一级水电站施工组织设计样本模板.doc

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8 施工组织设计
8.1 施工条件
8.1.1 工程条件
1、 地理位置及对外交通概况
咔日沟一级水电站位于四川省雅安市宝兴县硗碛乡咔日村境内, 地处宝兴河主支东河的一级支流咔日沟中下游河段, 是咔日沟梯级开发规划2级电站中的第一级电站。上游梯级为咔日沟二级电站。本梯级电站取水枢纽位于咔日沟长偏桥( 一线天) 处, 厂址位于咔日沟下游咔日村, 分别距宝兴县城66km和60km。
从成都到雅安有成雅高速公路, 雅安至宝兴经15km318国道至飞仙关, 之后经52公里210省道至宝兴县城, 再经54km宝兴至小金的210省道至硗碛乡, 只需改扩建4.0km林场公路和新修3公里公路, 便可贯通厂坝区, 工程区对外交通较为方便。工程区对外交通除公路外, 无其它交通方式。
2、 建筑物组成
咔日沟一级水电站为具有日调节水库的引水式开发电站。工程建筑物主要由拦河坝枢纽、 引水系统、 厂区枢纽三大部分组成。
大坝为沥青砼心墙堆石坝, 大坝坝顶高程2452.00m, 最大坝高47.0m, 坝顶长156.00m, 坝顶宽度6.00m; 上、 下游边坡比分别1:1.8、 1:1.7, 沥青砼心墙由下至上逐渐变窄( 顶宽0.50m) ; 大坝上、 下游坝壳采用堆石填筑, 两侧为3.0m厚反滤边渡带, 上、 下游坝坡均采用0.6m干砌块石护坡; 坝基置于覆盖层上, 坝基采用帷幕灌浆( q＜10Lu) 和1.0m厚钢筋砼防渗墙防渗, 坝体采用沥青砼心墙防渗。
大坝左、 右岸各布置一条有压泄洪洞, 由进口段、 检修门闸室、 有压隧洞、 工作闸室和挑流消能组成。总长均为343.0m, 圆形洞( D=5.0m) 。采用钢筋砼衬砌。左岸泄洪洞进出口高程分别为2430.0m、 2400.0m。右岸进出口高程分别为2418.0m、 2400.0m。
引水建筑物由有压引水隧洞、 调压井及压力管道组成。隧洞全长5950.40m, 进、 出口高程分别为2442.0m、 2426.0m; 并在桩号洞3+51.5处修建不干尔沟进水口, 将该沟沟水引入主洞。设计引用流量0.85m3/s, 取水口为底格拦栅坝, 最大坝高5.0m, 坝长25.0m, 引水斜洞为1.50×1.80m( 宽×高) 城门洞形, 纵坡线与水平面夹角50°, 洞身采用30cm钢筋砼衬砌。设计引用流量11.98m3/s, 隧洞断面为( 2.5×3.2m, 宽×高) 城门洞形断面, 采用挂网喷锚和0.3m~0.4m现浇砼衬砌。
调压井型式为简单圆筒式, 井身净高32.0m, 内径D=6.0m; 井壁及拱圈采用0.8m厚钢筋砼衬砌, 井身及顶拱采取锚杆支护, 底井身及顶拱均采用固结灌浆处理。井顶有一交通平洞长216m, 比降1/100, 为圆拱直墙形( 3.0×3.0m, 宽×高, r=1.50) 。
压力管道采用联合供水方案。主管线全长1400.6m, 内径2.10m, 其中1287m长为洞内埋管, 外包0.5m厚C20钢筋砼, 洞内围岩采取固结灌浆和回填灌浆处理, 钢管和回填砼间用接触灌浆处理; 113.6m长采用明管沟埋( 该段也为过河管道段) , 0.5m砼外包现浇后, 周围土石回填。支管全长27.85m, 支管内径1.20m, 采用上平段、 上斜段、 中平段、 下斜段及下平洞的”三平两斜”方式布置。在出口段长约50.0m经过咔日沟河床以沟埋方式接入厂房。在上平段管0+012处有蝶阀室交通洞贯通地面, 为3.0×3.0m( 宽×高) 城门洞型断面, 采用回填灌浆和固结灌浆处理, 0.6m厚钢筋砼衬砌, 总长220.0m。
厂区建筑物有主、 副厂房、 升压站、 尾水渠、 进厂公路等。主厂房总长34.50m, 宽14.40m。内装两台单机容量为15MW的立式水轮发电机组, 转轮直径1.40m, 主厂房水下墙体为厚1.2~2.0m钢筋砼井筒, 上部为排架结构。副厂房设在主厂房上游侧, 紧靠主厂房成”L”字形布置。主、 副厂房地基为漂卵砾石夹砂, 存在不均匀沉降, 为了减小厂房不均匀沉降, 安装间和主机间基础采用灰岩石渣填筑, 并对主机间未换层部分采取充填灌浆处理。
厂房对外交通为公路交通, 从硗碛水库环湖公路接入并沿右岸进入厂房区, 全长0.80km。升压站和副厂房相邻, 布置在厂房后侧。
主体工程主要工程量详见表8－1－1。
主要工程数量表
表8－1－1
项 目
单位
首部枢纽
引水系统
厂区枢纽
合计
大坝
泄洪洞
引水隧洞
调压井
压力管道
土石方开挖
m3
277810
65095
6453
1094
4026
51431
405909
石方洞挖
m3
221
17492
62407
8085
10200

