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槟榔江猴桥水电站可行性研究报告 可行性研究报告
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槟榔江猴桥水电站可行性研究报告 可行性研究报告
8 施工组织设计
审定:罗加谦
核定:陈 江
审查:董 标 杨志宏
编制:张万全 李 果
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8 施工组织设计
审定:罗加谦
核定:陈 江
审查:董 标 杨志宏
编制:张万全 李 果
参加工作人员:张万全 许 霓 邰先高 苗建杰 杨志宏 李 果
崔茂明 蒋 振 张庆康
目 录
8 施工组织设计 1
8.1 施工条件 1
8.1.1 工程条件 1
8.1.2 自然条件 4
8.2 施工导流 7
8.2.1 导流标准 7
8.2.2 导流程序 8
8.2.3 导流建筑物设计 10
8.2.4 导流工程施工 13
8.2.5 截流 15
8.2.6 下闸蓄水 15
8.2.7 厂区枢纽施工期防洪 15
8.3 料场选择与开采 17
8.3.1 料场选择 17
8.3.2 料场开采 18
8.4 主体工程施工 19
8.4.1 首部建筑物施工 19
8.4.2 引水隧洞施工 22
8.4.3 厂房施工 26
8.5 施工交通运输 26
8.5.1 对外交通运输 26
8.5.2 场内交通运输 30
8.6 施工工厂设施 30
8.6.1 砂石加工系统 30
8.6.2 混凝土生产系统 33
8.6.3 施工供风、供水、供电 38
8.7 施工总布置 42
8.7.1 布置原则 42
8.7.2 施工分区规划 42
8.7.3 土石方平衡及存弃渣场规划 44
8.7.4 施工占地 46
8.8 施工总进度 46
8.8.1 设计依据和原则 46
8.8.2 筹建期进度 47
8.8.3 工程准备期进度 47
8.8.4 主体工程施工期进度计划 47
8.8.5 分年度工程量及施工强度 50
8.9 主要技术供应 50
8.9.1 主要建筑材料及劳动力供应 50
8.9.2 主要施工机械设备供应 51
8.10 分标方案初步研究 53
槟榔江猴桥水电站可行性研究报告 8 施工组织设计
8 施工组织设计
8.1 施工条件
8.1.1 工程条件
8.1.1.1 地理位置及对外交通条件
猴桥水电站位于云南省保山市腾冲县猴桥镇境内,是槟榔江中上游河段规划的第二个梯级电站。坝址位于槟榔江左岸春香沟口上游约500m处,距一级厂址约800m。猴桥电站开发方式为引水式,电站厂房距腾冲县城公里里程为67.4km,距猴桥镇13.4km。现有公路从昆明通至电站厂房,公路里程为717.4km,其中:昆明~楚雄169km,为汽车专用二级公路,桥涵荷载标准为汽—20,挂—100;楚雄~大理178km为高速公路,桥涵荷载为汽超—20,挂—120;大理~保山166km,为高速公路,桥涵荷载标准为汽超—20,挂—120; 保山~蚂蝗箐60km,为二级公路,桥涵荷载标准为汽—20,挂—100;蚂蝗箐~腾冲77km,为三级公路,桥涵荷载标准为汽—20,挂—100;腾冲经猴桥镇至厂房67.4km为四级公路。猴桥村至坝址(约3.5km)为乡村简易公路。
腾冲县通往缅甸过境公路从电站厂址通过,路况较好。至电站首部的进场公路引自该条路的猴桥路口。从猴桥路口至首部左右岸公路里程总约9km需在开工前新建和改建为四级施工公路。
8.1.1.2 坝址上、下游场地及利用条件
