《施工组织设计》xxx水库除险加固工程施工规划设计.doc
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1、8 施工组织设计8.1 施工条件8.1.1工程条件xxx水库工程位于xx河流域泾河支流xx河中下游的xx土高原区,位于xx省xx市xx寨附近,距xx市19km,工程有专线公路与xx市相连,对外交通比较方便。工地至xx市已有一回1万kV输电线路,同时工地已建两座总容量为1.484MW的水电站,可供施工用电。考虑在左山头山顶设2400m3水池集中用水管供水,水源从发电厂房尾水抽取。xx市环县水泥厂生产的九连山牌水泥质量、性能比较可靠,生产规模满足工程需要;水泥厂距工地280km。其他建材如钢材、木材、油料可从当地建材、石油公司采购,钢材应质量可靠、性能稳定。本次初步设计,xxx水库除险加固工程水工
2、布置有方案7和方案8两个方案。方案8溢洪道为两孔,原大坝坝顶加高1.87m;方案7溢洪道为三孔,原大坝不加高。方案7比方案8溢洪道的开挖量及混凝土浇筑量要大得多,而大坝加高方案的坝体填筑量较小,不是主要工程量,对总投资影响不大。8.1.2自然条件xxx库区年平均年降雨量570mm,79月为汛期,实测最大洪水流量5650m3/s,最小流量111m3/s,水库总库容5.11亿m3。该地区年平均气温11OC,夏季最高气温37OC左右,冬季最低气温-16-32 OC,最大冻土深度82mm。xxx库区位于xx省东部xx土高原沟壑区。区内沟谷密布,河谷狭窄,岸坡陡立,地形连绵起伏。除河道岸坡有基岩裸露外,
3、大部分为第四系xx土和第三系红色土所覆盖。上覆土层厚度100m300m。坝址处河床高程1050m,两岸xx土陡坡直达塬顶,塬顶高程最高为1393m,高出河水位200m300m,相对高差近300m。库区出露的地层主要为下白垩统罗汉洞段砂岩和页岩,第三系砂砾石层和红土及广泛分布的第四系xx土。新建溢洪道东侧山梁高出底板约95m,自然坡角约45,在1110m高程以上为xx土层,以下为三趾马红土层厚7m15m,再下为浅红色孔隙型中粒砂岩,溢洪道开挖后将形成高陡边坡。8.2施工导流8.2.1导流标准8.2.1.1导流建筑物等级xxx水库属大(2)型水利工程,永久建筑物大坝和新建溢洪道均为2级水工建筑物。
4、新建溢洪道施工需要在围堰保护下进行。根据水利水电工程施工组织设计规范(SDJ338-89)第2.2.1及2.2.2条规定,围堰保护对象为2级永久建筑物,堰高为9.0m,库容0.56亿m3,围堰失事将导致大坝失事,后果严重,因此确定围堰为4级临时建筑物。8.2.1.2导流建筑物设计洪水标准根据施工组织设计规范第2.2.12条规定,当导流建筑物为4级时,土石围堰的设计洪水标准为20年10年一遇。由于围堰失事将导致大坝左坝肩未完建的溢洪道过流,从而引发大坝失事,后果严重,因此围堰设计洪水标准采用20年一遇,相应的洪峰流量为5270m3/s。8.2.2导流方式大坝加高施工在原坝顶进行,不受洪水影响,亦
5、无需围堰保护;新建溢洪道施工采用围堰挡水,泄洪洞和增建泄洪洞泄流的导流方式。输水洞泄流规模较小,且主要承担供水任务,汛期不参与导流。输水洞、泄洪洞和增建泄洪洞除险加固安排在非汛期施工。第1年11月第2年3月,放空水库,由增建泄洪洞导流,进行输水洞和泄洪洞除险加固施工;第2年11月第3年3月,放空水库,由输水洞和泄洪洞导流,进行增建泄洪洞除险加固施工。8.2.3施工度汛措施第1年10月以前进行溢洪道1120.0m以上部分开挖,水库正常运用。第1年11月第2年3月,放空水库,由增建泄洪洞导流,进行输水洞和泄洪洞除险加固施工。第2年4月10月由泄洪洞和增建泄洪洞导流,围堰挡水,设计洪水位1118.1