98405
土石方填筑
m3
455939
15400

1461
28500
501300
砼浇筑
m3
7911
15758
18794
3322
6965
11192
63942
砌石
m3
12693
4722
370

18089
35874
帷幕灌浆
m
3520

3520
固结、 充填灌浆
m
2492
4704
20448
1500
5405
840
35389
回填灌浆
m2

3754
7304
1934
13303

26295
钢筋制安
t
140
696
862
107
72
489
2366
钢管
t

1966

1966
3、 施工特点
1) 工程区场外交通较为方便, 场内交通较为不便, 需改扩建4.0km林场公路和新修3.0km场内公路才能使厂坝区贯通。至各支洞口还需新建一定数量的临时施工便道。
2) 根据地形条件及拦河坝的建筑物布置, 本工程河床狭窄, 只能采用隧洞导流。
3) 引水隧洞为施工关键线路。隧洞沿线地段崩坡积物广布, 布置施工支洞条件差, 各支洞工作面单向掘进长度较长, 最大达1147m。
4) 工程施工战线长, 对施工队伍机械化程度及管理水平要求较高。
4、 供应条件
1) 天然建筑材料
工程区内土料、 砼骨料等当地建材储量丰富, 易开采获得, 质量符合要求。
2) 外来材料
水泥可在宝兴县城或者天全县购买、 钢材、 炸药、 汽柴油等可从雅安市购买。
3) 工程用电
可就近从硗碛乡接10KV线路到各施工用电点。
4) 施工供水
生产、 生活用水均取自咔日沟及部分工区邻近山溪沟, 水质状况良好, 无侵蚀性, 可在各工区设抽水泵站, 抽水至要求高程的水池, 即可满足生产及生活用水的需要。
5) 机械修配能力
宝兴和雅安都有相当水平的机修和汽修能力, 能为工程施工提供良好的修配服务。工地附近只需设小型修配站、 临时保养站即可。
5、 工期要求
根据业主意见, 结合本工程水工建筑物及施工支洞的布置特点, 综合考虑本工程施工总工期为27个月。
8.1.2 自然条件
1、 气象条件
本流域属亚热带季风气候区, 具有冬冷、 春干、 夏凉、 秋润的特点。流域内由于地势高差悬殊, 立体气候显著, 气温由下游至上游随海拔升高而逐渐递减。降水量具有南面大, 北面小, 山腰大, 河谷小的特点, 其年内分配不均匀, 多集中在5~10月,
降水量占全年的85%~90%, 特别集中在7、 8两个月, 其降水量占年降水量的45%~50%。本流域夜间降雨较多, 有夜雨昼睛的特点。
据宝兴县气象站1961年～1996年资料统计, 多年平均气温14.1℃, 极端最高气温35.3℃, 极端最低气温-5.7℃, 多年平均年蒸发量1285.0mm(20cm蒸发皿), 多年平均相对湿度77%, 最小相对湿度14%, 多年平均年降水量949.7mm, 一日最大降水量123.5mm(1966年8月4日), 多年平均降水日数174.3d, 最大风速14m/s, 多年平均雷暴日数为22d, 多年平均降雪日数7.1d。据宝兴水文站1960年～1963年水温资料统计, 多年平均水温10.6℃, 历年最高水温20.2°C, 历年最低水温2.0°C。宝兴县气象特征见表8－1－2。

宝兴气象站气象要素统计表
表8－1－2
月份
项目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年
降水量
多年平均(mm)
2.7
6.9
22.3
51.7
92.7
134.8
235.6
217.0
122.8
47.2
13.8
2.2
949.7
最大一日(mm)
18.2
7.5
15.2
36.8
41.6
93.2
98.6
123.5
103.4
32.2
24.9
4.3
123.5
＞0.1mm降水日数(a)
4.9
7.4
11.3
16.0
20.0
20.9
22.6
21.3
21.5
16.3
8.2
3.8
174.2
＞10mm降水日数(a)
0.0
0.0

