2.3 施工进度计划
2.3.1 施工程序
土石坝工程施工程序确定应遵循下列原则：①施工程序的安排要与导流规划相适应，应满足大坝安全度汛、下游供水和水库初期蓄水要求;②满足坝体变形控制的要求;③满足坝料季节性施工的要求;④坝体施工分期符合坝体结构、稳定和施工工艺的要求;⑤坝体填筑强度应满足均衡生产;⑥满足坝基处理的要求。
土石坝工程施工程序根据不同的设计导流方式而有所不同，其具体安排见表2-14。
施工应根据坝址地形地质条件、河道水文特性、大坝结构特点、各节点控制工期要求，按照设计导流方式，从而确定施工程序。
土石坝因防渗体施工的原因，多采用河床一次断流、隧洞导流的方式，如黑河坝、恰甫其海坝、糯扎渡坝、瀑布沟坝等。对河床宽阔的坝体，可采用分期围堰导流方式，如玉滩坝、海勃湾坝等。
2.3.2 施工阶段划分
土石坝工程施工阶段划分与进度计划安排以施工合同中有关节点控制性工期为依据。在编制的具体过程中，除充分考虑河床导截流和年度施工度汛等客观因素外，还需始终以坝体填筑各节点工期为准，进行施工阶段划分与进度计划安排。
表2-14 土石坝工程施工程序具体安排表
根据各时段任务不同，大体可分为三个施工阶段，即初期导流阶段、施工期临时度汛阶段及施工运用阶段。土石坝施工阶段划分及任务见表2-15。
表2-15 土石坝施工阶段划分及任务表
① 含堰坝结合及围堰拦洪方式。
② 大型工程中，也可以增加一个分期的安排，即大坝填筑到坝顶至全部完建的工程收尾期。
2.3.3 施工期度汛
2.3.3.1 施工期度汛方式
施工导流与拦洪度汛贯穿大坝施工的全过程，施工期拦洪度汛方式随导流方式、洪水流量大小、坝基处理的难易程度、坝体分期填筑强度及施工能力的大小而不同。施工期拦洪度汛方式及适用条件见表2-16。
表2-16 施工期拦洪度汛方式及适用条件表
土石坝一般不允许坝面漫顶过水度汛方案。国外土石坝施工中有采用加设混凝土盖板或钢筋网保护坝面泄流度汛的实例，国内心墙坝工程有做过坝面过水度汛准备的实例，但未经预期洪水的考验，只有毛家村心墙坝（坝高80.5m）因工期滞后，于洪水来临前在坝上设缺口与隧洞组合泄流，安全度过了一个汛期。以堆石为主体的坝体，经论证比较，在采用可靠过水防护措施的情况下，施工期坝面可允许过水。土石围堰过水的工程也有几例，如天生桥一级、思林、柘溪等工程。
2.3.3.2 施工期度汛标准
（1）坝体施工期临时度汛阶段洪水标准见表2-17。这一阶段又称坝体主要施工阶段。该表内容仅分为三档，随着工程建设规模的加大，仍使用此表不大方便。选用各年度度汛标准时，应根据工程的具体情况，主要考虑拦洪库容的大小，综合分析确定。需要注意的是，随着坝体逐年升高，度汛标准逐年应有所提高，一般应比前一年标准提高一个档次。
表2-17 坝体施工期临时度汛阶段洪水标准表
（2）导流泄水建筑物封堵后，坝体度汛洪水标准应分析坝体施工和运行要求后按表2-18规定执行。汛前坝体上升高度应当满足拦洪要求，帷幕灌浆高程应能满足相应蓄水要求。
表2-18 施工运用阶段坝体度汛洪水标准表
（3）施工期坝体安全超高和坝的级别有关。采用临时断面时，超高值应适当加大。对于用堆石体临时断面度汛的坝体，应综合考虑临时断面高度、坝型、坝的级别及坝的拦洪库容。坝的拦洪库容选用较大的超高值，一般多在1.5～2.0m之间，也有采用3m超高值的实例。在施工运用阶段，拦洪高程应按设计标准和校核标准分别计算，其中校核标准中的拦洪高程不再另计安全加高。
（4）国内2000年后相关典型土石坝导流度汛标准实例见表2-19。不同时段所运用的导流泄水建筑物有所不同。
2.3.3.3 坝体度汛临时断面设计
