大坝截流施工方案.doc

大坝截流施工方案

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XXXXX工程C1标段项目部
XX年XX月XX日
目 录
1 编制依据 1
2 工程概况 1
2.1 大坝简介 1
2.2 导流建筑物简介 1
2.3 地质情况 2
2.4 水文情况 2
2.4.1 洪水 2
2.4.2 水位流量关系 2
2.5 气候情况 2
3 施工导流 3
4 围堰设计 3
4.1 围堰相关参数 3
4.2 围堰位置 4
5 截流施工 4
5.1 截流准备 4
5.2 截流施工 4
5.3 围堰闭气 4
5.4 基坑排水 5
5.4.1 初期排水 5
5.4.2 经常性排水 5
6围堰拆除 5
5.5.1 上游围堰拆除 6
5.5.2 下游围堰拆除 6
7应急措施 7
6.1 溃堤应急解决方案 7
6.2超标洪水应解决方案 7
8人力资源及设备投入 8
9质量保证措施 8
10安全保证措施 9
11施工计划 10

1 编制依据
（1） 《水电水利工程施工导流设计导则》DL/T 5114-2023
（2） 《水电工程施工组织设计规范》DL/T 5397-2023
（3） 《水利工程高压喷射灌浆技术规范》DL/T 5200-2023
（4） 《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T 5148-2023
（5） 《防洪标准》GB50201-1994
（6） 施工协议及相关招投标文献、技术规定
2 工程概况
2.1 大坝简介
水库区河床宽80m～150m，河床两侧岩石为Ⅵ～Ⅴ类围岩，覆盖层厚1～5m，表层重要为残坡积、粘土、泥砾、碎屑等，岩体分层裂缝多，岩石为含泥质灰岩、夹泥页岩及砂岩。
2.2 导流建筑物简介
大坝施工期间河道水流由导流洞进行导流，该分部工程布置于大坝右岸，由引水明渠及取水塔闸井段、无压隧洞段、出口引水明渠段组成，为城门洞型，成洞断面尺寸2.2×2.835m，开挖尺寸2.8×3.435m，纵坡坡比1:100；闸井段0+000～0+003，长3米，底板高程EL849.50，无压洞身段0+003～0+126.72，长123.72米，由两个直线段、一个转弯段组成；其中进口直线段0+003～0+057.52，长54.52米，转弯段0+057.52～0+066.72，长9.2米，转弯半径15 m，中心角35.154°，出口直线段0+066.72～0+126.72，长60米，出口底板高程EL848.46。