0.1
1.0
3.1
4.6
7.4
7.2
4.3
1.1
0.2
0.0
29.0
＞25mm降水日数(a)
0.0
0.0
0.0
0.1
0.3
0.8
2.7
2.5
0.6
0.1
0.0
0.0
7.1
气温
多年平均 (°C)
4.6
5.9
9.9
14.7
18.3
20.5
22.5
22.4
18.7
14.8
10.5
6.2
14.1
极端最高(°C)
19.0
24.1
27.5
32.0
33.2
33.4
33.2
35.3
33.2
26.6
24.7

20.4
35.3
极端最低(°C)
-5.7
4.1
-2.2
0.6
7.4
10.8
14.4
14.4
10.1
4.4
0.4
-5.5
-5.7
多年平均蒸发量 (mm)
71.0
68.4
99.5
133.4
162.9
140.8
148.0
142.8
95.2
82.8
73.7
66.5
66.5
风 速
多年平均 (m/S)
4.0
4.1
4.3
4.2
3.9
3.4
3.3
3.2
2.9
3.8
3.6
3.8
3.7
最多风向
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
最大风速 (m/S)
14.0
14.0
12.0
13.0
13.0
12.0
14.0
10.0
12.0
14.0
14.0
14.0
14.0
相应风向
SSE
SSE
3G
S
SSE
SE
SSE
4G
SSE
SSE
SSE
NNW
2G
多年平均相对湿度(%)
71.0
72.0
73.0
73.0
76.0
78.0
81.0
82.0
84.0
82.0
77.0
73.0
77.0
多年平均日照时数 (h)
57.6
42.1
59.3
72.2
76.4
72.0
98.4
99.3
49.8
46.1
49.0
59.6
781.8
多年平均雾日数 (a)
0.1
0.1
0.1
0
0
0
0.1
0
0
0
0.1
0.1
0.4
多年平均雷暴日数 (a)
0
0.1
0.2
1.7
3.1
2.8
5.3
4.8
0.9
0.4
0.2
0
19.4