猴桥水电站下坝址位于猴桥村上游约3.5km处,厂址位于猴桥村下游约1.5km处。坝址上下游两岸地形中高,谷底较宽阔,冲沟发育。坝址区Ⅰ、Ⅱ级阶地发育,Ⅰ级阶地主要分布在右岸高程1700m~1710m范围内,Ⅱ级阶地主要分部在左岸高程1710m~1730m范围内,右岸考虑布置导流明渠,左岸可集中利用作主要施工场地。同时沿上坝公路至石料场一线分布有多块平缓地带,考虑集中布置主要砂石料加工系统和混凝土拌和系统。引水隧洞沿线有多条冲沟和缓坡地带,可考虑结合施工支洞布置情况和工程情况就近布置施工设施。厂房上下游地势平缓,开阔地带较多,可集中布置厂区枢纽施工场地,并可考虑在厂房附近布置工程管理中心。
8.1.1.3 枢纽布置及水工建筑物特征
猴桥水电站以发电为单一目标,电站装机容量3×16MW,正常蓄水位1719.00m,设计洪水位1717.157m,校核洪水位1719.239m,死水位1713.00m,正常蓄水位以下库容76.59万m3,水库为日调节。枢纽主要由拦河大坝、表孔溢洪道、右岸泄洪(冲砂)底孔(兼导流)、引水发电系统、升压站等建筑物组成。
根据项目建议书审查意见,本阶段首先进行了上、下坝址的比较,推荐采用下坝址。根据下坝址地形地质条件,经水工布置和工程地质等方面综合分析,推荐采用混凝土重力坝方案,因此本阶段首部枢纽主要进行混凝土重力坝方案的设计工作。
混凝土重力坝坝顶高程1721.00m,最大坝高35.5m,坝顶宽4.0m,坝顶长196.30m,上游高程1698m以上坝坡为直坡,高程1698m以下坝坡为1:0.2;下游坝坡为1:0.75,坝体混凝土量为8.91×104m3。
泄洪建筑物布置在坝身,包括表孔溢洪道和右岸泄洪(冲砂)底孔。
开敞式表孔溢洪道布置在河床部位,溢洪道为3孔,工作弧门尺寸3-8m×6m(孔数-宽×高),堰顶高程1713m,采用挑流消能。溢洪道在校核洪水位时的泄量为795m3/s。
泄洪(冲砂)底孔具有泄洪、排沙和放空水库的功能。泄洪(冲砂)底孔进口布置在右岸,紧靠电站进水口布置。泄洪(冲砂)底孔进口底板高程1698m,工作弧门尺寸1-6m×7m(孔数-宽×高),总长度90.6m。采用底流消能。泄洪(冲砂)底孔在校核洪水位时的泄量为625m3/s。
导流底孔布置于引水隧洞进水口与泄洪(冲砂)底孔之间,进口底板高程1698m,设1-6m×7m(孔数-宽×高)封堵平板闸门。上游明渠与泄洪(冲砂)底孔明渠共用,下游明渠独立布置。
引水发电建筑物布置在右岸,包括进水口、引水隧洞、调压井、压力管道及地面厂房等。
引水隧洞进口底板高程1704m,隧洞为圆形有压洞,内径4.5m,长度4074.5m,引用流量51.5m3/s。
调压井为阻抗式,竖井断面为圆形,内径15m,高度47.6m,底板高程1687.429m。
压力管道采用一管三机供水方式,为地下埋管,总长度357.1m(包括岔管),主管内径3.5m,上平段长28.113m,斜井段长146.594m,下平段长182.370m。岔管为“卜”形岔管。
地面厂房布置在坝址下游约5km处的槟榔江右岸。电站总装机容量48MW,主厂房尺寸51.3m×14.9m×25.4m(长×宽×高),机组安装高程1586.16m,发电机层高程1592.31m。
升压站为地面式,布置在主厂房上游端头(槟榔江上游),面积65m×53m(长×宽),平台高程1595.11m。
混凝土重力坝方案主体建筑物主要工程量见表1.1-1。
表1.1-1 混凝土重力坝方案主体建筑物主要工程量表
项目
单位
大坝
导流工程
引水系统
厂区枢纽
开关站
合计
土石方明挖
104m3
14.925
2.205
8.168
8.653
0.557
34.508
石方井挖
104m3
1.293
1.293
土石方回填
104m3
2.65
2.65
石碴回填
104m3
0.64
0.856
0.241
1.737
石方洞挖
104m3
0.107
11.668
1.707
13.482
围堰填筑
104m3
