測設(shè)計規(guī)劃研究總院有限公司，湖南 長沙 410007）

1 大壩塘水庫工程概況

1）工程概況。大壩塘水庫位于寧鄉(xiāng)市黃材鎮(zhèn)溈濱村，是一座以供水為主的Ⅲ等中型水利樞紐工程。工程主要由大壩、溢洪道、引水建筑物組成，引水建筑物含分層取水口、引水隧洞、壓力鋼管。樞紐從左至右依次布置大壩、溢洪道、引水隧洞（兼導流隧洞），引水隧洞進口布置分層取水口，下游接引水壓力鋼管。

2）壩體填筑設(shè)計。大壩塘水庫工程壩頂寬6 m，最大壩高55 m，壩頂長315 m。

按壩體受力和防滲情況，自上游向下游將壩體劃分為：面板上游面蓋重和粘土鋪蓋、混凝土趾板、混凝土面板、墊層、過渡層、主堆石區(qū)、次堆石區(qū)、開挖料區(qū)及壩頂上游側(cè)“L”墻和下游壩面塊石護坡，在周邊縫下游側(cè)設(shè)置薄層碾壓的特殊墊層區(qū)。見圖1。

圖1 大壩塘水庫混凝土面板堆石壩典型斷面圖

蓋重和鋪蓋位于面板上游，蓋重采用石渣料，鋪蓋宜采用粉土、粉細砂、粉煤灰等低黏性料。

墊層區(qū)位于面板下部，是堆石壩體最重要的部位，其級配要求高、壓實標準高，故采用機制新鮮灰?guī)r砂和碎石填筑，且應(yīng)級配連續(xù)。

過渡層位于墊層與主堆石區(qū)之間，起反濾和傳力過渡作用，采用新鮮灰?guī)r料填筑。

主堆石區(qū)是面板壩受力主體，位于壩剖面中部，呈三角體，填筑新鮮堅硬灰?guī)r料。

開挖料區(qū)位于壩剖面最下游側(cè)，其受力和沉陷變形對面板幾乎無影響，對該區(qū)石料的級配和壓實要求可適當降低，在不影響下游壩坡穩(wěn)定的前提下，允許采用級配、強度較差的壩基開挖巖石進行填筑，粒徑要求同主次堆石區(qū)。

各分區(qū)壓實指標見表1。

表1 堆石體分區(qū)指標表

2 壩體填筑施工組織設(shè)計

2.1 料場選擇與開采

本工程砂礫石料主要用于混凝土骨料、大壩的墊層料。

本工程大壩為面板堆石壩，其中墊層料5.21萬m3。墊層料區(qū)對粒徑的要求見表1，同時需要量也較大，從現(xiàn)場調(diào)查可知，壩址區(qū)周邊砂礫石料較為匱乏，為了保證工程質(zhì)量和施工進度，本階段采用從工程附近的塊石料場開采后通過砂石系統(tǒng)加工生產(chǎn)。

本工程大壩為面板堆石壩，壩體填筑量塊石設(shè)計需要量合計90.15萬m3，壩體堆石料和過濾料填筑的粒徑要求見表1。壩體填筑料應(yīng)充分利用工程自身開挖料，以減少棄碴對環(huán)境的影響，節(jié)約工程投資，不足部分從料場取料。本工程土石方開挖主要為大壩、右岸導流引水隧洞、右岸溢洪道的清基、土石方開挖，合計51.65萬m3。大壩壩體清基、溢洪道土方開挖部分可用于圍堰填筑和壩體填筑；大壩、導流引水隧洞石方開挖料部分可用于壩體填筑。

根據(jù)施工進度安排，導流引水隧洞及大壩等部位基礎(chǔ)開挖時，壩體填筑還未施工，故導流引水洞及大壩等部位土石方開挖利用料需先運至轉(zhuǎn)存料場，待大壩填筑施工時運至填筑點利用。