2、 水文条件
咔日沟为东河上游右岸一级支流, 发源于夹金山南部4200m高峰处, 地处四川盆地西部边缘。流域内径流主要由降水形成 径流的年际年内变化与降雨特性基本一致。径流的年际变化较小。年最大流量发生在6—9月, 最小流量发生在2—3月。
流域内洪水主要由暴雨形成, 洪水在7—8两月较为集中, 洪水过程具有单峰多、 复峰少、 陡涨陡落的特点。一次洪水过程一般2天左右。
电站分期洪水见表8－1－3。
咔日沟一级电站分期洪水成果表
表8－1－3
分期
坝
厂房
5%
10%
20%
5%
10%
20%
12～3月
5.93
5.37
4.76
7.04
6.37
5.65
4
12.6
10.6
8.68
14.9
12.6
10.3
5
39.1
34.3
29.3
44.8
39.3
33.6
6～9
205
175
144
230
196
161
10
32.8
29.5
25.9
37.6
33.9
29.7
11
10.9
9.65
8.38
13.0
11.5
9.94
3、 地形、 地质条件
坝址河床宽度约20～30m, 水深1.5～1.8m不等, 河流纵坡陡, 水流湍急。两岸以剥蚀堆积陡崖陡坡地貌为主, 亦有堆积斜坡地貌。
左岸在高程2448.00m以上、 右岸在高程2528.00m以上均裸露玄武岩, 左、 右岸坡覆盖层结构松散, 透水性强。河床堆积层主要为河床覆盖层厚20.56～28.0m, 由崩坡堆积层、 冲崩堆积层和冲积层组成, 河床覆盖层渗透系数1.18×10-1～8.60×10-3cm/s。下伏基岩为玄武岩、 硅质板岩, 致密坚硬。左坝肩及右坝肩在高程2528.00m以上均裸露玄武岩; 右坝肩在高程2528.00m以下覆盖层总厚0.00～15.00m, 为孤块碎石。坝基、 坝肩强风化、 弱风化～微风化中段基岩透水率均大于5Lu。
设计中心墙左、 右坝肩部位均置于玄武岩上, 中部置于经防渗加固处理后的崩坡堆积块碎石和冲积含砾中细砂土。上游堆石区置于已进行加固的崩坡堆积层上, 下游堆石区置于冲积层上, 坝基、 坝肩均采用了防渗灌浆处理。
左岸泄洪洞进出口段均为约十几米的覆盖层, 竖井段覆盖层厚2.10~6.70, 为结构松散的崩坡堆积块碎石, 其基础置于玄武岩上。洞身段岩层为玄武岩, 其中Ⅲ、 Ⅳ、 Ⅴ类围岩分别占57.4%, 36.2%, 6.4%, 右岸进口处为裸露玄武岩, 基础置于玄武岩上, 竖井段井身及基础均位于玄武岩中( 或上) , 洞身段为玄武岩, 其中Ⅲ、 Ⅳ、 Ⅴ类围岩分别占35.8%, 60.6%, 3.6%, 出口段为约二十几米的覆盖层, 基础置于玄武岩上。
引水隧洞均为傍山隧洞, 隧洞穿越岩层有玄武岩、 千枚岩、 硅质板岩、 结晶灰岩, 并在桩号1+009.5、 3+548.40两处分别穿过长偏桥和五道牛场背斜轴部, 洞身段总长5950.40m, 其中Ⅱ类围岩占48.6%, Ⅲ类围岩占12.0%, Ⅳ类围岩占24.9%, Ⅴ类围岩占14.5%; 进口处覆盖7.60～9.88m厚第四系崩坡堆积块碎砾石, 结构松散, 下伏二叠系上统大石包组玄武岩, 强风化层厚6.0～7.0m, 弱风化层厚10.0～12.0m, 围岩分类Ⅴ类; 隧洞出口与调压井相连, 地表覆盖厚约41.75m的崩坡堆积层, 强弱风化卸荷带厚约20.0m, 围岩分类为Ⅲ类。
调压井布置处地面高程2551.75m, 覆盖层厚43.57m, 为崩坡堆积孤块碎石, 结构松散, 调压井在微风化～新鲜结晶灰岩、 玄武岩中开凿而成, 井身岩体完整性较好, 但局部稳定性差, 围岩分类为Ⅲ类。
压力管道采取地下洞内埋管和明管沟埋管两种形式, 前者管道穿过灰岩、 玄武岩、 千枚岩, 围岩分类Ⅱ~Ⅳ类, 出口段为Ⅴ类, 后者布置处地表覆盖厚8.42~17.89m的第四系崩坡堆积孤块碎石和冰碛堆积孤块石夹粉土质砾或砾石质粉土, 结构松散～稍密状, 设计基础置于稍密~中密漂卵砾石上, 该段也为过河主管段。下伏结晶灰岩、 玄武岩、 千枚岩。
厂房位于咔日沟右岸高漫滩, 地面标高2142.00~2148.00m, 面积约2300m2, 覆盖第四系冲积漂卵砾石、 孤石、 漂( 块) 石夹砾石质粉砂, 厚15.60~15.90m。上部为4.73～8.15m厚的漂卵砾石, 稍密状, 中部为1.10～1.57m厚的砾石质粉砂, 不连续, 结构稍密状。下部为孤石、 漂( 块) 石, , 结构中密～紧密, 厚度大于30m。
设计中基础置于中密状漂卵砾石层, 并对基础以下进行了加固处理。
地下水类型主要有第四系松散堆积层中的孔隙潜水和基岩裂隙水, 属重碳酸钙或重碳酸钙镁型水, 对混凝土不具任何腐蚀性和侵蚀型。
8.2 施工导流
8.2.1 首部枢纽
1、 导流标准
本工程属四等工程, 根据《水利水电工程施工组织设计规范》( SL303- ) 的规定, 相应的导流建筑物级别为Ⅴ级, 对土石围堰导流建筑物设计洪水标准为10～5年重现期洪水。根据导流隧洞与泄洪洞结合的导流方式, 现对5年一遇和 一遇重现期洪水进行计算比较见表8－2－1。

导流标准比较表
表8－2－1
部位
项目
导流标准P=10%
导流标准P=20%
差值

导流时段
枯期导流
枯期导流

设计流量
34.3
29.2
5.1

上游围堰处水位
2422.00
2421.60
0.4

下游围堰处水位
2404.90
2404.90
0
从上表能够看出, 枯期五年一遇洪水标准和枯期十年一遇洪水标准围堰高程均较低, 且差值较小, 因此本工程导流选择较高的洪水标准, 按十年一遇洪水导流。
2、 导流时段及流量
据水文资料, 该流域11～4月为枯期, 6～9月为主汛期, 10月、 5月为汛前、 汛
后过渡期。根据拦河坝工程布置情况, 为方便施工, 加快施工进度, 使电站早日投产, 在十年一遇导流标准的前提下, 对枯期( 11月～次年4月) 、 枯期( 10月～次年5月) 两个导流时段进行了比较, 成果见从表8-2-2。