5.331
5.331
混凝土
104m3
8.912
0.487
3.279
3.116
0.213
16.007
钢筋
t
565
192
1003
1392
26
3178
钢材(Q235c)
t
18
787
28
833
钢支撑
t
11
59
70
锚杆
根
1148
8249
1993
30
11420
喷混凝土
m3
237
3867
962
3
5069
挂网
t
12
69
43
124
排水孔
m
1784
541
2325
帷幕灌浆
m
3567
1173
4740
固结灌浆
m
2750
6978
2284
12012
回填灌浆
m2
22847
2668
25515
橡胶止水
m
580
179
4265
308
5332
铜片止水
m
349
349
浆砌石
m3
1735
485
6417
984
9621
8.1.1.4 施工期综合利用要求
猴桥水电站下游有三个梯级电站未建,也无大的城镇及农田灌溉区。电站施工期间无向下游供水要求,也无通航、过木要求。
8.1.1.5 主要外来建筑材料及物资供应
工程建设所需外来建筑材料主要有:钢材、水泥、木材、火工材料、油料等。水泥可由保山水泥厂直接供应;钢材可由昆明供应;火工材料可由楚雄、安宁等地的火工材料厂供应;木材、油料等均可由当地物资供应部门组织供应。
8.1.1.6 施工用水、用电、通信及机械维修
施工期生产、生活用水可直接从冲沟取用,冲沟水质可满足生产、生活用水要求。生产用水不足部分由槟榔江抽取。
施工用电电源通过距坝址较近的古永变电站获得,架设35kV输电线路至厂区的施工总降压站,供电线路长约14.0km,从施工总降至各用电负荷区采用10kV线路供电。
工程施工期对外、对内通信以有线为主,通信线路引自猴桥镇的猴桥邮电所,线路长约5.0km。
工程距腾冲县较近,腾冲县的交通运输业、机械加工及修造业等均具备一定规模和能力,工程施工的部分大型施工机械可在腾冲县维修。
8.1.2 自然条件
8.1.2.1 地质条件
坝址区河道弯曲,上游河道自NW向流入,至坝址处呈近SN向,在坝址下游约800m处转为SW向。枯期水面宽26m~85m,水面高程1695m,相应水深0m~1.4m。冲积层厚1.5m~2m。左岸自然山坡约35°,右岸自然山坡约40°,两岸地形基本对称但不完整,大小冲沟发育,坡积覆盖层厚2m~14m。坝址区Ⅰ、Ⅱ级阶地发育,Ⅰ级阶地主要分布在右岸高程1700m~1710m范围内,Ⅱ级阶地主要分布在左岸高程1710m~1730m范围内,阶地组成物质主要为卵砾石、漂石、中、细砂层及粘土层,部分地段上覆坡积层及耕植土。引水发电系统布置于右岸。弃渣场置于坝址下游的冲沟内及沿江两岸。坝址至厂区沿槟榔江右岸自上游至下游分布有1#冲沟、平坝箐沟、龙行沟、牛圈河、小杂河等五条山箐沟,均有常年流水,水质较好,可为施工提供水源。
坝址地表主要为坡积层及冲洪积层覆盖,基岩为喜山期花岗岩。坝址区未发现大的断层通过。坝址右岸全风化下限埋深2m~40m,强风化下限埋深7m~40m,左岸全风化下限埋深5m~47m,强风化下限埋深5m~49m;右岸1715m高程以上、左岸自河床以上风化急剧加深,全风化层厚度较大,两岸坝基及边坡工程地质条件较差。
引水隧洞布置于右岸,沿线地形起伏不平,高差变化大,发育有6条较大冲沟,切割剧烈,峰谷间高差40m~70m,其中切割最深的为牛圈河,峰谷高差约为110m;大部分冲沟为常年流水,沟内多为洪积层覆盖,厚度一般1.0m~4.0m;在牛圈河部位,由于河水切割,河床开阔,洪积层分布范围广且深,沿隧洞轴线分布宽度约为145m。引水隧洞通过地段地表第四系坡积层及冲、洪积层广泛分布,全洞段基岩岩性为喜山期花岗岩。通过隧洞线勘探钻孔揭露,一些部位岩石蚀变强烈,岩体质量较差。