本階段大壩堆石區(qū)和過渡區(qū)的原料采用從料場開采直接利用。

經(jīng)過綜合比選，本工程選用位于壩址右壩肩右側(cè)的石山村料場。該料場為泥盆系棋子橋組（D2q1）深灰色、青灰色薄～厚層灰?guī)r夾泥灰?guī)r，巖體較完整，節(jié)理較少發(fā)育，成塊率高，巖石致密堅硬，呈弱風化～新鮮狀，飽和抗壓強度為86.3 MPa。該料場可開采面積8萬m2，有用層厚20～50 m，儲量約240萬m3，有鄉(xiāng)村公路直通壩址區(qū)，開采運輸方便。該料場巖石質(zhì)量好，儲量豐富，可以滿足混凝土骨料、塊石料質(zhì)量要求，可采率較高。

本工程需要石料的項目主要有：主堆石、次堆石、過渡料、墊層料、下游塊石護坡和混凝土骨料等，設(shè)計從石山村石料場開采，設(shè)計需要量共計96.26萬m3，規(guī)劃開采量合計141.63萬m3。石料場規(guī)劃見表2。

表2 石山村石料場規(guī)劃表 萬m3

石料場覆蓋層采用人工配合2 m3挖掘機開挖，15 t自卸汽車運輸至附近低洼處。一般石料開采采用CM351潛孔鉆鉆孔為主，人工裝藥，自上而下梯段微差擠壓爆破，梯段高度一般為10 m，爆破后石料采用132 kW推土機集料，3 m3挖掘機配20～25 t自卸汽車運輸，本階段設(shè)計開挖坡比按1∶0.5。

2.2 砂石料加工系統(tǒng)

根據(jù)總進度安排，本工程高峰期混凝土澆筑強度為407 m3/d，壩體高峰期填筑強度為3 920 m3/d，兩個高峰期錯開，壩體填筑高峰期為控制節(jié)點。壩體需要人工砂石系統(tǒng)加工的墊層月填筑強度以1.66萬m3/月計，成品砂石料月需用量為5.85萬t/月，人工砂石加工系統(tǒng)設(shè)計處理能力為170 t/h，設(shè)計生產(chǎn)能力為120 t/h，每日按2班制考慮。

砂石加工系統(tǒng)布置在壩址上游右岸埡口處的緩坡臺地。系統(tǒng)由受料坑、粗碎車間、半成品堆場、中碎車間、篩分車間、成品骨料堆場等組成，主要有給料機、顎式破碎機、反擊式破碎機、立軸沖擊式破碎機、單螺旋分級機、圓振動篩、膠帶運輸機、螺旋分級機、脫水篩等設(shè)備。

2.3 壩體填筑施工方法

大壩填筑主要分主堆石區(qū)、次堆石區(qū)、墊層區(qū)、過渡區(qū)和開挖料利用區(qū)、下游塊石護坡等。壩體填筑時，墊層區(qū)、過渡區(qū)填筑與主堆石區(qū)基本同步上升。

主堆石、次堆石區(qū)、過渡區(qū)、下游塊石護坡從石山村石料場開采，粘土鋪蓋從栗山土料場開采，墊層料采用石山村石料場開采后經(jīng)砂石料加工廠加工后使用，鋪蓋蓋重料優(yōu)先利用工程開挖合格石料，不足部分從石山村石料場開采。

大壩主堆石、次堆石采用20 t自卸汽車運料上壩，132 kW推土機平料，進占法鋪筑，壩面加水，本階段初擬20 t振動碾碾壓，層厚80 cm。墊層區(qū)與過渡區(qū)采用20 t自卸汽車運料上壩，后退法鋪料，132 kW推土機平料，20 t振動碾碾壓為主，碾壓層厚40 cm。

3 壩體填筑單價分析計算

根據(jù)本工程項目資金來源、審批機構(gòu)及工程規(guī)模分析，本工程采用《湖南省水利水電工程設(shè)計概（估）算編制規(guī)定》及相關(guān)配套定額。本工程為可行性研究設(shè)計階段，采用《湖南省水利水電建筑工程（設(shè)備安裝工程）概算定額》時應(yīng)擴大5%～10%階段擴大系數(shù)。

