大坝工程截流及围堰施工方案.pdf
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1、目目录录1 1 概述概述.3 31。1 水文资料分析.31.2 工程地形地质条件.31。3 主要交通.31。4 工期要求.41.5 主要依据及引用标准.41。6 截流及围堰施工主要项目.41.7 右岸导流建筑物施工安排.51.8 截流及围堰施工重点与对策.52 2 围堰及截流设计围堰及截流设计.5 52。1 围堰设计.52。2 截流设计.73 3 物料规划物料规划.8 83。1 填筑料种类、数量及技术要求.83。2 料源勘查、料源平衡及备料规划.93.3 备料安排.93.4 取料规划.94 4 施工程序及进度计划施工程序及进度计划.9 94。1 施工程序.94.2 施工进度计划.105 5 截
2、流施工方案截流施工方案.10105。1 非龙口段预进占.105.2 龙口段截流.106 6 围堰堰体填筑施工围堰堰体填筑施工.10106。1 填筑程序.106。2 填筑方法.116。3 土工膜施工程序.117 7 设备及资源配置设备及资源配置.12127。1 主要设备配置.127。2 主要劳动力配置.127.3 截流施工组织.138 8 施工期水情观测施工期水情观测.14149 9 基坑排水基坑排水.14149。1 初期排水.149。2 施工经常性排水.151010 施工期防洪与渡汛施工期防洪与渡汛.15151111 质量保证措施质量保证措施.16161212 安全、环保及文明施工措施安全、环
3、保及文明施工措施.1616东升水电站大坝工程东升水电站大坝工程左岸截流及围堰施工方案左岸截流及围堰施工方案1 1 概述概述1.11.1 水文资料分析水文资料分析该工程库容为:5824104m3,为中型水库;设计洪水位为 156。00m,相应库容为3988104m3;正常蓄水位为 156。00m。工程等级为级,主要建筑物挡水坝、溢洪道、引水隧洞及坝后式水电站进口为3 级,按 50 年一遇洪水设计,1000 年一遇洪水校核。溢流坝消能防冲按30 年一遇洪水设计,1000 年一遇洪水校核。混合式电站级别为4 级,按 50 年一遇洪水设计,100 年一遇洪水校核,按 30 年一遇洪水设计,50 年一遇
4、洪水校核。表表 1 11 1坝址水位坝址水位-流量关系流量关系水位流量133。58134。00135.75140。18143。48149.72150.91155.98159.3401020020604000150001750030000400001 1。2 2 工程地形地质条件工程地形地质条件(1)左岸:地势平缓,地形自然坡度为:1030 度,高程141m149m,宽度 10m95m,滩面倾向河床。覆盖层3。4 6。6m,岩性主要由冲洪积含砂低液限粘土、粉土质细砂、卵石混合土、混合土卵石组成,下伏燕山期花岗岩。全风化带厚约4m,强风化层厚约 3.8m。强风化岩体不能满足坝肩稳定性要求,左坝肩必
5、须伸进弱风化岩体内,才能满足稳定性要求。(2)河床:岩面平整,局部有人工堆积卵石层,厚度不详;整个河床以卵石混合土及粉质细沙为主,抗冲击能力较强;根据河床纵剖面地形图,迎水面坝踵处岩面高程约为134.65m,背水面坝趾处岩面高程约为 134。44m.(3)右岸:右岸地形较陡,河漫滩不发育,山顶高程 320m,坡度 4580,山体主要由燕山期花岗岩组成,覆盖层5 7m,弱风化带厚 34。7m,强风化层厚约24.4m 强风化岩体不能满足坝肩稳定性要求,左坝肩必须伸进弱风化岩体内,才能满足稳定性要求.无其他不良地质条件。1 1。3 3 主要交通主要交通(1)交通情况:施工区对外交通条件较好,从东宁县