调压井井筒大部分置于全~强风化花岗岩体中,岩质软弱;基础置于弱风化岩体上,承载力一般能满足要求;上部开挖边坡为全风化岩体。
压力管道沿线岩体完整性一般,通过部位岩体多为弱风化花岗岩,岩体质量较好,局部洞段岩石蚀变强烈,岩体质量较差。
地面厂房布置在坝址下游约5km处的河流右岸的Ⅰ级阶地上,其基础部分置于阶地内侧的强风化花岗岩体上,部分置于阶地的冲、洪积层上。上部部分覆盖第四系坡积层、耕植土,以碎石质粉土为主,厚度一般0.0m~1m;下部为第四系的冲、洪积层,厚度一般9.70m~16.98m,其成分主要为卵砾石砂夹孤石、漂石及粉细砂、粉土、粘土,结构松散,并有架空现象,其中粉细砂、砂质粉土、粉土分布位置及厚度不稳定,呈不规则的透镜状产出。覆盖层下伏基岩为花岗岩,弱风化为主,坚硬、完整。厂房位置未发现有大的断层通过。对于厂基局部存在的强风化花岗岩基础,由于其节理发育,岩石破碎,裂隙夹泥,在地下水的作用下,基础承载力低。
8.1.2.2 水文、气象条件
槟榔江全长124km,电站控制流域面积399.4 km2,多年平均流量32.8m3/s(日历年)。盏西站实测最大流量1690m3/s,洪水由暴雨形成,暴雨一般出现在6月~9月,大暴雨多集中在7月~8月。径流年内分配不均匀,6月~10月为汛期,其水量占全年水量的74%,最大洪水多出现在7月~8月;11月至次年5月为枯水期,其水量仅占全年水量的26%,尤以2月至4月份为最枯时段。洪水以单峰型为主,一次洪水历时约2d~3d。有关水文特性见表1.2-1~表1.2-3。
坝址多年平均输沙量27.70×104t,多年平均含砂量为0.275kg/m3,多年平均输砂率为77.8kg/s。
表1.2-1 坝址多年月平均流量统计表 单位:m3/s
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年
坝址流量
10.7
9.52
9.84
9.53
17.4
53.8
85.4
69.4
49.8
40.5
23.1
14.5
32.8
表1.2-2 坝厂址频率流量成果表 单位:m3/s
时 段
频率(%)
10
20
坝址平均流量
6月
85.5
71.4
7月
120
105
11月
36.7
厂址平均流量
11月
56.7
坝址时段最大流量
11月1日~5月31日
510
400
厂址时段最大流量
11月1日~5月31日
730
569
表1.2-3 坝址频率年最大洪峰成果表 单位:m3/s
P(%)
0.1
0.2
0.5
1.0
2.0
5.0
10
20
流量(m3/s)
1540
1420
1270
1150
1040
881
761
640
槟榔江流域气候主要受西南暖湿气流和西部干暖气流的影响,属北亚热带季风气候区,为低纬高原气候,具有干湿季分明、垂直分带明显、水平分带复杂的特点。根据腾冲气象站资料统计,该站多年平均降雨量1477.9mm,多年平均气温14.9℃,极端最高气温30.5℃,极端最低气温-4.2℃,多年平均相对湿度79%,最大风速26m/s,平均风速1.6 m/s。气象资料见表1.2-4。
表1.2-4 腾冲县气象站气象要素 海拔高程:913m
项目/月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年值
年平均气温(度)
7.8
9.5
12.7
15.6
18.1
19.5
19.5
19.8
19.0
16.4
12.1
8.7
14.9
平均最高(度)
16.4
18.0
21.2
23.0
24.1
23.6
23.2
24.3
24.1
22.6
19.6
17.2
21.4
极端最高(度)
22.3
23.0
27.1
28.8
30.5
29.9
29.8
29.6
29.2
29.1
24.5
22.4