3.1 主、次堆石填筑單價分析計算

堆石填筑單價應(yīng)包括堆石料備料單價、堆石料備料運輸單價和堆石料備料壓實單價這三項。根據(jù)本工程施工組織設(shè)計，主次堆石區(qū)填筑料均來源于石山村料場開采，因此應(yīng)先計算出堆石區(qū)備料的材料價格，然后根據(jù)堆石填筑施工方法計算出備料運輸單價和填筑單價。

1）覆蓋層清除攤銷單價計算：覆蓋層清除攤銷率=剝離量÷規(guī)劃開采量=16÷141.63×100%，約為11%。

根據(jù)施工方法石料場覆蓋層采用人工配合2 m3挖掘機開挖，15 t自卸汽車運輸至附近低洼處，選用概算定額一-30定額編號［10259］，經(jīng)計算覆蓋層清除單價為9.63元/m3（自然方），因此覆蓋層清除攤銷單價為9.63×11%=1.06元/m3（堆方）。

2）堆石料塊石開采單價計算：根據(jù)施工方法，石料開采采用CM351潛孔鉆鉆孔為主，人工裝藥，自上而下梯段微差擠壓爆破，梯段高度一般為10 m，爆破后石料采用132 kW推土機集料，3 m3挖掘機配20～25 t自卸汽車運輸，選用概算定額六-17定額編號［60125］，經(jīng)計算塊石原料開采單價為44.43元/m3（成品堆方）。

3）堆石料塊石備料單價計算：根據(jù)上述石料開采施工方法，堆石區(qū)塊石單價=覆蓋層清除攤銷單價+原料開采單價=1.06+44.43=45.49元/m3（成品堆方）。

4）堆石區(qū)塊石料運輸單價計算：根據(jù)施工方法，大壩主次堆石采用20t自卸汽車運料上壩，選用概算定額六-33定額編號［60271］，壩面施工干擾系數(shù)為1.02，經(jīng)計算塊石料運輸單價為11.31元/m3（成品堆方）。

5）主次堆石填筑單價計算：根據(jù)施工方法，大壩主次堆石運料上壩后，選用進占法鋪筑，初擬20 t振動碾碾壓，選用概算定額三-27定額編號［30087］，將3）和4）計算結(jié)果代入定額中計算，經(jīng)計算堆石填筑單價為119.78元/m3（實方）。

3.2 墊層區(qū)填筑單價分析計算

墊層區(qū)填筑單價應(yīng)包括墊層料備料單價、墊層料備料運輸單價和墊層料備料壓實單價這三項。根據(jù)上述施工方法，墊層料采用石料場開采后經(jīng)砂石料加工廠加工后使用，因此要先計算出堆石區(qū)備料的材料價格（包含碎石原料開采、碎石原料運輸、制砂/碎石三部分），然后根據(jù)墊層填筑施工方法計算出備料運輸單價和填筑單價。

1）碎石原料開采單價計算：根據(jù)施工方法，碎石原料采用潛孔鉆鉆孔爆破，選用概算定額六-9定額編號［60067］，經(jīng)計算碎石原料開采單價為13.89元/m3（成品堆方）。

2）碎石原料運輸單價計算：根據(jù)施工方法，碎石原料運輸采用2 m3挖掘機配15 t自卸汽車運2 km，選用概算定額六-28定額編號［60202］，經(jīng)計算碎石原料運輸單價為11.88元/m3（成品堆方）。

3）制砂單價計算：根據(jù)上述砂石料系統(tǒng)工藝，制砂選用概算定額六-15定額編號［60112］，經(jīng)計算制砂單價為20.90元/t（成品），其中人工砂石料中成品砂的密度為1.5 t/m3，經(jīng)換算制砂單價=20.90×1.5=31.35元/m3。

4）制碎石單價計算：根據(jù)上述砂石料系統(tǒng)工藝，制碎石選用概算定額六-15定額編號［60110］，經(jīng)計算制碎石單價為8.53元/t（成品），其中人工砂石料中成品碎石的密度為1.45 t/m3，經(jīng)換算制碎石單價=8.53×1.45=12.37元/m3。