导流时段比较表
表8-2-2
项 目
单位
方案一
方案二
备注
导流标准

P=10%
P=10%

导流时段

11～4月
10～5月

导流流量
m3/s
10.6
34.3

导流流量差值
m3/s
-23.70
23.70

上游围堰设计水位
m
2420.0
2422

上游围堰顶高程
m
2421.0
2423

上游围堰最大高度
m
11.0
9.0

下游围堰
项
不须修建
不须修建
设计水位远低于坝址处地面高程
导流工程量
项
不必列出
不必列出
均成为永久坝体一部分,不浪费
能够看出, 方案一虽然比喻案二围堰工程量有所增加, 但其投入使用后成为永久坝体一部分, 不重复建设不浪费, 更重要的是增加了枯期施工的宝贵的两个月时间, 对施工安排和降低施工强度均极为有利。综上所述选择方案二, 即导流时段为枯期( 10月～次年5月) , 相应导流设计流量为34.30m3/s。
3、 导流方式
1) 导流方案的选择
由于坝址区河床狭窄, 两岸均为陡崖, 因此只宜选用断流围堰、 隧洞导流方案。
2) 选定导流方案概述
根据水工设计, 右岸布置有泄洪隧洞, 进水口底板高程与水边线高程相差不大, 可用泄洪洞兼作导流洞导流。
3) 导流方案的选定
右岸泄洪洞进口处枯水期水边线2416.00m左右, 故导流洞与泄洪洞结合使用, 合理可行; 坝体和围堰均为土石结构, 将坝体前脚部分作为挡水围堰技术可行, 上游围堰只挡枯期洪水( 汛期由已建坝体挡水) , 围堰较矮, 施工难度小, 操作方便。
综合以上分析, 选择如下导流方案: 右岸泄洪隧洞进口高程为2418.00m, 出口为2400.00m, 均高于五年一遇的枯期洪水水位, 因此在进行泄洪洞施工时, 选择在枯水期进行。但泄洪洞出口齿槽挖得较深, 需在出口处修建一低水围堰, 以方便该部分施工( 其导流设计见8.2.4节) , 泄洪隧洞施工完毕后, 在上游垂直河道修建围堰, 截断水流, 利用右岸泄洪隧洞过流, 下游坝脚处原地面高程为2404.20m, 下游天然设计洪水位为2401.00m, 故不必在下游设置下游围堰。
本导流方案的导流工程( 导流洞和上游挡水围堰) 在施工期投入使用后将作为永久工程的一部分保留下来, 不重复建设不浪费, 由此可见选择的本方案优越性明显并切实可行。
4、 坝体施工临时度汛
根据《水利水电施工组织设计规范》( SDJ303- ) 规定, 本工程大坝为沥青心墙石碴坝, 坝体施工期临时度汛洪水标准选取汛期20~50年一遇重现期, 考虑到大坝工程为四等工程以及坝体填筑量不大, 故选取大坝临时度汛标准为20年一遇重现期, 相应流量Q=205.0m3/s。经计算, 大坝度汛高程为2426.00m。
1枯施工期, 由上游围堰挡水保护下, 主要进行基础帷幕灌浆、 防渗心墙碾压及中下坝体填筑等工作, 1汛期间, 由坝体临时断面渡汛( 大坝挡水高程2425.00m) 挡水, 由右岸泄洪隧洞导流, 继续大坝的中上部施工。
8.2.2 压力管道沟埋部分
压力管道过河段设计采用河床埋管方案, 须进行施工导流设计。
导流标准5年一遇洪水重现期, 导流时段枯期12月~3月, 相应导流流量设计流量5.65m3/s。采取在沟埋管道上游部位修建一低水围堰挡水, 经过2根φ85cm硬质塑料管道跨过围堰导流至下游54.0m处, 进口、 出口高程分别为2145.50m、 2143.50m, 水边坡降0.34%, 计算堰前水位为2146.20m。由于该段河床比降很陡, 并在管道出口处扩挖河床将管道出口水量导向下游。不须修建下游围堰挡水即可完成压力管道沟埋的施工任务。
8.2.3 厂区枢纽
由于厂区枢位于高台地上, 厂区导流标准采用5年一遇洪水重现期, 枯期流量( 11月~4月) 为10.3m3/s, 汛期流量为161.0m3/s, 相应水位分别为2146.0m、 2147.30m, 根据总进度安排, 在枯期进行基础开挖、 地基处理及石渣换填工作, 施工期间只须在基坑部位加强抽排水即可。并在5月初将迎水面Ⅰ型防洪堤浇筑到2147.0m, 并在尾水渠末端修建全年挡水围堰( 堰顶高程为2147.0m) , 在围堰和已建防洪堤期挡水保护下, 在厂房在汛期期间继续施工。
8.2.4 泄洪洞出口部分
左岸泄洪洞出口: 导流标准5年一遇洪水重现期, 导流时段枯期12~3月, 相应导流量为5.93m3/s, 在出口河床部位须修建一扇形低水围堰, 其顶高程为2401.20m, 设计水位2400.40m。
右岸泄洪洞出口: 导流标准及导流时段均同左岸泄洪洞出口, 该部位进行开挖作业时, 由左岸泄洪洞导流, 其出口水面低于右岸泄洪洞地面线约3.0m, 且两处相距约80.0m, 故此处不须修建围堰就可满足开挖等施工要求。
8.2.5 导流建筑物设计
1、 导流隧洞
采用右岸泄洪隧洞代导流洞, 由进口闸室段、 渐变段、 圆形洞身段, 出口收缩段及防冲护理段组成, 洞径5.0m, 进口高程为2418.0m, 出口高程为2400.00m, 总长352.0m, 钢筋混凝土衬砌, 详细设计见泄洪隧洞设计图。
2、 围堰设计
1) 首部枢纽
围堰工程为土石围堰, 开挖料作为堰体, 围堰顶宽8.30m, 外侧边坡1:1.80, 内侧边坡1: 1.5, 上游围堰堰顶高程2424.00m, 最大堰高12.0m, 高喷灌浆防渗, 底部与基岩相接。
2) 过河埋管段( 压力管道)
围堰工程为土石围堰, 开挖料作为堰体坝壳材料, 围堰顶宽6.0m, 内外边坡均为1:1.5, 围堰堰顶高程2147.20m, 最大堰高2.70m, 采用土工膜防渗。
3) 左岸泄洪洞出口
围堰工程为土石围堰, 利用出口附近开挖的坡积土进行坝壳的填筑材料, 不单独设防渗结构( 只需在枯期施工期间加强抽排水即可) , 堰顶宽2.0m, 内外边坡均为1:1.5, 围堰堰顶高程为2401.20m, 最大堰高1.70m。
4) 尾水渠段
围堰工程为土石围堰, 利用厂区开挖料作围堰堰体材料, 顶宽4.0m, 内外边坡均为1:1.5, 堰顶高程为2147.00m, 最大堰高26.8m, 采用土工膜防渗。
围堰工程量见8－2－3。
围堰及导流洞工程量汇总表
表8－2－3
项 目
单位
大坝工程
厂区工程
合计
2个φ100cm硬质塑料管
m

