堆石坝施工组织设计(共38页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上会东县铁厂河三级水电站大坝工程施工组织设计 三明市水利水电工程有限公司二00九年六月目 录第一章、工程概况一、工程简介1、自然地理概况铁厂河是金沙江左岸一级支流,发源于发箐乡羊圈房,大体自西向东流,经冷家村等地后,于铁厂村汇入大龙潭沟、老厂沟、王家沟、严家沟后折向东南流,经唐家坪、白木箐、长阳箐、马鞍桥等地后,于黄坪乡小河口汇入金沙江。铁厂河干流全长约25.8km,流域面积125.3 km2。铁厂河属典型的山区河流,在铁厂村以上为上游,河长9.0km,平均比降114;铁厂村马鞍桥为中游,河长12.2km,平均比降23.4,马鞍桥以下为下游,河长4.6km,平均比降22
2、4。铁厂河具有上游支流较多集水面积分散,中游河谷相对开阔,河道比降较缓,下游落差集中的特点。铁厂河流域地势大致西北高东南低,形状为长条羽形,沿河支沟发育。工程区出露岩层主要为元古界、通安组、力马河组、震旦系澄江组、灯影组、石英砂岩、云母片岩互层以及板岩、白云岩、砂砾岩等。2、地理位置及对外交通铁厂河三级水电站位于四川省会东县黄坪乡境内,地处金沙江左岸一级支流铁厂河下游河段,是铁厂河梯级开发规划电站中的最末一级,本梯级电站首部枢纽位于铁厂河长阳沟口下游约318m处,控制集水面积104km2,厂址位于金沙江左岸支流田湾沟口左岸台地,电站装机容量24MW。坝址位于铁厂河长阳沟下游,距会东县城70km
3、,县城黄坪乡有公路相通,工程区对外交通较为方便。工程区对外交通除公路外,无其他交通方式。3、建筑物组成铁厂河三级水电站为具有季调节水库的混合式电站。工程由首部枢纽、引水系统、厂区枢纽三大部分组成。首部枢纽建筑物主要由钢筋砼面板堆石坝、左岸泄洪冲砂洞等组成。坝顶高程1874.00m,最大坝高63.0m,坝顶轴线长175m,坝顶宽6.0m,并采用坝体钢筋砼面板、河床覆盖层钢筋砼防渗墙和坝基、坝肩帷幕灌浆联合防渗。二、水文、地质简介1、水文简介本流域属中亚热带半干旱气候区,具有冬暖夏凉、干湿分明的特点。多年平均流量2.33m3/s,径流年内分配不均,主要集中在610月,枯期124月多年平均流量仅0.
4、64m3/s,径流年际变化较大。年内洪水划分为四个时期,即枯水期12月次年4月,汛前过渡期5月,汛期610月,汛后过渡期11月。据会东县气象站多年实测气象统计,多年平均气温16.2,年较差13.7,极端最高气温35.6(1977.6.18),极端最低气温-5.9(1982.12.27);多年平均相对湿度66%;多年平均蒸发量2038.9mm;多年平均风速1.9m/s,最大风速34.0m/s;多年平均日照时数2332.7h;多年平均降水量1066.4mm;多年平均雷暴日数68天。会东县气象特征见表1-1。会东县气象特征表1-1项 目1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年平均气
5、压(hPa)5.85.86.89.213.117.619.719.017.213.99.56.912.1平均气温()8.211.415.218.621.321.521.821.219.216.111.58.116.2极端最高气温()25.025.629.632.435.335.633.432.233.029.326.223.035.6极端最低气温()-5.0-4.7-2.20.35.89.812.510.07.92.7-2.2-5.9-5.9相对湿度(%)60504649567178788078747066降雨量(mm)7.77.112.220.786.3227.6223.0180.9170.