6、9m,设计堰顶高程1119.00m。第2年11月第3年3月,放空水库,由输水洞和泄洪洞导流,进行增建泄洪洞除险加固施工。第3年4月5月由泄洪洞和增建泄洪洞导流,控制水库水位1105.00m,拆除溢洪道围堰,进行溢洪道围堰占压部位的溢洪道引渠施工。施工导流及渡汛成果见表8.2-1。表8.2-1 施工导流及度汛成果导流度汛时 段设计标准设计流量(m3/s)泄 水建筑物挡 水建筑物下泄流量(m3/s)调洪水位(控制水位)(m)要求建筑物高程(m)第1年11月第2年3月5%7.63增建泄洪洞7.63放空水库第2年4月10月5%5270泄洪洞、增建泄洪洞大坝、围堰551.601118.191119.00
7、第2年11月第3年3月5%7.63输水洞、泄洪洞7.63放空水库第3年4月5月5%216泄洪洞、增建泄洪洞大坝(1105.00)8.2.4施工期供水设计第1年11月第2年3月输水洞修复加固期间,用水泵从泄洪洞出口取水,设计取水流量0.13m3/s,以满足日用水量约11000m3的生活用水需要;施工期其它时段,仍然由输水洞承担供水任务。 8.2.5导流建筑物设计溢洪道围堰采用均质xx土围堰,右端与大坝相接,左端与左岸山坡相接。围堰轴线由直线段和圆弧段(半径为50m)组成,轴线长142.0m。堰顶高程1119.0m,堰顶宽度为4.5m,上、下游边坡均为1:2.0。围堰上游坡脚1113.0m高程以下
8、用xx土草袋填筑,围堰下游坡脚1115.0m高程以下设砂砾石排水棱体,围堰上游坡1113.0m高程以上和下游坡1115.0m高程以上采用0.8m厚xx土草袋护坡。围堰工程量见表8.2-2。表8.2-2 围堰工程量表 单位:104m3序号项目单位围堰备注1砂砾石填筑m31108.002xx土填筑m315190.003xx土草袋(堰脚)m36633.004xx土草袋(护坡)m32770.005围堰拆除m325701.00全部拆除 8.2.6导流建筑物施工围堰xx土填筑采用2.0m3装载机挖装,10t自卸汽车运输, 59kW履带式推土机平料,坯土厚度0.3m,59kW履带式推土机碾压。下游坡1115
9、.0m高程以下砂砾石排水棱体采用2.0m3装载机挖装,10t自卸汽车运输并抛投,人工整坡。xx土草袋由人工装填,10t自卸汽车运输,人工排整。根据围堰及基础渗流计算,基坑渗水量约50 m3/天;根据实测xx市最大一日降雨量148mm计算,基坑降水量约5000m3/天。据此,采用明沟式水泵抽水排除基坑集水,排水流量216m3/h,排入水库。8.3 料场的选择与开采土料场:xxx库区位于xx土高原沟壑区,坝址处大部分为第四系xx土和第三系红色土所覆盖,上覆土层厚度100m300m,施工区土料较为丰富,经地质勘察研究,土层质量也能满足填筑用土要求。工程土方开挖主要为溢洪道左侧山体和右侧老坝体土方开挖
10、,填筑用土部位主要为溢洪道开挖部位的后序回填及下游河道防护回填、挡土墙箱内回填等,其施工顺序是先挖后填。所以,工程填筑用土可以考虑利用工程本身开挖料,无需另选土料场,即将开挖土料分类堆放在各弃渣场,尔后回采利用。对于溢洪道开挖部位的后序回填,其对土各项指标要求较高,可利用溢洪道左侧山体开挖土(Q类土),经地质勘察研究,土层质量能满足填筑用土要求。对于下游河道防护回填、挡土墙箱内回填及其他部位回填,其对土指标没有要求,则可考虑利用老坝体各部位开挖土。渣场详细堆渣规划见后面相关章节。砂石料场:当地砂砾石料及混凝土用骨料较缺乏,料场一般距施工区很远,若考虑自行开采加工骨料及砂砾料,运距太远,不经济。
11、经调查研究,决定混凝土用骨料采用购买成品料方式解决,即从长庆桥购买,运距86km。当地有公路相通,交通便利。8.4 主体工程施工8.4.1大坝施工主要包括坝顶、坝上游坡及坝肩等部位的施工。方案7没有坝顶加高,其余同方案8基本一致,以下主要以方案8为主对各施工方法进行叙述。大坝主要工程量见表8.4-1。表8.4-1 大坝主要工程量表项目名称单 位方案8方案7原坝加高1.87m原坝不加高土方开挖104m32.292.00坝体填筑104m32.881.45原混凝土盖板护坡拆除m34890873预制混凝土护坡m344534454防浪墙混凝土浇筑m322961208.4.1.1大坝加高施工主要包括坝顶防