对许多中、高土石坝在截流后第一个汛前，因防渗体土料填筑无法达到坝体全断面填筑所要求的拦洪高程，现设计上均采用将上游围堰堰体（堆石料）作为坝体的一部分，即在汛前按坝体临时断面填筑至度汛高程，此时，应对其断面进行施工设计。
（1）临时断面设计原则。
1）临时断面应满足稳定、渗流、变形及规定的超高等方面的基本要求，并力求分区少、变坡少、用料种类少；相邻台阶的高差一般以40m为宜。高差过大时，可以通过增设平台协调坝体沉降，平台要有相当的宽度。
2）度汛临时断面顶部必须有足够的宽度（不宜小于12m），以便在洪水超过设计标准时，有抢修子堰（堤）的余地。数项工程的实践表明，临时断面的合适顶宽为25～30m。有时断面顶宽是根据施工均衡的要求而拟定的，即可假定几个顶宽，分别计算出不同顶宽的截流拦洪期与坝体主要施工阶段、施工运用阶段的施工强度，选出满足填筑强度均衡性的顶宽。
3）斜墙、窄心墙不应划分临时断面。
4）临时断面位于坝体断面的上游部分时，上游坡应与坝的永久边坡一致；下游坡应不陡于设计下游坝坡。其他情况下，临时断面上、下游边坡可采用同一边坡比，但不应陡于坝下游坡。临时断面边坡抗滑稳定安全系数不低于表2-20所列数值。
5）临时断面以外的剩余部分应有一定宽度，以利于补填施工。
6）下游坝体部位，为满足临时断面浸润线的安全要求，在坝基清理完毕后，应全面填筑数米高后再收坡，必要时应结合反滤排水体统一安排。
7）上游块石护坡和垫层应按设计要求填筑到拦洪高程，如不能达到要求，则应采取临时防护措施。
（2）度汛临时断面位置选择。
1）心墙坝临时断面选在坝体上游部位，此时需在上游坡面增加临时防渗措施。施工初期，由于心墙部位的岸坡和坝基的开挖、处理工期或气象因素等对心墙填筑的影响，心墙上升速度可能受到限制，此时可采用这一度汛临时断面形式，如糯扎渡坝、瀑布沟坝、黑河坝等。这种形式，一般到了施工的中、后期，又可以过渡到心墙部位临时断面的度汛型式。
2）心墙坝临时断面选在坝体中部。初期施工不如临时断面位于上游部位的有利，且接缝工作量一般较大，但有利于中、后期度汛和施工安排。石头河坝采用此形式。设计这种形式的临时断面，要注意上游补填部分的最低高程应满足汛期一般水情条件下（如P=5%～10%）能继续施工的要求。对于宽心墙坝，必要时亦可将部分心墙划为临时断面，先行填筑。
表2-19 国内2000年后相关典型土石坝导流度汛标准实例表（以坝高为序）
注 1.小浪底坝右岸施工一期纵向围堰度汛标准为20年一遇洪水；二期度汛围堰按Ⅲ级、枯水围堰按Ⅳ级设计；大坝由于采取加速施工的措施，第二汛期的度汛标准提高到500年一遇。
2.黑河坝截流后第一汛期为高围堰拦洪，第二汛期临时断面拦洪，度汛后导流洞封堵，第三汛期亦为临时断面拦洪，泄洪洞具备过水条件。
表2-20 临时断面边坡抗滑稳定最小安全系数表
3）对均质坝和斜墙坝，度汛临时断面应选在坝体上游部位，以斜墙为度汛临时断面的防渗体，同时应将上游的临时保护体也填筑到拦洪高程。小浪底斜心墙坝，由于填筑能力强，临时断面与全断面工程量差距不大，上游坡面无需防渗处理。
2.3.4 施工强度
施工强度分析是编制施工进度计划的依据。施工中，在研究坝体拦洪方案的基础上，以坝体填筑强度为依据，从而确定坝料开挖、运输等强度，进一步确定资源配置（主要机械设备及劳动力），以保证大坝按期完工。
2.3.4.1 填筑强度拟定原则
（1）以设计施工各节点工期为依据，满足总工期及各高峰期的工程形象，且各分部分项工程强度较为均衡（注意利用临时断面调节填筑强度）。