2.3 地质情况
水库河床段覆盖层厚度1～6m，出露地层及左岸缓坡段为下石炭统大唐阶旧司段下亚断第二层，岩性以含泥质灰岩为主，夹泥页岩。左岸EL845m至EL872m高程出露地层为下石炭统大唐阶旧司段下亚断第三层，岩性以泥页岩为主夹含泥质灰岩。高程EL872m以上出露地层为下石炭统大唐阶旧司段上亚段第一层，岩性以灰岩，含泥质灰岩为主，夹泥页岩及砂岩；右岸高程EL852m以上出露地层为下石炭统大唐阶旧司段上亚段第三层，岩性以泥页岩为主夹含泥质灰岩。
大坝上游围堰处右岸覆盖层厚度1～5米，弱风化带0.5～1.0米，基岩未裸露，水面以上节理发育，左岸为泥质灰岩，河床底部强风化带最低高程约为EL847，淤泥厚度约7米，目前河道底部高程EL848左右，河道宽度85余米。
下游围堰布置于大坝下游坝脚线中部位置，根据钻探资料，河床底部基岩高程EL841左右，目前河床高程EL842，河道宽90余米。
2.4 水文情况
根据含水层岩性、地下水赋存条件及水动力特性等，区内地下水可划分为碳酸盐岩岩溶水、基岩裂隙水、碳酸盐岩夹碎屑岩溶水、堆积物孔隙水四大类型。重要补给来源为大气降水，地下水对混凝土无腐蚀作用。小溪河所在山沟，河水来源重要为山溪汇水，该溪流无具体水文资料，根据平塘县气象局工作人员《1965-2023平塘县暴雨变化特性分析》，最早暴雨出现在3月（1986年）最迟暴雨出现在11月（1978年），暴雨重要集中在5～7月，占全年暴雨日的66.1%。
洪水及水位流量关系：
水库所在小溪河以自然降水补给为主的河流，汛期暴雨及长时间连续降雨是河流洪水形成的最基本因素，小溪河洪水多发生在6、7、8三个月，大部分峰型呈一日一峰，洪水历时一般在1～2天左右，根据流域面积与近期（2023年）降雨量推测，汛期最大流量约为5 m3/s。
2.5 气候情况
根据招标文献，水库位于较低纬度、较高海拔地区，属亚热带湿润季风气候，四季分明，雨水充沛，气候温和。夏无酷暑，冬无严寒，热量丰富，雨量充沛，无霜期长。年平均气温17℃，年极端气温最高37.7℃，极端气温最低﹣7.7℃。无霜期312天，年平均降雨量1259毫米。
3 施工导流
根据设计报告，本工程施工导流方式及标准与原设计采用的标准相同。采用河床一次断流，枯期围堰挡水，导流洞泄流，在截流后第一个枯水期内将大坝修筑至汛期度汛标准洪水位以上的导流方式，重要参数如下：
隧洞导流标准设计采用枯水期（11～4月）5年一遇（P=20%），导流设计流量（P=20%）为Q=9.3m³/s。根据本工程的特殊性及目前工地的实际情况，本年度截止目前为止，主汛期最大洪峰流量约为4.5 m³/s，导流洞在无压状态下可过流约6 m³/s，目前小溪河流量约0.15 m³/s，选择汛末进行截流导流洞满足过流条件（正常气候条件下）。相应围堰顶高程设计参考导流洞顶部高程和安全超高及水流雍高，上游围堰顶高程拟定为EL855.00，下游围堰顶高程拟定为EL852.00。
按照目前的施工计划，2023年12月30日大坝主体填筑完毕，通过3个月的沉降期，计划于2023年3月1日开始浇筑面板，进入汛期前具有挡水条件，同时溢洪道竣工,具有泄洪条件，满足设计度汛规定。
4 围堰设计
根据度汛方案及参考设计初步图集，二期导流期间重要是开展拦河坝基坑开挖、面板施工，由上下游围堰挡水，导流洞过流。导流洞考虑无压最大过流状态时，上游围堰堰前水位为854.00m左右，设计堰顶高程为855.00m。最大堰高约9m，堰顶宽2.0m，迎水坡1：2，背水坡1：2，粘土心墙土石围堰，堰体迎水面为干砌石护坡，背水面为土石混合料堆筑碾压后挖掘机修坡，夯实。
下游围堰堰前水位按照导流洞无压水流出洞考虑，增长安全超高和水流涌浪高度，设计堰顶高程为852.00m。最大堰高约6m，堰顶宽2.0m，迎水坡1：2，背水坡1：2，堰体迎水面为干砌石护坡，背水面为土石混合料堆筑碾压形成。
施工时现场实际情况如有所变化，参照以上数据指导现场施工，同时在拦河坝上游老坝址粘土开采场地备用一定量粘土，根据日水位观测情况适时增长堰顶高程。
4.1 围堰相关参数
根据度汛方案及参考设计初步图集，上下游围堰重要参数如下：
主河床上、下游围堰结构特性表
项目
枯水期围堰
备注
上游围堰
下游砼围堰

堰顶高程（m）
855.00
852.00

设计水位（m）
854.24
851.20

堰顶宽度（m）
2
2

上游边坡
1:2
1:2

下游边坡
1:2
1:2

围堰类型
混凝土心墙土石围堰
粘土心墙土石围堰

主河床上、下游围堰工程量汇总表
项 目
围堰开挖（m3）
土石料填筑（m3）
块石护坡（m3）
防渗粘土填筑（m3）
围堰拆除（m3）
备注
上游围堰
797
4132
233
1565
5133