30.5
平均最低(度)
0.9
2.4
5.4
9.5
13.5
16.9
17.3
17.1
16.1
12.3
6.8
2.4
10.1
极端最低(度)
-4.2
-3.5
-1.4
2.0
7.7
11.2
12.8
12.7
10.2
4.1
0.6
-3.2
-4.2
平均相对湿度(%)
71
67
65
71
78
88
90
88
87
84
79
75
79
年降水量(mm)
15.7
30.3
39.8
75.5
128.5
285.9
278.7
249.1
159.9
144.2
48.6
21.8
1477.9
最大日降水量(mm)
27.5
27.0
24.0
41.0
83.7
86.6
74.1
70.5
57.1
93.2
89.7
56.8
93.2
大于10mm 日数
0.4
1.0
1.1
2.1
4.2
9.5
9.4
8.5
5.4
4.5
1.6
0.7
48.4
大于25mm日数
0
0.1
0
0.2
1.1
3.2
2.9
2.5
1.4
1.6
0.5
0.2
13.8
平均风速(m/s)
1.6
1.9
2.0
1.9
1.7
1.8
1.9
1.5
1.2
1.2
1.2
1.3
1.6
最多风向
SSW
SSW
SW
SW
SSW
SSW
SSW
SSW
SSW
SSW
SSW
N
SSW
8.2 施工导流
8.2.1 导流标准
8.2.1.1 导流建筑物级别
本枢纽为四等小(1)型工程,拦河大坝及泄洪建筑物为Ⅳ级,导流建筑物保护对象为Ⅳ级永久建筑物,根据《施工组织设计规范》(SDJ338-89)(试行)的规定,并结合本工程特点,经综合分析比较,确定导流建筑物级别为Ⅴ级。
8.2.1.2 导流标准
根据工程自然条件及枢纽布置条件,本工程宜采用土石围堰。按照《施工组织设计规范》(SDJ338-89) (试行)及考虑导流建筑物在各时段的运行情况,各期导流标准如表2.1-1:
表2.1-1 分 期 导 流 标 准
序号
导流时段
(×年×月~×年×月)
导截流标准
P=(%)
标准流量
(m3/s)
备 注
1
01.11~02.05
20
400
2
02.06~02.10
10
761
3
02.11~03.05
20
400
4
03.06以后
大坝转入正常运行
5
截流:11月上旬
10
36.7
6
下闸:11月下旬
10
36.7
8.2.1.3 导流方式选择
因坝址处河道较宽,且右岸分布有阶地,具备分期或明渠导流条件。结合坝型、地质条件、水工枢纽布局,确定采用明渠分期导流方式。
8.2.2 导流程序
一期导流:第1年11月~第2年5月,导流标准为枯水时段5年一遇洪水, Q=400m3/s。第1年11月开始进行纵向围堰填筑,之后在围堰和预留岩梗的保护下,由左岸束窄河床过流,进行左右岸坝基开挖、坝基处理和坝体浇筑。第2年5月底左岸坝段浇至1704.00m以上,具备汛期继续施工的条件。在明渠进口岩梗和出口围堰保护下,第2年6月1日~第2年10月31日由河床过水,右岸坝段浇至坝顶,并完成金属结构安装,左岸坝段浇至坝顶。
二期导流:第2年11月上旬截流,截流前拆除明渠进口岩梗和出口围堰。第2年11月至第3年5月31日由上下游围堰挡水,冲砂底孔和导流底孔泄流,进行河床坝段基坑开挖和混凝土浇筑,汛前浇至1715.00m高程,坝体具备临时挡水条件。第3年6月1日~第3年10月31日,河床坝段浇至坝顶高程。11月1日至第4年1月完成表孔闸门安装,导流底孔封堵,冲砂底孔开始正常运行。
混凝土重力坝方案导流程序见表2.2-1。
54
槟榔江猴桥水电站可行性研究报告 8 施工组织设计
表2.2-1 混凝土重力坝方案导流程序表
施工时段
第X年X月X日~第X年X月X日
设计标准
P=(%)
设计流量
(m3/s)
堰(坝)顶高程