120
120
土工膜
m2

104
142
高喷灌浆
m2
1410

1410
围堰土石填筑( 利用)
m3
19000
659
19659
坡积土( 利用)
m3

66
66
围堰拆除
m3

377
377
8.2.6 导流建筑物施工
1、 导流隧洞施工
导流隧洞用泄洪洞代替, 其施工程序与方法见主体工程隧洞施工相关章节。
2、 围堰施工
堰体砂卵石回填: 砂卵石料利用坝区和厂区开挖料( 坝区开挖石方料为块石料) , 用1.0m3挖掘机挖装, 5~8t自卸汽车运输, T180推土机推平、 振动碾碾压密实。其施工参数指标要求同大坝部分( 孔隙率＜25%, 压实后干密度大于2.18t/m3) 。
高喷防渗墙采用Xy—2型钻机造孔, 三并管法施工, 1m3灰浆搅拌机制浆, 高压灌浆泵灌浆。
8.2.7 基坑排水
1、 初期排水
初期排水包括围堰施工完毕, 基坑开挖前基坑内积水及围堰渗水、 雨水等。采用2台IS80-65-125型水泵排水。基坑面积约为1200m2, 水深约0.8m, 排水时间按一天计算, 排水强度为40 m3/h。
2、 经常排水
大坝围堰采用高喷灌浆防渗, 堰体不高, 基坑开挖深度较小, 因此渗水量不大。在大坝基坑内拟采用1台IS80-65—125型水泵和2台小型潜水泵排水。基坑采用明沟排水系统导入集水坑, 最后由水泵抽排至围堰外。
厂区的基坑水主要是基坑开挖及主体结构施工期的渗水、 降水和施工废水, 施工期基坑各类渗水量为50m3/h。采用强制式排水方式, 沿厂区外设排水沟集水井和泵站, 布置1台50m3/h 排水泵, 排水扬程15m, 零星排水再辅以潜水泵进行抽排。
压力管道沟埋段河床基坑内各类渗水量为30m3/h。在基坑下游侧布置1台30m3/h 排水泵, 零星排水再辅以潜水泵进行抽排。
8.2.8 截流
截流时间选在10月上旬完成, 截流标准采用五年一遇月平均流量, 即Q=10.85m3/s, 根据运输条件及地形地质条件, 龙口选择在右岸边, 截流难度小, 采用立堵法, 使用部分大块石即可满足截流需要。
8.3 料场选择与开采
8.3.1天然料场概述
1、 围堰土料
料场选定在坝址上、 下游两岸堆积斜坡和Ⅰ级阶地开采, 地形较开阔平坦, 为块碎石夹砾砂土和漂卵砾石夹砂, 储量3.9万m3, 综合运距0.6km, 开挖和运输条件方便。
试验测得土料击实后渗透系数5.71×10-5～1.03×10-4cm/s, 其临界坡降2.43～3.84。
2、 天然骨料场
料场位于硗碛电站大坝下游1.5～3.0km的河床两侧的河漫滩, 距坝和厂址分别为18km、 11km。卵砾石94.42万m3, 砂29.58万m3, 开采和运输均十分方便。
其粒径组成为: 卵砾石含量达89.86％, 小于5mm含量21.89％, 含泥量0.64, 不均匀系数87.48。压缩模量Es为19.31MPa, 渗透系数K20为5.46×10-2cm/s。
3、 块石料场
坝区和厂区附近石料较丰富, 主要为玄武岩、 灰岩经试验, 质量满足要求。坝区料场位于坝址下游约0.5km左右两岸, 厂区料场位于厂址上游约4.0km右岸, 交通方便, 但须新建一座跨河桥连接左右交通。
4、 坝体堆石料场
该料场位于坝区上游, 大部分为灰、 灰绿、 黑灰色板岩、 深灰色泥页岩、 片岩, 夹薄层状结晶灰岩、 变质细砂岩、 碳质页岩。靠水库侧有一宽缓台地, 缓坡带树木覆盖较好, 有用开采层厚40.0m, 可开采储量135.0万m3。三面临空, 开采十分方便, 平均运距2.0km, 无公路相连,