（2）月高峰填筑量与坝体总量比例协调，一般可取1∶20～1∶40。国内在建及完建工程月高峰填筑量与坝体总量比例分别为：鲁布革坝1∶18，小浪底坝1∶35，黑河坝1∶15，瀑布沟坝1∶14，糯扎渡坝为1∶38，毛尔盖坝1∶11，对分期导流和一次导流的工程在选取此比值时，应注意其差异。
（3）月不均衡系数宜在1.5～2.5之间选用，日不均衡系数宜控制在2.0左右。月不均衡系数如小浪底坝为1.31，黑河坝为2.33，瀑布沟坝为2.47，糯扎渡坝为1.55，毛尔盖坝为1.71；日不均衡系数如黑河坝为1.69（心墙料1.35，坝壳料2.15），糯扎渡坝为1.5（心墙料1.55，坝壳料1.88），毛尔盖坝为2.72（心墙料2.18，坝壳料3.04）。
（4）填筑强度与开采、运输强度相协调，其中坝料运输道路的标准和填筑强度的关系尤为重要。
（5）土石坝上升速度主要受塑性心墙（斜墙）上升速度的控制，上升速度和土料性能、有效工作日、工作面条件、运输与碾压设备性能以及施工工艺有关，一般是通过分析并结合经验确定，必要时可进行现场试验。我国近20年以来的实践表明，心墙填筑速度一般为0.2～0.5m/d，3～7m/月，最高时可达10m/月以上，如黑河坝（黏土心墙）达到14m/月，糯扎渡（砾石土心墙）达到12.18m/月（曾达到2层/d），毛尔盖坝（砾石土心墙）达到16m/月（曾达到2层/d）。
（6）填筑强度要经过数次综合分析并反复验证后才能确定。要进行开挖、运输强度的复核，还要根据工程总工期、坝的施工分期、施工场地布置、上坝道路、挖填平衡和技术供应等方面的统筹协调。
2.3.4.2 施工天数的确定
施工天数是确定施工强度、编制施工进度计划的基本资料之一。水文、气象因素的影响程度随坝料性质而异。目前安排施工进度一般多以月为时间单位，因而施工天数应分不同坝料按月分析确定。
（1）拟定坝体土、石料填筑停工天数标准。
1）因雨停工天数按表2-21的建议并结合实际情况确定。
表2-21 建议的坝体土料填筑因雨停工标准表
注 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示施工条件，其中：Ⅰ为气温低、日照短、蒸发量小的地区或季节，土料含黏粒量小，不采取防雨措施的情况；Ⅱ为气温高、日照长、蒸发量大的地区或季节，土料含黏粒量大，降雨前采用碾压封闭表层的情况；Ⅲ条件同Ⅱ，但采取有效防雨措施，如用防雨布覆盖坝面，雨后铲除不合格土料的情况。总之降雨的影响从土料性质综合当时气温等气象条件综合考虑。
对于坝壳料，雨后停工是考虑到运输车辆对砂石路面的损坏，行车安全以及填筑面的污染；一般情况下，日降雨量大于20mm应停止施工。坝料粒径偏细时，可适当调整停工时间，对混凝土路面，停工时间可另行考虑。
2）其他原因停工标准见表2-22，并结合实际情况确定。
表2-22 其他原因停工标准表
（2）确定坝体土、石料填筑施工天数。坝料填筑施工天数可根据各月的日历天数扣除停工天数统计计算，并参考已建工程拟定的施工天数（见表2-23）综合分析确定。
（3）土料翻晒施工天数的确定，当土料含水量超过最优含水量较多时，常采取翻晒措施降低含水量。确定翻晒作业的停工标准要考虑降雨、蒸发、日照、风速、气温等因素，一般通过施工试验结合施工实践经验确定。其中蒸发量是应当考虑的主要因素，一般在日蒸发量小于4mm时，应停止作业。
表2-23 部分土石坝年施工天数统计表 单位：d
注 分子为心墙料，分母为坝壳料。
2.3.4.3 坝体工程量累积曲线（H-S、H-V曲线）