下游围堰
170
374
24
34
263

合 计
967
4506
257
1599
5396

以上工程量为初步设计量，实际量以现场联合测量断面、实际发生量为准。
4.2 围堰位置
根据相关规范对围堰位置选择的规定，围堰位置应选择在河床较高，水深较浅，覆盖层较薄或基岩裸露的部位，满足距进水口、出水口、坝脚（趾）安全距离的规定。根据本工程实际情况，上、下游围堰采用导流堤式，上游围堰距大坝趾板最近处约25米；下游围堰距坝脚最近处约20米，具体见附图（黑沟水库上下游围堰平面布置图）。
上游围堰控制点坐标：
下游围堰控制点坐标：
5 截流施工
按照工期计划安排，截流日期为2023年8月28日，为此，必须具有以下几个方面的条件：
（1） 导流建筑物施工完毕并通过验收，具有过水条件（或未竣工部分通过论证对建筑物没有影响）；
（2） 库底清理已经完毕；
（3） 截流时间安排合理，截流后对后续工程以及其它建筑物施工没有不利影响。
（4） 截流材料准备到位，机械设备齐全、到位，运转正常；派选有经验的施工人员实行截流，并通过技术交底。
5.1 截流准备
料源选择：围堰填筑料采用河床、右坝肩石方开挖弃料回填，心墙材料在老坝址附近水库淹没区内的山丘开挖粘土填筑，围堰护坡块石可从料场运至现场，目前料场块石备料约9000 m3，粘土备料约2023 m3，可以满足围堰使用。
填筑强度计划：上游围堰预计开挖方量800余方，填筑方量约5900 m3，粘土心墙开采约1500 m3，块石采用5辆20t自卸车运送，运距约0.9公里，历时5天。
截流规划：一方面进行上游围堰施工，当堰顶高出水面0.5米后停止填筑，安排护坡块石砌筑工作，机械设备转移至下游，进行下游围堰的填筑。下游围堰施工时一方面进行堰体前后大块石护底施工，再填筑堰体土石料与粘土心墙，最后进行下游围堰护坡块石砌筑施工。当上下游围堰闭气后进行基坑排水，开展基坑开挖工作。
截流施工
截流时根据当时的流量情况，预估堰前水位高程，采用挖掘机进行围堰基础开挖、平整及清理工作，经验收合格后，开始进行围堰堰体土石料及粘土填筑，填筑料可就近取料，既用备料区已堆放的料进行施工，填筑时按照技术规定规范进行碾压压实，堰体平行上升，填筑松铺厚度暂按0.8米控制。摊铺设备采用CAT320、ZL-50装载机配合，XS202J型振动碾碾压。堰体填筑至堰顶（EL854.00）时，采用挖掘机修坡，修坡完毕经验收合格后，开始进行迎水面护坡块石砌筑工作。
下游围堰施工时由左岸向右岸填筑，初始填筑高程略高于下游水位，单戗进占，碾压密实后挖掘机修坡，其余施工方法与上游相同。
5.2 基坑排水
5.2.1 初期排水
初期排水流量可根据地质、围堰堰体和基础防渗结构型式及覆盖层的渗透系数大小等因素进行计算：
根据工程以上特性，初步拟定按2天排干考虑，选用3台IS100-80-125型，流量100m3/h，扬程20m，电机功率11kw水泵进行基坑初期排水，采用φ100PVC进行排水，管路长约200米。
5.2.2 经常性排水
基坑经常性排水排水量计算应按两种组合考虑，以排水量大者选择设备，两种组合为：
（1）渗水加降雨；
（2）渗水加施工废水。
渗水应按围堰渗水和基础渗水两部分构成计算，从目前左右坝肩开挖情况推断，两岸及基坑渗水很小，根据工程所在区域水文气象情况，该地区降雨量较多，因此基坑排水重要为降雨、围堰渗水与施工废水。
经常性排水强度的大小，取决于围堰的闭气情况，为综合运用资源，减少运营风险，将初期排水的3台IS100-80-125型水泵（流量100m3/h，扬程20m,电机功率11kw）上游布置1台，下游布置2台，集水坑尽量布置大一些，减少水泵反复启动频率，两台同时启用。假如围堰闭气良好，上下游集水坑可各增长1台WQ50-18-30-3污水泵排水。
6 围堰拆除
6.1.1 上游围堰拆除
拦河坝面板、帷幕灌浆、粘土铺盖、弃渣盖重施工完毕，上游围堰拆除时一方面采用1.6 m3挖掘机由右岸往左岸拆除部分戗堤石渣，20t自卸车运送，粘土心墙与土石填料同时进行装运，所有弃渣经大坝→左岸2#临时道路→渣场，运距约1.0公里。
6.1.2 下游围堰拆除
拦河坝主体填筑至一定高度，下游干砌石护坡、排水棱体、凉水堰等已经完毕，溢洪道主体工程竣工之后，计划开始对下游围堰拆除，具体拆除方法同上游围堰。所有弃渣通过下游上坝公路运至弃渣场，运距约1.2 km。
7 应急措施
7.1 溃堤应急解决方案
围堰填筑过程中，出现溃堤情况分为：施工过程中溃堤与合龙后溃堤。施工过程中出现溃堤的重要因素为坝体填料粒径偏小、河道水流流速较高、戗堤填筑速度较慢、堰体透水性较大等因素引起。针对该种情况出现采用的应对措施为：一方面往渗漏部位上游戗堤倾倒粘土，运用挖掘机械沿坡面压实，必要时往渗漏部位填充草筋速凝混凝土堵漏。
合拢后溃堤重要是由于筑坝材料块度偏小，渗漏过大，渗流带走坝体内土粒，形成流沙、管涌从而引起溃坝。防止措施为：排水值班人员有规律定期观测渗水情况，发现异常立即报告，及时组织疏散基坑工作人员，在保证安全的前提下指挥车辆、装载机往溃堤缺口填筑石块与粘土。因此规定平常在围堰端头或附近备用一定数量的块石与粘土。
7.2 超标洪水应解决方案
黑沟水库位于小溪河上，位于老坝下游约240m，洪水重要为降雨，老坝体已经拆除，原库区无蓄水，选择在汛末进行截流，围堰受洪水影响的也许性极低。为防止特殊情况，发生超标洪水时加高围堰，采用沙袋挡水，库房备用一定数量的编织袋，就近选取土料场，紧急情况下ZL-50装载机装车，20t自卸汽车装运至堰顶，人工装袋挡水。
8 人力资源及设备投入
根据围堰截流戗堤工程量及填筑技术规定，预计投入截流时的人力及机械设备资源如下表：
表8-1 截流人力资源投入计划表
序号
工 种
人 数
1
技术人员
4
2
重机工
3
3
驾驶员
5
4
车辆卸料指挥
1
5
电工
2
6
普工
6
7
安全管理员
2
8
合计
23
表8-2 截流机械设备及专用工具投入计划表
序号
设备名称
型号
单位
数量
1
振动碾
20t
台
1
2