6、5101.821.67.01066.4降水日数(d)2.23.45.27.111.618.619.419.117.413.35.83.1126.2蒸发量mm 131.3184.1270.1274.0262.7180.2153.3158.3116.6109.7100.897.82038.9日照时数(h)226.7218.1254.0249.3233.3148.2153.6175.5130.4150.8187.3205.52332.7平均风速(m/s)2.13.03.22.82.41.61.31.21.11.21.41.51.9电站坝址分期洪水见表12。铁厂河三级电站分期洪水成果表表12洪水分期各
7、频率设计值(m3/s)P=5%P=10%P=20%P=50%124月3.512.792.111.345月27.419.5 12.55.63610月22718915095.711月27.217.7 9.853.402、地质简介坝区地处川西南横断山系东北缘,界于四川盆地和云南省中部高原之间,地势西北高,东南低,北部高,南部低。河谷海拔约1800m,岭谷高差300900m,属深切割的高、中山地形。铁厂河两岸岸坡陡峻,少数基岩裸露,大部分为第四系覆盖。坝区内出露的地层主要有前震旦系通安组、力马河组、震旦系澄江组、灯影组以及第四系堆积层。坝址河床高程1815m左右,河水面宽614m,河谷宽4060m,为
8、“U”字型谷。两岸为陡坡地貌,山体雄厚。河床主要为第四系冲洪积(Q4al+pl)灰色、灰褐色、灰黑色砂卵石层,厚度约7.623.4m,下伏基岩为前震旦系通安组第五段(Pt1t5)中部条带状板岩、炭质板岩及炭质绢云母千枚岩,强风化厚度约5.118.2m,强风化分界线下312m,即基岩面2025m深度下q10Lu。左右坝肩主要为崩坡积块碎石土,厚度约5.614.3m,下伏基岩为前震旦系通安组第五段(Pt1t5)中部条带状板岩、炭质板岩及炭质绢云母千枚岩。左坝肩强风化厚度约15.7418.2m,强风化分界线下37m,即基岩面25m深度下q10Lu,在基岩面38m深度下q5Lu。,右坝肩强风化厚度约3
9、.84.5m,强风化分界线下812m,即基岩面20m深度下q10Lu,在基岩面30m深度下q5Lu。泄洪冲砂洞布置在左岸,洞线穿过地层为前震旦系通安组第五段(Pt1t5)中部条带状板岩、炭质板岩及炭质绢云母千枚岩,岩层产状走向N65W,倾向SE,倾角39。第二章、 施工导流一、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(SL303-2004)的规定,相应的导流建筑物级别为级,根据本工程实际情况,导流标准采用10年重现期洪水。2、导流时段及流量结合本工程实际情况,大坝开挖及基础处理工程较大,一个枯期内抢建至度汛水位不现实,为争取在汛期继续大坝施工,以加快施工进度,选择
10、导流时段为全年导流,在10年一遇重现期洪水的标准下,相应导流量为Q=189m3/s。3、导流方式由于坝址区河床狭窄,两岸均为陡崖,因此选用断流围堰、隧洞导流方案。根据水工设计,左岸布置有泄洪隧洞,进水口底板高程与水边线高程相差不大,用泄洪洞兼作导流洞导流。施工期间,上游土石围堰的挡住全年洪水,左岸导流洞过水导流,由于下游坝脚处的地面高程均高于枯期和汛期设计洪水水位,因此在在大坝施工期间下游不需要修建下游挡水围堰即可满足施工要求。4、施工度汛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,同时考虑到基坑基础处理工作量较大,汛前无法将坝体建至度汛高程,须进行施工度汛设计。根据水利