(m)
堰(坝)前水位
(m)
建筑物泄流量(m3/s)
备 注
束窄河床
导流底孔
冲砂底孔
01.10.1~
02.05. 31
20(11.1~5.31)
400
1702.50
(纵向围堰)
1701.50
400
0
0
施工纵向围堰、左右岸坝段、导流明渠和进水口,河床过水
02.06.01~
02.10.31
10(全年)
761
1721(左右坝段)
1703.50
(坝)
761
0
0
施工左右坝段,河床过水
02.11.01~
03.05.31
20(11.1~5.31)
400
1707.00
(堰)
1706.40
0
200
200
第2年11月上旬截流,冲砂底孔及导流底孔泄流,围堰挡水,河床坝段基坑开挖,坝体浇至1715m高程
03.06.01~
03.10.31
10(全年)
761
1721.00
(坝)
1713.00
(坝)
380.5
380.5
坝体挡水,底孔泄流,浇至坝顶高程
03.11.01之后
11月~12月导流底孔封堵,金属结构安装完成,冲砂底孔下闸,表孔运行,第3年12月底第一台机组发电。
槟榔江猴桥水电站可行性研究报告 8 施工组织设计
8.2.3 导流建筑物设计
8.2.3.1 围堰
① 堰型选择
堰型选择的原则:安全可靠,能满足稳定、防渗、抗冲的要求;构造简单,施工方便,在预定工期内可修筑到需要的断面和高程;堰体可充分利用当地材料,施工技术较成熟及技术经济指标较优。
本工程开挖渣料中粘土料丰富,土料场的土料质量也较好,均可作为围堰防渗料;堰址处冲积层厚度平均仅有6m左右,最大挡水水头约12m,围堰基础及堰体均采用粘土斜墙铺盖防渗能满足要求;土石围堰施工速度快,施工期短,施工技术简单而成熟。综述以上因素,上下游围堰均采用土石围堰。
纵向围堰尽量少占河床,以降低围堰高度,同时要兼顾坝基开挖后的稳定和减少施工干扰。围堰最大高度约6.5m,且堰址处冲积层厚度约4m,考虑采用钢筋石笼粘土心墙围堰,基础设钢管桩加强堰体稳定。
② 围堰布置
纵向围堰考虑能施工进水口、冲砂底孔和导流底孔坝段,基坑开挖后有一定安全距离,导流明渠上游预留岩梗和围堰连接,在围堰围护下进行坝体施工。
上游围堰布置考虑基坑开挖后边坡稳定的安全距离和避免与坝体浇筑施工干扰,上游围堰的下游坡脚线应放在坝体基坑开挖线以外。布置下游围堰时,应考虑满足大坝基坑安全开挖及设置排水设施的要求,另外为防止围堰迎水面坡脚被淘刷,其围堰坡脚与泄水建筑物进、出口防冲刷安全距离按大于20m~30m考虑。
③ 围堰设计
一期纵向围堰为Ⅴ级临时建筑物,采用枯期围堰,设计洪水标准为:5年一遇11月1日~5月31日时段洪水,相应流量Q=400m3/s。明渠进口预留岩梗和出口围堰设计洪水标准为:全年P=10%,相应流量Q=761m3/s。
二期上下游横向土石围堰均为Ⅴ级临时建筑物,上游围堰采用枯期围堰,设计洪水标准为:5年一遇11月1日~5月31日时段洪水,相应流量Q=400m3/s;下游围堰也采用枯期挡水围堰,设计洪水标准为:5年一遇11月1日~5月31日时段洪水。
纵向围堰枯水期堰前水位1701.50m,堰顶高程1702.50m,围堰顶宽3m,底宽约12m,最大高度约6.5m。围堰上下游设钢筋石笼护坡,坡度1:0.5。明渠进口岩梗高程1703.50m,出口围堰顶高程1701.00m。
上游围堰枯水期堰前水位1706.40m,围堰顶高程1707.00m,围堰顶宽5m,围堰最大高度约13m,防渗铺盖长34m。围堰边坡:上游为1:3.0,下游为1:1.8。
下游围堰堰前水位1698.64 m,围堰顶高程为1700.00m,围堰顶宽5m。围堰最大高度约6.7m。围堰边坡:迎水面1:3.0,背水面1:1.5,铺盖长26m。
④ 围堰拆除