坝体填筑随着高程（H）的上升，相对应坝面面积（S）及填筑工程量（V）是个累积变化的过程。该过程可通过曲线（H-S、H-V曲线）绘制反映，此曲线是进度计划安排中重要的基础资料之一。施工中，一般应按坝体分期、不同坝料及不同填筑部位进行计算绘制。如上、下游砂砾料或堆石料，上、下游反滤过渡料，心墙土料等均应分别计算。计算采用的高程间距一般不大于5m，关键节点控制性高程（如拦洪高程、临时度汛断面高程等）应单独注明，以便施工管理需要。如坝体反滤过渡料，现国内许多工程均由混凝土砂石骨料厂加工生产，而混凝土砂石骨料厂一般为独立标段或其他标段；应业主要求，大坝标段所需过渡反滤料必须向砂石骨料生产标段提供逐月需要量，以便于砂石骨料厂生产安排；通过坝体工程量累积曲线，求出某一时段坝体反滤过渡料所需工程量，以方便工程施工管理。
（1）坝体高程（H）与相应坝面面积（S）关系曲线。
1）坝面面积计算，坝体在某一高程的坝面面积等于在坝的横断面图上量出的各种坝料宽度分别乘以在纵断面上量出的平均长度（考虑两岸坝基削坡之后），并用坝面总面积进行校核。
2）曲线绘制，以坝体高程为纵坐标，各种坝料（不同部位）的面积为横坐标绘制曲线（见图2-11）。
（2）坝体高程（H）与填筑工程量（V）关系曲线。
1）工程量计算，坝体在某一高程的工程量是从坝底累计到了该高程的工程量，并应将沉陷因素估计在内。计算按不同坝料，不同部位分别列表进行。
2）曲线绘制，以坝体高程为纵坐标，以不同坝料（不同部位）的累计工程量为横坐标绘制曲线（见图2-11）。
图2-11 石头河坝坝体高程H与坝面面积S和填筑工程量V关系曲线
1～5—顺次为心墙、下游坝壳、上游坝壳、坝壳、总体的H-V关系曲线；
6～10—顺次为心墙、下游坝壳、上游坝壳、坝壳、总体的H-S关系曲线
2.3.4.4 施工强度计算（填筑强度QT、运输强度QY、开采强度QW）
根据坝体填筑施工时段的划分，可分别计算出各时段施工强度。
（1）填筑强度，其计算方法见式（2-7）。
式中 QT——填筑强度（压实方），m3/d；
V——时段划分内应完成的坝体填筑方量，m3；
T——时段划分内的有效施工天数，d；
Ka——坝体沉陷系数，由表2-24求得；
K1——坝面填料损耗系数，由表2-24求得；
K——施工不均衡系数，可取1.1～1.3。
（2）运输强度，其计算方法见式（2-8）。
式中 QY——运输强度（自然方），m3/d；
γd——坝料设计干密度，kg/m3；
γ0——坝料自然干密度，kg/m3；
K2——运输损耗系数，由表2-24求得。
（3）开采强度，其计算方法见式（2-9）。
式中 QW——坝料开采强度（自然方），m3/d；
K3——坝料的开采损耗系数，由表2-24求得。
表2-24 筑坝材料施工损耗率表%
注 1.损耗系数=100/（100-损耗率）。
2.水工设计有时已将沉陷量计入总填筑量。
根据国内各工程实际资料，得出有关的施工损耗率(见表2-25)，可供参考。
表2-25 国内工程筑坝材料施工损耗率表%
注 1.削坡损耗包括坝体分期施工时的接缝削坡量。
2.坝面清理包括雨后及不合格部分的返工清理等。
3.反滤料（砂、砂砾料等）堆存中转一次损耗率为3%～6%，砂料一般取大值；防渗体土料堆存中转一次损耗率为10%。
4.带式输送机运输包括向汽车转装、由汽车在坝面散料等工序，线路较长、溜槽衔接转运次数多时，损耗率取大值。
5.堆石、石渣的开采工序未包括爆破作业的损耗。
（4）施工强度在工程实施过程中是动态变化的，应分别按填筑、运输、开挖的强度进行核算与综合分析，在初选可能达到的施工强度时，可参考实际的指标选用。国内部分土石坝工程施工强度指标见表2-26。
表2-26 国内部分土石坝工程施工强度指标表
注 1.糯扎渡资料至2011年9月25日。