11、水电工程施工组织设计规范(SL303-2004)的规定,本工程度汛标准选择20年一遇重现期洪水,最大度汛流量227m3/s。度汛方式:第二年汛期由已建大坝临时断面(大坝须至少建至1833.20m高程)挡水,导流洞泄洪。度汛特性见表2-1。度汛特性表表2-1项 目单位备注度汛标准P=5%度汛时段全年度汛流量m3/s227度汛建筑物隧洞结合永久泄洪洞上游度汛设计水位m1833.20第二年度汛方式施工临时断面挡水,导流洞泄洪。二、导流建筑物设计1、导流隧洞详细设计见水工部分泄洪隧洞设计图。2、围堰设计围堰工程为土石围堰,开挖砂砾石料作为堰体,围堰顶宽8.00m(联系左右岸的交通要求),外侧边坡1:1
12、.80,内侧边坡1:1.80,顶高程1832.00m,最大堰高10.50m,堰体、堰基高喷灌浆防渗,底部与基岩相接。围堰工程量见22。导流工程工程量汇总表表22项 目单位大坝工程合计备注高喷灌浆m222602260围堰土石填筑(利用)m31480014800装土编织袋m39090三、 导流建筑物施工1、围堰施工堰体砂卵石回填:砂卵石料利用坝区开挖料,用1.0m3挖掘机挖装,12.5t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。高喷防渗墙采用Xy2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。四、基坑排水1、初期排水 初期排水包括围堰施工完毕
13、,基坑开挖前基坑内积水及围堰渗水、雨水等。采用1台IS80-65-125型水泵排水。基坑面积约为600m2,水深约0.5m,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,最后由水泵抽排至下游。五、截流截流时间选在2010年2月初完成,截流标准采用五年一遇月平均流量,即Q=1.95m3/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。第三章 主体工程施工一、 大坝基础开挖与处理大坝覆盖层开
14、挖采用1.0m3挖掘机“自上而下分层分段依次进行”开挖,装12.5t自卸汽车运500m至坝下游弃碴场;石方开挖采用风钻钻爆微差非电雷管松动爆破,临近趾板建基面时采用预留保护层开挖方法,出碴同土方。按照大坝基础开挖施工的有关规范要求施工,具体施工工艺如下:1、测量放样开挖控制采用三鼎光电全站仪放样,其精度可满足规范要求,按设计图放出各个点的开挖线;对于建基面范围内的任意一点开挖深度的控制,则根据相邻两开挖断面的高程差在直线位置上按线段比例测算,使其渐变连续平顺。2、开挖程序两岸坝基开挖采用“自上而下,”的方法,在开挖的过程中,先开挖左右岸,交错出渣;然后开挖河床,边开挖边出渣。 3、开挖方法左右
15、岸岸坡开挖:一辆挖掘机在坝轴线上游开挖,另一辆挖掘机在下游出渣,装上运输车运至导流洞出口下游弃碴场堆放,开挖与出渣在坝轴线上下游反复交错施工。在开挖石方过程中,用两台手风钻钻孔,用电雷管起爆,把岩石震松,再用挖掘机边开挖边清理。趾板基础开挖:等趾板开挖初具雏形后,马上进行复核测量放样,然后再进行趾板的开挖,如此重复几次。离建基面1m左右的保护层开挖,采用浅孔、密孔、斜孔、少药量、减弱松动爆破方法结合人工撬挖施工,离建基面0.3m时全部采用人工撬挖。河床开挖:等两岸岸坡开挖结束及导流洞开始导流后,再进行河床开挖,河床开挖自上游往下游方向进行开挖,边开挖边出渣,一直开挖至设计要求为止,经过上级主管
16、部门、业主及监理验收后,再进行下一道工序施工。4、趾板基础处理(1) 、当岩石较完整且裂隙细小时,清除节理和裂隙中的充填物后,冲洗干净,依缝的宽度,灌人水泥浆或水泥砂浆封堵。(2) 、当岩石节理和裂隙比较发育且渗水严重时,除采取上述措施外,还应采取导渗措施,保持趾板浇筑时岩面干燥。(3)、当基岩有集中涌水的情况时,可用堵排相结合的办法处理。5、大坝边坡保护岩石岸坡开挖清理后的坡度,应符合设计规定。当趾板部位岩石边坡存在局部反坡或凹坑时,应进行削坡、填补混凝土。趾板以上岸坡应开挖成稳定边坡;岩面如裂隙发育。风化速度较快,必须及时采取喷水泥砂浆或混凝土等保护措施。根据设计图边坡开挖后及时采用长3.