12、浪墙、人行道拆除及恢复,坝顶清基及加高土方填筑。防浪墙混凝土、人行道拆除及坝顶清基,采用人工辅以机械拆除,2m3装载机装渣,15t自卸汽车运输,土方运往1#渣场堆存,运距为500m,拆除混凝土运往2#渣场堆存,运距为1200m。该部分渣料全部为永久弃料,不回采利用。坝顶加高土方填筑7363 m3,土料回采利用1#渣场堆存的溢洪道左侧山体开挖料(Q类土)。采用2m3挖掘机在1#渣场挖装,15t自卸汽车运输,平均运距500m,由拖拉机碾压,180马力推土机铺料,拖拉机不能到达的边角处,采用2.8kW蛙式夯实机进行夯实。8.4.1.2复合土工膜施工大坝复合土工膜分为上游坝坡复合土工膜和坡脚水平复合土
13、工膜两部分,土工膜规格为200g/0.5mm/200g,铺膜面积4.12万m2。大坝坝坡土工膜下部与上游水平土工膜在坡脚处通过混凝土止滑槽连接,上部与坝顶混凝土防浪墙、左侧与溢洪道挡土墙通过螺栓锚固连接,右侧与右岸岸坡通过xx土锚固槽连接,形成大坝完整的防渗体系。左坝肩段在坝体填筑至坝顶高程后,原坝段在坝坡预制块拆除和坡脚土方开挖完成后,进行上游斜坡和坡脚水平土工膜施工。复合土工膜施工包括:准备工作、土工膜铺设、连接、土工膜端部固定、砂砾料及混凝土预制块保护层等的施工。1)准备工作拆除坝坡混凝土护坡盖板4890m3(自然方)、上游水平坡脚xx土开挖及清基1.89万m3(自然方)。混凝土护坡盖板
14、采用人工辅以机械拆除,xx土开挖及清基采用2m3挖掘机挖装。拆除料及开挖土料用15t自卸汽车运往1#渣场堆放。其中土方1.45万m3(松方)回采利用于上游水平坡脚开挖后的后序回填,不碾压;护坡盖板回采利用2445 m3(自然方)。其余料永久弃于1#渣场。2)土工膜铺设坝坡段土工膜人工从坝顶自上而下铺设;坡脚水平段土工膜由人工展铺。土工膜在厂家生产时按设计要求的长度裁断,铺设时尽量减少中间接缝。铺膜时注意张弛适度,要求土工膜与垫层结合面务必吻合平整,避免人为和施工机械的损伤。3)土工膜连接土工膜(二布一膜)的连接为膜与膜之间采用焊接,布与布之间采用缝合连接。连接施工程序为:铺膜焊膜缝底层布翻面铺
15、好缝上层布。第一幅土工膜铺好后,将需焊接的边翻叠(宽度约60cm),第二幅反向铺在第一幅膜上,调整两幅膜焊接边缘走向,使之有约10cm搭接,以利焊接机运行。对留边不齐的需进行修剪,膜有褶皱处需展平,以免影响焊接质量。PE(聚乙烯)膜采用ZPR-210V型或改进型自动爬行热合焊机连接。复检确认后,方可缝织物。织物采用GH9-2手提封包机配高强维涤纶丝线缝合。连接面要求松紧适度,自然平顺,确保膜与织物联合受力。土工膜连接完成,将第二幅翻回铺设好。再依次循环施工。4)土工膜锚固 螺栓锚固连接先将联接处防浪墙混凝土面清理干净,用砂浆抹平后涂上一层沥青,贴上止水橡皮再铺膜,土工膜上再贴止水橡皮,并用10
16、mm厚钢板压平,每隔50cm(15cm)用膨胀螺栓(射钉)固定在混凝土上,最后用砂浆覆盖封闭。土工膜联接完毕,按要求回填砂砾料,砌筑混凝土预制块。 止滑槽、锚固槽连接斜坡坡脚土工膜与上游水平铺盖土工膜是通过设在坡脚处的混凝土基座连接。基座混凝土由15t自卸汽车从拌和站运输,HB-60混凝土泵车输送入仓,人工平仓,插入式振捣器人工振捣密实。土工膜与右岸岸坡通过xx土锚固槽连接,锚固槽由人工开挖,人工回填xx土。5)土工膜保护层施工水平铺盖段土工膜上部设有一层1.0m的xx土保护层,斜坡段土工膜上部设有一层0.2m厚的砂砾石保护层和一层0.2m厚的混凝土预制块保护层水平铺盖段xx土保护层采用2m3
17、挖掘机在料场挖装,15t自卸汽车运输,倒退法卸料,人工铺料。斜坡段砂砾石保护层采用1m3装载机挖装, 8t自卸汽车运至坝顶卸入料斗经溜槽溜至铺筑面,人工铺填。斜坡混凝土预制块部分利用原拆除的混凝土块,部分由预制厂生产,混凝土预制块砌筑由坡脚自下而上进行,采用8t自卸汽车运输至坝脚处,由设在坝顶的卷扬机牵引手推车运送预制块至工作面,人工砌筑。表8.4-2 大坝施工主要施工机械表序号机械名称单位数量备注12m3装载机台222m3挖掘机台23180马力推土机台2410t自卸汽车辆4515t自卸汽车辆8612t凸块碾台272.8kW蛙式夯实机台18卷扬机台1续表8.4-2 大坝施工主要施工机械表序号机