6、到厂址附近有砼路面的等级公路,经通沟村砂石路(新进场路)可到坝址.公路路宽 6m 左右,沿线桥梁能满足施工运输要求,进场路砂石路需局部维修。根据施工工作面布置及施工进度,主要施工便道有 6 条:进场路:通沟村至施工区,宽 6m,长度 3.58km;L1 施工道路:左岸坝上路至生活区,长度约为 1.2km;L2 施工道路:现有左岸施工道路至大坝坝基的延伸段,作为左岸坝段 711高差范围内开挖出渣的主要道路,长度约为 0.6km.L3 左岸和右岸连接段公路:作为右岸建筑物施工运输用,长约 0.8km。L4 施工道路:由 L3 连接,通道设置在 13坝段,继续至进水口的公路开挖一条施工便道至进水口开
7、挖平台。(2)施工电源:最近的 380V 高压线路距工作面 0.5km,电源充足,质量可靠。(3)主要建筑材料:填筑料和防渗料均在坝址附近。1.41.4 工期要求工期要求开工日期:2013 年 06 月 26 日,计划完工日期:2013 年 7 月 5 日.1.51.5 主要依据及引用标准主要依据及引用标准1.51.5。1 1主要依据主要依据(1)东升水电站大坝工程合同文件、设计图纸、技术要求。(2)东升水电站大坝计划工期和现场研究会议纪要。(3)东升水电站大坝工程招标文件水文气象。(4)东升水电站大坝工程招标文件工程地质参考资料.1 1。5 5。2 2引用标准引用标准(1)防洪标准GB502
8、0194;(2)水电工程施工组织设计规范DL/T 5397-2007;(3)水电枢纽工程等级划分及设计安全标准DL5180-2003;(4)水利水电工程围堰设计导则DL/T50871999;(5)水电水利工程施工导流设计导则DL/T5114-2000;(6)土工合成材料应用技术规范GB502901998;(7)水电站基本建设工程验收规程DL/T 51232000;(8)水电水利工程施工测量规范DL/T 5173-2003;1 1。6 6 截流及围堰施工主要项目截流及围堰施工主要项目(1)料源勘查及备料;(2)截流道路施工;(3)岸坡段堰基清理;(4)上游围堰戗堤截流及防渗平台填筑;(5)下游围
9、堰填筑;(6)围堰防渗施工;(7)上游围堰加高填筑及防渗心墙施工;(8)右岸 13坝段改道;(9)左岸 2坝段改道。1.71.7 右岸导流建筑物施工安排右岸导流建筑物施工安排右岸溢流坝施工完成,在 6 月 26 日具备过流条件,6 月 25 日开始拆除右岸围堰,6月 28 日溢流堰开始分流.1 1。8 8 截流及围堰施工重点与对策截流及围堰施工重点与对策(1)围堰受周边地形和结构建筑物限制,与大坝布置干扰大。按照全年挡水围堰,上游围堰堰体高度约 15m,左岸放坡后河床堰基宽度约 150m 左右,按照设计图纸开挖上游围堰边坡,开挖约 4m 深,根据需要对围堰轴线进行调整。由于紧靠围堰上游的左岸有
10、冲沟,围堰布置在尽量避开支沟。同时需对支沟进行改道处理,下游围堰按照设计要求施工,避免占压大坝基础。同时利用枯水期水流较小缩小下游围堰上游坡断面,先施工大坝下游透水堆石体.汛前完成围堰加高加宽。(2)截流填筑道路布置困难。目前左、右岸连接的交通道路畅通,部分渣料可以拆除右岸围堰,填筑到左岸围堰。(3)围堰填筑、防渗料料源难找,备料场地有限。目前能够利用的填筑料源只有大坝右岸围堰拆除料可用,但是运输困难。(4)围堰地形地质条件存在变化,防渗施工存在不确定性。需提前对围堰河床及岸坡进行处理,主要手段就是粘土铺盖,铺盖长度视渗漏情况而定.(5)截流施工需充分考虑溢流坝导流能力,截流龙口选择充分考虑河
11、床地势和过流断面,保证进占后水位壅高不会影响主体施工。同时做好洪水的应对准备。2 2 围堰及截流设计围堰及截流设计2 2。1 1 围堰设计围堰设计2.1.12.1.1度汛标准和围堰堰顶高程度汛标准和围堰堰顶高程根据合同文件,本工程采用全年度汛围堰,施工导流标准为全年 5 年一遇设计洪水,相应洪峰流量为 1320m/s。上游围堰设计高程为 148.57m,考虑一定的安全超高洪水的影响,上游围堰堰顶高程 149.0m;下游围堰设计高程为 139。66m,实际施工堰顶高程140.0m.因本地区粘土缺乏,我部研究决定上下游围堰均采用粘土心墙配合土工膜的防渗方式,土工膜采用 2 布一模即可,布置详细见图