8.3.2料场规划
1、 砼骨料
本工程砼及钢筋砼总量为6.62万m3, 共需成品骨料约12.42万m3, 其中砂5.13万m3, 粗骨料7.29万m。
可利用洞挖料加工人工骨料为6.80万m3, 考虑到硗碛电站大坝下游1.5～3.0km的河床两侧料场开采权已拍卖, 不足部分( 砂5.13万m3, 粗骨料0.49万m) 在河漫滩料场直接购买。
2、 土料场
本工程土料不满足施工防渗要求, 故不考虑采用粘土围堰, 因此无须设专门土料料场。
3、 块石料
本工程块石料全部采用石方洞挖块石或者在河床捡拾大卵石即可满足, 因此无须设专门块石料场。
4、 堆石料
料场选择在坝上游2.0km( 窝子沟及棚子沟间) 的料场开采, 主堆石区料26.53万m3全部来源于该料场, 次堆石区料全部利用坝区开挖料即可解决。
5、 过渡料
本工程过渡料需34739m3, 岩性要求为新鲜的板岩和片岩, 选择料场与主堆石区料场均为同一料场。
8.3.3 料场开采
1、 坝体堆石料开采
开采方法为: 采用沿地形线布置工作线, 垂直工作线方向推进, 采用深孔微差挤压松动爆破, 自上而下分梯段爆破, 公路运输。采用80型潜孔钻造孔, 毫秒电雷管微差挤压爆破, 梯段高度7～10m, 爆破后的块石粒径控制在设计要求范围以内, 应根据堆石粒径要求进行该部分爆破设计。尽量减小超径块石所占的比例; 不残留根底, 爆堆高度满足装车要求; 每次爆破的块石量不少于采装设备5d的装载量。为获得较均匀的小块产品, 采用小孔密集布孔。1.0m3反铲挖装10t自卸汽车运输至坝体填筑工作面, 部分余料运至旁边的宽缓台地上堆放以满足高峰填筑强度。在开采的过程中以及开采完毕后, 应做好废料处理工作和环境保护设计。
2、 砼骨料开采
砼粗、 细骨料: 拟采用在硗碛电站大坝下游1.5～3.0km的河床两侧的河漫滩料场购买方式解决。
8.4 主体工程施工
8.4.1首部枢纽施工
首部枢纽包括沥青砼心墙石碴坝、 泄洪洞, 根据导流规划及施工总进度安排, 首先进行右岸泄洪洞( 兼导流洞) 的施工, 再进行大坝和左岸泄洪洞的施工。
1、 大坝施工
1) 工程概况
推荐的大坝坝型采用沥青砼心墙石碴坝, 坝顶高程2452.00m, 坝顶轴线长156.00m, 最大坝高47.0m, 坝基采用帷幕灌浆和砼防渗墙联合防渗, 坝体由沥青砼心墙防渗。
2) 施工程序
结合沥青砼心墙坝的施工要求, 经过水文资料充分分析, 降雨量≥5mm的次数平均每月为6次, 故拟定平均每月的施工天数为20d, 先进行左、 右岸坝肩及基坑高于洪水位以上部位开挖, 同时利用开挖进行上游围堰填筑, 在围堰挡护下, 基坑内进入全面开挖施工, 坝基及基坑均采用分段分台阶开挖, 随后进行基础处理及砼浇筑等其它施工作业。汛期由已建坝体挡水, 继续施工大坝未完部分。
3) 上坝交通及坝体填筑参数要求
上坝交通主要采用新建公路上坝, 大坝上游左岸分别在高程2424.0m、 2437.0m、 2450.0m布置1#、 2#、 3#施工公路, 其中1#公路可经过上游围堰与右岸4#公路相连, 3#公路与至泄洪闸永久公路相连, 并可直通坝顶, 上游右岸布置4#施工公路, 以”S”形式可达右岸各高程, 同时与右岸泄洪闸永久公路相连。大坝下游左岸利用永久上坝公路, 并在下游段布置”S”形路以5#、 6#公路与左岸大坝坝肩各高程相通, 大坝下游右岸以7#施工公路将泄洪洞出口与基坑及坝体填筑部分相连。