5）墊層料砂備料單價計算：根據(jù)施工方法，墊層料砂備料單價=覆蓋層清除攤銷單價+碎石原料開采×工序系數(shù)1.41+碎石原料運輸×工序系數(shù)1.41+制砂=1.06+13.89×1.41+11.88×1.41+31.35，經(jīng)計算砂備料單價為68.75元/m3。

6）墊層料碎石備料單價計算：根據(jù)施工方法，墊層料碎石備料單價=覆蓋層清除攤銷單價+碎石原料開采×工序系數(shù)1.11+碎石原料運輸×工序系數(shù)1.11+制碎石=1.06+13.89×1.11+11.88×1.11+12.37，經(jīng)計算碎石備料單價為42.03元/m3。

7）墊層料備料運輸單價計算：根據(jù)施工方法，砂石料運輸采用2 m3挖掘機配15 t自卸汽車運3 km，選用概算定額六-28定額編號［60191］，經(jīng)計算砂石料運輸單價為7.04元/m3（成品堆方）。

8）墊層區(qū)填筑單價計算：根據(jù)施工方法墊層區(qū)采用自卸汽車運料上壩，振動碾碾壓，選用概算定額三-27定額編號［30088］，將6）和7）計算結(jié)果代入定額中計算，經(jīng)計算墊層區(qū)填筑單價為116.56元/m3（實方）。

3.3 過濾料區(qū)填筑單價分析計算

根據(jù)水工設(shè)過濾料區(qū)指標設(shè)計及上述施工方法，過濾料備料單價為42.03元/m3[計算過程見3.2中6）墊層料碎石備料單價計算]，砂石料運輸單價為7.04元/m3（成品堆方）[計算過程見3.2中7）墊層料備料運輸單價計算]，填筑定額選用概算定額三-27定額編號［30087］，經(jīng)計算過濾料區(qū)填筑單價為101.73元/m3（實方）。

4 編制壩體填筑單價需要注意的問題[1 ]

1）概算定額中的土石壩物料壓實（填筑）綜合定額的單位均為壓實后的成品實方，已計入了從石料開采到上壩運輸、壓實過程中所有的損耗及超填、施工附加量，編制概（估）算單價時，不需另計任何系數(shù)；

2）堆石壩壓實（填筑）綜合定額的堆石料材料單位及單價中，自料場直接運輸上壩時，“堆石料運輸”的單位是自然方，主要適用于利用基坑開挖的石渣料作堆石料這種情況，因此，“堆石料運輸”單價不包括堆石料的開采費用，而只包括運至填筑部位的運輸費用，應(yīng)采用“石方開挖工程”定額計算;自成品供料場運輸上壩時，其“堆石料”材料及“堆石料運輸”單位是成品堆方，“堆石料”材料單價為開采加工單價（或購買價），自成品供料場運至填筑部位的費用計入“堆石料運輸”單價，應(yīng)采用“砂石備料工程”中相應(yīng)定額計算。

5 結(jié) 論

混凝土面板堆石壩具有安全性好、適應(yīng)性強、施工機械化程度高、施工速度快、工期短、筑壩材料兼容性強、造價低、綠色環(huán)保等優(yōu)點，已成為一種富有競爭力的壩型。

混凝土面板堆石壩的主體是堆石體，由于填筑材料用量大、費用高，是工程進度和投資的關(guān)鍵性控制因素。因此在進行混凝土面板堆石壩施工組織設(shè)計時，壩體填筑進度應(yīng)根據(jù)工程總工期要求和導流度汛方案，以施工導流為主導，并兼顧面板分期施工需要，進行壩體填筑分期規(guī)劃，施工強度規(guī)劃應(yīng)多方面統(tǒng)籌考慮[2]。

在計算填筑單價時，應(yīng)嚴格按照工程設(shè)計和施工組織設(shè)計選用合適的定額，同時在計算過程中，應(yīng)注意定額使用中各注意事項，不錯算，不漏算。