根据工程需要和施工总进度安排,纵向围堰和上下游围堰需要全部拆除,纵向围堰沿河部分拆除时间安排在第2年5月下旬,明渠进口岩梗和出口围堰在第2年11月初截流前拆除;上下游围堰安排在第3年的11月份拆除。
8.2.3.2 导流明渠
① 导流明渠布置方案选择
根据坝址处地形、地质、施工洪水及水工枢纽布置等条件,综合考虑各期导流要求,施工期采用明渠导流。但由于冲砂底孔泄流能力有限,扩大孔口对金属结构影响较大,且不便于运行,因此在冲砂底孔右侧设一孔6.0m×7.0m的导流底孔,上游共用明渠,下游独立布置。
② 导流明渠及底孔设计
导流底孔过水断面尺寸为6.0m×7.0m(宽×高),底孔全长20m,进口底板高程1698.00m,底坡i=0,导流期间最大泄流量为380.5m3/s,相应出口流速为14.29m/s。底孔进口设平板封堵闸门一扇,闸门尺寸6.0m×7.0m(宽×高),后期下闸后,门槽和闸后空腔用混凝土封堵。
导流底孔进口明渠底高程1698.00 m,右边墙顶高程1707.00 m,右边墙为钢筋混凝土贴坡挡墙,坡比由1:1变为1:0.75,厚度0.5m;左边墙为钢筋混凝土重力式挡墙,墙顶宽度0.6m,高度10.2m。出口明渠底坡i=0.03,末点高程1696.37m,长60m,为钢筋混凝土结构,右边墙为贴坡式挡墙,坡度1:0.75,厚度0.5m,左边墙为冲砂底孔出口明渠右边墙。
混凝土重力坝方案的导流建筑物特性和工程量分别见表2.3-1和表2.3-2。表2.3-1 混凝土重力坝方案导流建筑物特性表
项目名称
单 位
规格及尺寸
泄
水
建
筑
物
右岸
导流
明渠
(底孔)
进口底板高程
m
1698.00
断面形式、尺寸
m×m
明渠:16×9;底孔:矩形/6×7
长度/坡度
m/%
上游:127/0,下游:74/3
导流底孔:20/0
泄流特征
无压流
泄流量/平均流速
m3/s
400
m/s
上游:4.33,孔口:6.06
闸门形式及尺寸
m×m
平板闸门(1-6×7)
出口底板高程
m
底孔:1698,明渠:1696.37
挡
水
建
筑
物
上游
围堰
堰(坝型)
粘土斜墙围堰
堰(坝)前水位
m
1706.40(Q=400m3/s)
P=20%(11月~5月)
堰(坝)顶高程
m
1707.00
最大高度
m
13.0
下游
围堰
堰型
粘土斜墙围堰
堰前水位
m
1698.64(Q=400m3/s)
P=20%(11月~5月)
堰顶高程
m
1700.00
最大高度
m
6.7
表2.3-2 混凝土重力坝方案导流工程量表
工程
项目
单位
进、出口明渠
导流
底孔
首部一期
纵向围堰
上游围堰
下游围堰
合计
备 注
土石方开挖
m3
20200
300
500
250
22050
明渠混凝土
m3
4050
4050
回填混凝土
m3
650
650
二期混凝土
m3
115
115
排架混凝土
m3
55
55
钢 筋
t
160
32
192
止水带
m
179
179
GB652
粘 土
m3
1600
6770
3770
13940
粘土麻袋
m3
5500
9500
石渣料
m3
200
16988
6382
23720
反滤料
m3
1164
484
1648
钢管桩
m
5000
7500
Φ40
钢筋石笼
m3
3000
4500
混凝土重力坝方案的施工导流布置见图《首部枢纽导流布置图(1/5~5/5)》(图号:ND62-KM0362SJ-0922-61-01~05)。
8.2.4 导流工程施工
8.2.4.1 围堰施工
(1)围堰清基
围堰基础表层植被采用人工清除,覆盖层及河床冲积层采用1.0m3反铲挖装8t自卸汽车运往弃渣场。
(2)围堰填筑
纵向围堰粘土从土料场开采,石碴料从引水隧洞洞挖料存渣场回采;横向围堰填筑的料源主要从清水河石料场剥离料弃渣场回采。