大坝填筑最大强度为5.07万m3。大坝各分区填筑参数如下:
主堆石采用新鲜的板岩和片岩, 含泥量＜5%, 最大粒径小于填筑层厚的2/3, 填筑孔隙率＜20%, 压实后干密度大于2.27t/m3, 平均渗透系数不小于7.7×10-1cm/s。
次堆石利用坝区玄武岩质的块石土, 填筑孔隙率＜23%, 压实后干密度大于2.18t/m3, 平均渗透系数不小于1×10-2cm/s。
反滤过渡带采用新鲜的板岩和片岩, 含泥量＜5%, 填筑相对密度大于0.85, 干密度大于2.26t/m3, 平均渗透系数不小于5.5×10-2cm/s。
沥青砼采用碾压式铺筑, 配合比为沥青7.8%, 矿粉7.8%, 砂43.2%, 石子41.2%, 最大骨料粒径25mm, 砼容重2.4t/m3, 矿粉采用新鲜玄武岩加工而成。
4) 施工方法
( 1) 施工天数
①根据《水利水电工程施工组织设计规范》( SDJ338—89) 中砼沥青受气象因素影响的停工标准为: 在常规施工条件下, 日降雨量超过5mm时, 若无防雨措施, 需停工, 气温大于25℃时, 可考虑白班停工, 日平均气温低于5℃或日最低气温在-3℃以下时, 应按低温季节施工标准进行采用防护施工, 大风风速在六级以上应考虑停工。
②根据咔日沟水电站工程所处地理位置和工程区的气象条件, 对影响沥青砼及坝体填筑施工的降雨及低气温等情况进行分析, 本工程坝体填筑施工采用的停工标准见表8-4-1示。
咔日沟水电站工程大坝施工的停工标准
表8-4-1
序号
施工项目
日降雨量( mm)
日平均气温( ℃)
0~5
5~20
＞20
＞0
0~-5
＜-5
1
石( 碴) 料
照常施工
照常施工
雨日停工
照常施工
防护施工
停工
2
沥青砼
照常施工
雨日停工
雨日停工
照常施工
照常施工
停工
( 2) 开挖
①土方开挖
首先清理开挖区域内的全部树木、 杂草、 垃圾、 废渣, 覆盖层开挖采用1.0～1.6m3反铲削坡, 人工配合修整边坡, 自上而下分层开挖, 分层高度4～5m。同一层面开挖施工, 按照”先土方开挖, 后石方开挖, 再边坡支护”的顺序进行, 使开挖面同步下降。开挖土料翻落至下部集渣平台或直接装车, 较宽部位用推土机配合集料, 挖掘机装车, 8t～15t自卸汽车运输至上游荒地处以植树造林之用。
②石方明挖
施工时将覆盖层及风化岩石剥离干净后, 再进行岩石开挖。岩石开挖采用梯段爆破, 永久边坡采用斜面预裂爆破, 水平建基面采用水平预裂爆破, 坝基及狭窄部位建基面采用保护层开挖。
梯段爆破造孔采用液压钻机和高风压钻机为主, YQ-100B潜孔钻机为辅, 与预裂面相邻地带采用小孔径钻孔。施工时采用排间或孔间微差挤压爆破技术, 装药、 联网应采取人工装药, 采取柱状分段不耦合装药, 非电毫秒雷管起爆网络起爆, 乳胶炸药; 分段起爆药量按规范允许的最大单响装药量控制, 在有特殊要求部位的爆破作业, 需单独专门设计, 实施控制爆破。
开挖碴料出碴运输, 采用采用1.0～1.6m3反铲装碴, 推土机集料, 运输采用8t~15t自卸汽车运输, 非上坝料运至1#、 2#渣场, 上坝料运输至指定填料地点。
( 3) 填筑
坝体作业内容: 运输、 卸料、 铺料、 加水、 压实、 检查等工序, 用进占法铺筑。坝体料采用3m3装载机或1.6m3反铲挖装10t~20t自卸汽车运输至填筑工作面, 118kW推土机铺摊, 人工洒水, 采用13.5t振动碾分层振碾, 边角部分辅以0.8t振动碾。石渣铺料厚度H=60~70cm, 垫层过渡带厚