17、5m的22锚杆,挂6.5间距200200mm的钢丝网,再喷6cm厚C20细石砼进行边坡保护。喷射砼具体的施工工艺如下:、喷射砼的原材料、水泥:选用32.5普通硅酸盐水泥。、骨料:砂子使用细度模数为3左右、平均料径为0.350.5mm的中、粗砂为好。碎石、卵石都可作为精粗料。石料最大料径为15mm,以减少回弹量,并保证输料管路不被堵塞。、水:与一般混凝土用水要求相同,只要是不含酸、碱的侵蚀性的水即可使用。、速凝剂:掺量一般为水泥用量的2%4%,其初凝时间不大于5min,终凝时间不大于10min。、喷射砼施工工艺、风压:是指正常作业时喷射机工作室内的风压。风压过大混凝土回弹量大,粉尘多,水泥耗量大
18、;风压过小喷射速度低,混凝土不易密实。 、水压:喷头处的水压必须大于该处风压,以保证混合料充分润湿均匀。、喷射方向和喷射距离:喷头与受喷面垂直,偏角宜控制在20度以内,以减少回弹量。最佳喷射距离为1m左右,过远或过近都会增加回弹量。、喷射顺序:一般自上而下,要使喷射体在坡面上呈螺旋形划圈,划圈直径为30cm左右,并以每次套半圈地前进。、养护:喷层终凝2h后,开始洒水养护,洒水次数以保持混凝土表面充分湿润为宜。养护历时不少于14d。在采用干喷混凝土时,必须特别注意水灰比的控制,主要靠操作人员对进水量进行调节,在很大程度上取决于经验。当进水量合适时,喷射混凝土表面呈暗灰色,有光泽,喷出的熟料粘塑性
19、好,能一团一团地贴附在喷面上,回弹量也少。据实测,此时的水灰比在0.45左右。二、 坝体填筑施工堆石坝填筑作业内容:运输、卸料、铺料、加水、压实、检查等工序,用后退法铺筑,采用13.5t振动碾分层振碾,边角部分辅以0.8t振动碾。1、堆石坝材料的质量要求为保证堆石体的坚固、稳定,主要部位石料的抗压强度不应低于7800010Pa,当抗压强度只有490005900010Pa时,只能布置在坝体的次要部位。石料硬度不应低于莫氏硬度表中的第三级,其韧性不应低于2kg.m/cm。石料的天然容重不应低于2.2t/m,石料的容重越大,堆石体的稳定性越好。石料应具有抗风化能力,其软化系数水上不低于0.8,水下不
20、应低于0.85。堆石体碾压后有较大的密度和内磨擦角,且有一定渗透能力2、面板堆石坝的坝体分区及各分区的施工工艺坝体部位不同,受力状况不同,对填筑材料的要求也不同,所以应对坝体进行分区。根据设计图纸可将坝体分成四区。1、 垫层区(2A区)该区直接位于面板下部,是最重要的部位,其主要作用在于为面板提供平整,密实的基础,将面板承受的水压力均匀传递给主堆石体。因此压实标准要求最高,级配、石料质量等要求最严。全部采用新鲜而坚硬的砂卵石填筑,并要求低压缩性,半透水性,尤其是基础周边附近坝体部位,要求压实得更密实些,以减少堆石体在水库水压力作用下的变形。垫层料的最大粒径一般不超过100毫米,小于5毫米的细粒
21、含量一般不宜超过30%,平均约为10%左右,并控制小于0.1毫米的含量在5%以下,以免一旦面板漏水造成细料流失,产生不均匀沉陷。垫层的渗透系数不小于10cm/s,压实后的平均孔隙小于21%。对垫层上游坡面,由于重型振动碾难于碾压,因此对上游面还应进行斜坡碾压。对于周边缝附近的特殊垫层区(2B区),可以采用最大粒径小于40mm且内部稳定的细反滤料,经薄层碾压密实,以尽量减少周边缝的位移,同时对缝顶粉细砂、粉煤粉等也起到反滤作用。2 、过渡区(3A区)为垫层区与主要堆石区的过渡带,该区要求一旦面板发生裂缝漏水时,能防止垫层区的细颗粒流失,即起过渡层作用。过渡区采用人工细石料,其最大粒径一般为300
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