12、。土工膜施工时根据坡比尽量铺设平整,坡度向背水面。2 2。1.21.2上游围堰设计上游围堰设计(1 1)围堰轴线选择)围堰轴线选择为避开上游围堰在采用全年度汛围堰后对重力坝的占压,同时减少对左岸渗流影响。将原设计围堰轴线位置往上游平移 15m。最终确定上游围堰轴线与大坝轴线成 46.12度角,位于大坝上游与支沟之间。围堰顶高程140。0m,围堰堰顶轴线长度150m,堰址处河床高程 134。5 左右.(2 2)围堰结构及填筑料分区)围堰结构及填筑料分区围堰采用心墙防渗型式土石围堰,堰顶宽 10m。上游边坡坡比 11.75,下游侧坡比 11.5。考虑利用现场开挖料,围堰填筑料分为3 区,包括石渣料
13、、粘土和块石。高程144m以下两侧为石渣料,靠上游侧为块石防护,中间防渗平台为粘土。高程 138m 以上土工膜两侧为砂土,轴线两侧宽 3m,坡比 10.2。岸坡开挖砂壤土含粘土,较厚的砂壤土除保护土工膜外兼起防渗作用。两侧堰体采用石渣填筑,上游侧采用 0。5m 厚块石防护。(3(3)防渗型式)防渗型式围堰基础 138 以下采用沿轴线控制性粘土防渗,堰体 138 以上采用土工膜防渗。土工膜靠两侧边设伸缩。土工膜埋入粘土下 50cm,上部坡度 1:1 左右,设伸缩节。2 2。1.31.3下游围堰设计下游围堰设计(1)围堰轴线选择为减少围堰对大坝渗水的影响,将设计下游围堰位置适当调整,将围堰左岸控制
14、点往下游移约 10m。围堰轴线与大坝轴线成30 度角,位于大坝下游与泄洪出口之间。围堰顶高程140.0m,围堰堰顶轴线长度 50m,堰址处河床高程 134。5m。(2)围堰结构及填筑料分区围堰采用心墙防渗型式土石围堰,堰顶宽 10m。上游边坡坡比 1:1.5,下游侧坡比1:1。75。两侧不设马道.围堰填筑料分为 3 区,包括石渣料、粘土和块石。心墙部位填筑粘土条带,两侧堰体填筑石渣料.迎水侧采用 0.5m 厚块石防护.(3)防渗型式围堰采用沿轴线控制性粘土心墙的型式配合土工膜。心墙高程 136m,采用底宽 3m,两侧坡比 10。2 的粘土心墙,136 以上采用土工膜防渗。2 2。2 2 截流设
15、计截流设计2 2。2.12.1截流时间及标准选择截流时间及标准选择综合考虑绥芬河河水文、气象资料及合同要求,截流时段初步拟定在 2013 年 6 月26 日进行,截流流量采用 5 年一遇月平均流量,根据以往经验相应流量为 150m3/s.平均水深约 23m,流速 2m/s。2.2.22.2.2截流方式及截流戗堤布置截流方式及截流戗堤布置本工程截流采用单戗立堵,龙口单向进占合龙的截流方式。截流戗堤布置在上游围堰堰体内,为防止截流料被河水冲至围堰防渗区内,给后续施工增加难度,将戗堤轴线布置在距围堰轴线下游 5m 处,戗堤轴线与上游围堰轴线平行。戗堤顶高程 147.0m,戗堤顶宽 12。0m,戗堤顶
16、长 150.0m。戗堤按梯形断面设计,上下游边坡比均为 11.5。2.22.2。3 3截流水力截流水力 学学计算计算截流采用单戗立堵截流,截流戗堤轴线布置在上游围堰轴线下游 3m 处,截流戗堤顶高程 147.0m,宽度为12m.截流最终落差 12m。龙口不同宽度的水力特性如表2-1 所示.错误错误!计算龙口不同宽度的泄水曲线假设龙口的口门宽度,取不同水位计算出龙口的下泄流量,并绘制上游水位龙口流量关系曲线;Q 龙=mB(2g)1/2H02/3Q 龙-龙口泄流量 m3/sB-龙口平均过水宽度 mm流量系数,取 0。32H0龙口上游水头 m表表 2-12-1龙口不同宽度水力学计算成果表龙口不同宽度
17、水力学计算成果表龙口宽度B龙口流量Q15141312111025.27。627。827。627。226。5524。29822.7720.8618.54327.31716。313。610。673。832.22.2。4 4截流龙口段抛投材料截流龙口段抛投材料截流戗堤龙口部位的总抛投量为 0.45 万 m3(考虑流失损失 20)。抛投料为石料,块石粒径为 0.1m0。6m。根据截流水力学计算成果,对戗堤龙口段分区采用抛投料的类别、块径计算。根据抛石块径计算公式:d=1/2g(rsr)/r(v/K)2d石块粒径;g重力加速度,9。8m/s2;rs,r分别为块石容重和水容重,2。6t/m3,1t/m3;