装载机
ZL-50
台
2
3
挖掘机
1.6m3斗容
台
2
4
自卸汽车
20t
辆
5
5
洒水车
10 m3
辆
1
6
全站仪
南方S72742
台
1
7
水平仪
DS32H
台
1
8
对讲机
WH29
台
4
9
工具车、指挥车
1.5t
辆
1
9 质量保证措施
围堰填筑施工能否顺利合龙，重要取决于龙口流量大小，围堰裹头石头、或者是混凝土棱体的块度以及戗堤进展速度。为顺利截流，为后期闭气工作发明良好的作业条件，做好以下几个方面工作：
（1） 裹头石块应足够大，沉入水中后不被冲走，同时便于装卸运送及挖运、起吊就位；
（2） 截流戗堤高出水面控制在0.5米左右，以上部分参照心墙坝体填筑方式填筑；
（3） 戗堤填筑料除裹头部位外，其余粒径不宜过大，级配应均匀合理，保证碾压的密实度；
（4） 上下游戗堤之间填筑的细粉土应逐层碾压密实；
（5） 应准备足够的运送车辆，保证填筑料及时跟进，较少水流冲刷带走填筑料；
（6） 戗堤的碾压应与推动速度保持一致，每推动一次，碾压一次，保证戗堤的密实度，同时避免陷车现象的发生。
10 安全保证措施
大坝截流围堰戗堤填筑施工时，施工机械繁多，车流量大，临水临边等作业存在较多安全隐患，为此，截流时应做好一下几方面工作：
（1） 截流前召开截流工作动员大会，统一指挥，分工明确，责任到人；
（2） 戗堤填筑由专人指挥，未施工的机械设备靠边停放，驾驶员不能离岗，随时待命；
（3） 闲杂人员不准进入施工现场；
（4） 在戗堤上运送车辆与挖掘机在无专人指挥下不能同时作业；
（5） 填筑完毕的戗堤边沿立即安装警示标记，夜晚施工应配足照明，危险部位应架设警示灯；
（6） 施工现场应准备救身衣以及救身绳索等物品；
（7） 施工现场配备一定数量的钢丝绳、U型扣等物品，当车辆陷车、倾斜时可以及时救护，防止坠河事故发生。
11 施工计划
根据目前施工情况，截流日期安排如下：
日期
项目
2023年8月
2023年9月
23
24
25
26
27
28
29
30
31
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
上游围堰施工

上游围堰闭气

下游戗堤施工

下游砼围堰施工

下游围堰闭气

基坑排水