18、械名称单位数量备注9SGZ-I钻机台410浆液搅拌机台411BW-200灌浆泵台8126.0 m3砼搅拌运输车辆413WD200A型履带式起重机台114SJB-1型深层搅拌机钻孔台18.4.2 泄水建筑物施工两方案在大坝左侧均设溢洪道,方案8为2孔,方案7为3孔,溢洪道除孔数不同外,其位置、形式等基本相同。以下以方案8为主对各施工方法进行叙述。 溢洪道根据部位分为导流段、引渠段、闸室段和泄槽段,除导流段只有土方开挖外,其余各段均开挖至基岩以下。溢洪道土方填筑主要包括溢洪道左临山体侧和右临大坝侧的开挖后回填。溢洪道除导流段底板和左右护坡混凝土为预制外,其余各段皆为现浇混凝土。溢洪道1119m高程
19、以下部位的施工是在围堰的保护下进行的,1119m高程以上部位的开挖可尽量提前进行,导流段开挖至1119m高程后暂停开挖,结合围堰一起挡水,待溢洪道导流段以后所有工程完工后,将库水位降至1106m以下,再行围堰拆除及1119m高程以下部位的施工。泄水建筑物主要工程量见表8.4-3。表8.4-3 泄水建筑物主要工程量表序号项目名称单位方案8方案71土方开挖104m3110.43133.592石方开挖104m328.8031.253土方填筑(含垫层)104m347.4144.674反滤料填筑104m30.290.345混凝土104m311.8812.936钢筋t4824.395404.367排水孔m
20、668.00817.008止水m5684.007458.009固结灌浆m24365.004998.0010帷幕灌浆m22819.003066.0011闸门启闭机t386.80579.708.4.2.1 土石方开挖(1) 土方开挖主要包括溢洪道导流段、引渠段、闸室段和泄槽段,总开挖方量110.43万m3(自然方)。采用自上而下分层台阶法开挖,由2.0m3挖掘机挖装,180马力推土机辅助集料,15t自卸汽车运输。根据总进度要求,安排三个作业面同时施工。导流段土方开挖3.85万m3(松方,Q类土)直接用于围堰填筑,运距300m;17.0万m3(松方,Q类土)运往1#渣场临时存放,运距800m,用于后
21、序溢洪道右侧及挡土墙箱内回填;导流段其余开挖土方运往2#渣场堆存,运距1200m。引渠段所有开挖土方全部运往2#渣场,运距1200m。闸室段土方开挖1.55万m3(松方)直接用于下游河道防护填筑,运距700m,其余运往2#渣场,运距1200m。泄槽段土方开挖28.86万m3(松方)直接用于下游河道防护填筑,运距700m,其余运往2#渣场,运距1200m。(2) 石方开挖主要包括溢洪道引渠段、闸室段和泄槽段,总开挖方量28.80万m3(自然方)。采用自上而下分层开挖,台阶爆破法施工,周边预裂爆破,建基面预留保护层。以100型履带式潜孔钻机钻孔为主,手风钻钻孔为辅,180马力推土机辅助集料,爆破石
22、渣由2.0m3挖掘机挖装,15t自卸汽车运输。根据总进度要求,安排二个作业面同时施工。由于溢洪道泄渠段下面有发电引水洞,在爆破开挖时应注意保护。所有石渣运往2#渣场堆存。8.4.2.2 土方回填土方回填主要包括溢洪道左挡土墙与山体之间和溢洪道右挡土墙与大坝之间的空隙。溢洪道开挖到设计断面以后,首先浇筑挡土墙。当挡土墙浇筑高度距离开挖面2m以上且混凝土的强度已达到设计强度的80%以上时,即可进行挡土墙外侧的回填。溢洪道左侧回填料12.61万m3(松方),溢洪道右侧回填料为28.69万m3(松方)。采用2m3挖掘机在渣场挖装,15t自卸汽车运输,由拖拉机碾压,180马力推土机铺料,拖拉机不能到达的
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