18、v计算流速,3。5m/s;K稳定系数,K=0.86;d=1/29.8(2。61)/1(3。6/0.86)2d=0.53m初步确定龙口抛石粒径最大为 0。6m,围堰戗堤填筑主要利用隧洞开挖料。针对截流时可能预见的水流过大,截流难度加大的情况,拟采用右岸河边大孤石备料直径 0.6m 以上块石约 500m,用于龙口困难段抛投.3 3 物料规划物料规划3 3。1 1 填筑料种类、数量及技术要求填筑料种类、数量及技术要求3 3。1.11.1填筑料种类、数量填筑料种类、数量围堰填筑料主要由石渣、砂壤土、粘土和块石组成。根据修改后围堰位置,上游围堰填筑总量约 45000 万 m,下游围堰填筑总量 10815
19、m.序号填筑部位1234堰体戗堤龙口粘土填筑料砂石料洞渣块石料块石粘土心墙单位m3m3m3m3填筑数量180002800042155600来源333合计55815 m33.13.1。2 2填筑料技术要求填筑料技术要求石渣料:要求岩块不易破碎或水解,最大粒径为600mm,小于5mm 的颗粒含量不超过 20,并具有低压缩性、高抗剪强度.砂壤土:坝基岸坡和开挖的含碎石风化土料,上游围堰防渗灌浆平台以下砂壤土选择含粘土的风化土料。紧靠土工膜两侧填细砂壤土垫层,最大粒径小于 10mm,含泥量(小于 0.075mm)不大于 5%。粘土:选用料场开挖的粘壤土,渗透系数 105107cm/s。块石:粒径 0。
20、40.7m 的块石,坚硬,不易破碎或水解.3.23.2 料源勘查、料源平衡及备料规划料源勘查、料源平衡及备料规划3 3。2.12.1料源勘查料源勘查围堰填筑工程量见表 3。1。1.本标段围堰填筑料主要考虑利用洞渣和料场开挖料,左坝肩清表揭露的风化土料含粘土可以利用为防渗部位填筑料。(1 1)截流备料)截流备料由于现场场地狭窄,只有重力坝下游部位有少量场地,难以进行大量备料。因此拟对戗堤进占和防渗平台填筑利用右岸围堰料.备料主要为龙口段截流备料。(2 2)围堰备料)围堰备料根据围堰施工计划,围堰填筑料利用水洞开挖料.由于上游围堰加高填筑是在基础防渗施工后进行,同时考虑防洪,实际加高开始约在 20
21、13 年 7 月初,因此需对合格料进行临时备料。备料部位拟选择在左岸重力坝目前已经备料 3500m3,主要是含块石量较大石渣堆放。其余料原计划采用右岸上下游围堰料。3.33.3 备料安排备料安排截流备料计划在 2013 年 4 月开始至 6 月 15 日完成,选择较好的石渣和块石备料,保证截流施工顺利.戗堤进占和围堰加高加宽施工时采用左右坝肩开挖料直接上堰填筑。上游辅助防渗土料利用重力坝左坝肩开挖合格土料。3.43.4 取料规划取料规划(1(1)截流取料)截流取料左岸截流备料场配备 1 台反铲,46 辆 20t 自卸车,右岸上下游围堰各配备 1 台反铲,10 辆 20t 自卸车。(2)2)围堰
22、取料围堰取料按照高峰日围堰加高强度 6000m3考虑,除去直接上堰的隧洞开挖料外,备料场取料需配备 3 台反铲,10 台 20t 自卸车。4 4 施工程序及进度计划施工程序及进度计划4.14.1 施工程序施工程序截流前施工准备主要包括:截流道路修筑,截流备料,临时设施布置及设备进场。左岸上游围堰:岸坡清理预进占及防渗平台跟进填筑右岸围堰拆除分流戗堤截流合龙围堰加宽及防渗平台填筑围堰基础防渗施工土工膜埋设及围堰加高填筑。左岸下游围堰:岸坡清理围堰截流填筑围堰防渗围堰加高加宽护坡块石施工。4 4。2 2 施工进度计划施工进度计划(1)1)施工道路及备料施工道路及备料根据现场布置及主要施工内容安排,
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