2.毛尔盖资料至2011年11月15日。
1）可能的填筑强度。
A.按照上升层数计算，见式（2-10）。
式中 QT——可能的填筑强度（压实方），m3/d；
S——平均坝面面积，m2，由坝体高程与面积关系（H-S）曲线查得；
n——日平均填筑层数，可参考表2-26分析选用；
h——每层铺松土厚度，m；
γ0——坝料自然干密度，kg/m3；
γd——坝料设计干密度，kg/m3；
Ke——土的可松性系数，为松方与自然方密度之比，其值小于1（见表2-27）。
表2-27 土壤的密度和可松性系数表
注 土壤密度随粒径、含水量和压实度等因素而有差异。对特定的土壤，其密度应经实测确定。
B.根据坝面作业机械设备的能力计算。以碾压工序为例，可能的填筑强度计算见式（2-11）。
式中 Nn——碾压机械根据施工场面选择的最多台数，其数量和碾压方法、碾具形式、尺寸有关；
m——每日工作班数，台班/d；
Pn——碾压机械的生产率（压实方），m3/台班，按式（2-12）求得，亦可查用有关概预算定额。
式中 B——有效压实宽度，m，等于碾压宽减去搭接宽度（见表2-28）；
h——压实的土层厚度，m；
v——压实机械设备的速度，km/h，可参照相应机械设备铭牌速度，由于履带打滑，实际速度可取为某一档数乘0.8；
n——压实遍数；
Kt——时间利用系数，根据现场作业条件确定，条件良好时，取0.6～0.8；场地面积小，工作困难时，取0.4～0.6。
表2-28 碾压机械的有效压实宽度B取值表
2）可能的运输强度。
A.根据运输道路的运输能力计算，见式（2-13）。
式中 QY——可能的运输强度（自然方），m3/d；
Nl——同类运输道路的条数；
q——每辆（列）运输机械有效装载方量（自然方），m3/台；
T——昼夜工作时间，min；
v——运输机械平均行驶速度，m/min；
L——运输机械行驶间距，m，其与行车速度对照见表2-29。
B.根据运输机械能力计算，见式（2-14）。
表2-29 车间距离与行车速度对照表
式中 Nγ——同类运输机械的台数；
Pγ——运输机械的生产率（自然方），m3/台班。
3）可能的开挖强度，见式（2-15）。
式中 QW——可能的开挖强度（自然方），m3/d；
NW——同类挖掘机台数，根据施工场面可能布置的最多台数；
PW——挖掘机的生产率（自然方），m3/台班。
（5）施工强度的分析确定。首先，应进行填筑强度的复核，这是确定其他各项施工强度的依据。在填筑强度可以满足施工进度要求的情况下，再进行运输、开挖强度的复核。当填筑强度不能满足时，一定要采取一些施工措施，如优化坝体填筑断面，可考虑冬雨季施工增加施工天数；其次，减少高峰期工程量，以调整需要的施工强度。
开挖、运输环节一般是可以满足强度的需要。但是必须分析在这种情况下，料场、运输道路所需要的附属工程量，需要增加的投资、工期等，以及分析开采、运输规划上的经济合理性；如果投资增加很多，其工期又影响到主体工程的施工，则应适当调整坝体填筑强度。施工强度通常需要经过多次反复综合分析研究后才能确定。
2.3.5 施工进度
施工进度计划安排是在设计导流方式的基础上，考虑安全度汛要求，按照设计坝体填筑各节点控制性工期对各项工程进度的影响做出的安排。施工着重在研究坝体拦洪方案的基础，确定各期上坝强度，确定资源配置（主要机械设备），从而保证大坝按期达到设计拦洪高程和按时完工。
施工进度计划编制，在控制时段的施工强度拟定以后，确定施工方案，选择施工机械设备，确定技术供应计划和临建设施的规模等，进而编制施工进度计划和施工组织措施。
2.3.5.1 施工进度计划编制原则