堰体石渣料填筑:采用退铺法铺料,每层铺料厚50cm~80cm,用1.5m3轮式装载机装8t~12t自卸汽车运输至填筑工作面,推土机平料,8t振动平碾压实。
反滤料填筑:1.5m3轮式装载机配8t自卸汽车装运围堰,推土机推平,水上部分采用8t振动平碾压实。
粘土斜墙铺盖填筑:水下部分采用1.5m3轮式装载机装8t自卸汽车运输至填筑工作面,0.8m3反铲挖土向水中抛填。水上部分与石渣料填筑同时进行,采用8t自卸汽车运输至填筑工作面,推土机平料,每层铺料厚20cm~30cm,12t振动凸块碾分层压实。
8.2.4.2 导流明渠施工
(1)土石方开挖
①土方明挖
开挖前先用人工清除表面植被,土方开挖采用2.0m3反铲结合人工开挖,推土机配合集渣,反铲直接装8t~12t自卸汽车出渣,渣料运往右岸下游1#弃渣场堆弃。
②石方明挖
采用手风钻辅助潜孔钻钻孔,分层开挖,分层厚度6m~8m,人工装药爆破。开挖渣料由推土机积渣,0.8m3挖掘机装8t~12t自卸汽车运往右岸下游1#弃渣场堆弃。每台阶开挖完成后,随即进行边坡支护。
(2)混凝土浇筑
进出口引渠混凝土采用组合钢模板立模,人工绑扎钢筋,3m3混凝土搅拌运输车运送至工作面,溜槽入仓,插入式振捣器人工振捣浇筑。
底孔坝段开挖和混凝土浇筑同坝体部分。
8.2.4.3 基坑排水
基坑排水包括初期基坑积水排除和经常性排水两部分。
经估算,混凝土重力坝方案初期排水量约6.1×104m3,积水深约4m,按4d抽干计,抽水强度约635m3/h;抽水设备容量大小由初期排水决定,选用IS150-125-400型水泵5台,经常性排水包括围堰与地基渗水、绕堰渗水、施工弃水及降雨等,抽水强度约200m3/h。选用IS100-65-200型水泵2台。抽水泵站设在上下游围堰顶上。
8.2.5 截流
根据水文特性及施工总进度安排,本工程截流时段选在第2年11月上旬。截流流量选用11月份10年一遇月平均流量,Q= 36.7 m3/s。由于围堰高度较低,截流直接采用左岸单戗堤单向立堵进占的截流方式,截流戗堤顶高程为1700.00m。
8.2.6 下闸蓄水
本方案初期运行水位1713.00m(死水位),蓄水库容39.6×104m3。蓄水期间下游无供水要求。水库初期蓄水按蓄水时段80%保证率的月平均流量计算,蓄水历时约需0.5天。导流底孔下闸封堵时间安排在第3年11月上旬,下闸蓄水时间安排在第4年11月中旬,下闸设计流量选用11月份10年一遇月平均流量,Q= 36.7 m3/s。
8.2.7 厂区枢纽施工期防洪
8.2.7.1 厂区围堰防洪标准
本枢纽为四等小(1)型工程,厂区枢纽建筑物为Ⅳ级,导流建筑物保护对象为Ⅳ级永久建筑物,根据《施工组织设计规范》(SDJ338-89)(试行)的规定,并结合本工程特点,经综合分析比较,确定导流建筑物级别为Ⅴ级。
根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SDJ338-89)规定:防洪建筑物为土石围堰时,洪水标准为10~5年洪水重现期。防洪建筑物为混凝土围堰时,洪水标准为5~3年洪水重现期。结合本工程厂区的实际情况,围堰失事后,可能导致第1台机组发电时间推后,造成较大的经济损失。初步推荐厂区围堰采用土石围堰,洪水标准为10年洪水重现期。
8.2.7.2 围堰防洪方式
由于厂房土建施工期约18个月,厂区施工期防洪主要考虑全年围堰防洪方案,相应厂区第1台机组发电的有效施工时间约24个月,工期较有保证。同时厂区土石方明挖在枯季施工,难度略小,主要问题为工程量略大。
本阶段推荐厂区施工期防洪采用全年围堰,防洪标准10年重现期全年洪水,流量为1010m3/s。
8.2.7.3 围堰设计及施工
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