（1）坝体各项工程的施工必须遵循施工总进度计划的安排，确保工程如期完成。特别是与截流、拦洪有关的工程项目的进度，要进行深入研究落实，以保证工程施工安全。
（2）施工分期和进度应与导流度汛和下闸蓄水相适应，明确各期施工项目、工程量和应达到的工程形象，并注意各项目工期的衔接。在确定施工程序、分期时，要进行施工强度论证，并尽可能保持常年均衡施工，坝体填筑开始后应很快进入施工高潮。
（3）关键线路上的施工项目（开工、截流、度汛、封堵、蓄水及发电等日期）应明确、突出。
（4）各阶段的施工部位、施工方法、施工强度应与施工场地布置同时考虑。
（5）填筑计划应与枢纽其他建筑物开挖结合考虑，尽可能使开挖料直接上坝填筑，以保证挖填平衡。
（6）合理安排施工准备和前期工程进度计划，保证各施工程序和工序之间顺利衔接，尽可能使填筑施工连续进行。
（7）由于施工条件的多变性和施工洪水的不确定性，在进度安排上应当留有余地，要有应变措施。
（8）防浪墙施工时，坝体要具有必要的预沉期，预沉陷按不大于1%考虑。
（9）工程竣工后不留尾工。
2.3.5.2 施工进度计划编制方法
施工进度计划编制方法有图表法（横道图）和网络图法，现在各类工程管理性软件通过计算机对施工进度计划起到了随时调整的管理促进作用。
目前，各大工程使用较普遍的项目管理软件为P3（Primavera Project Planner），是用于项目进度计划、动态控制、资源管理和成本控制的项目管理软件。另外，Project项目管理软件也因其功能强大在具体工程中运用较多，梦龙网络计划软件是专门用于项目进度计划编制的专用软件，在实际工作中也应用较多。
以上项目管理软件的应用，均给工程进度计划编制带来了事半功倍的作用。
（1）图表法（横道图）。目前是编制进度计划通常采用的方法。在图表法中加入工序逻辑关系、标明关键路线即可成为图表网络图。图表法编制方法与步骤如下。
1）列出工程项目。根据设计图纸，将土石坝中的各分部分项工程，按施工程序列入进度表。
2）计算工程量。根据设计图纸，按照施工阶段及施工分期，计算并绘制坝高与工程量关系曲线（H-V曲线）。
3）草拟各分部分项工程横道进度线。首先绘制施工进度计划表，表中注明各阶段的施工分期，分期内各分部分项工程数量、年度及各月份初拟的工程进度横道线。绘制进度横道线时，应注意施工分期阶段划分，结合导流、拦洪度汛要求，安排有关主要项目的施工进度。截流、拦洪度汛、封堵、竣工等日期是进度计划中的控制点，然后再按施工顺序安排其他工程项目的施工进度，并据此分析、论证各项施工强度，调整进度线的长度。
为便于施工管理，在横道进度线上面注明本施工期间完成工程数量，下面注明施工平均强度和日作业平均人数。
4）进度平衡调整。根据草拟的工程横道进度线，在进度计划表下方绘制主要项目（如开挖、填筑、混凝土）施工强度及所有各分部分项的劳动力数量叠加累计（逐月）柱状图，进行各主要项目施工强度及劳动力数量分析。一般根据柱状图，可发现主要项目施工强度不均衡、劳动力数量凹凸起伏大等问题，这些均造成施工资源配置的不合理现象，需对各分部分项工程进度计划进行平衡调整。进度平衡调整的方法，主要是缩短或延长某些可以变动的工程项目工期。
进度平衡调整，由于很多环节涉及整个枢纽的施工部署，故大坝进度平衡、调整工作应结合施工总进度编制综合进行。
（2）网络图法。根据P3软件功能，在图表法进行工期计划安排时，必须对项目中各分部分项工程进行工序逻辑关系编辑，从而确定项目关键线路。网络图是根据图表法横道图自动派生而成，通过网络图，也可发现施工进度计划安排中的不合理现象，其均需通过多次调整，从而形成项目最优施工进度计划安排。