利洞水电站施工组织设计利洞.pdf
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1、1/30下载文档可编辑 8 施工组织设计 8.1 施工条件 8.1.1 工程条件 8.1.1.1对外交通 利洞水电站位于翁源县涂屋水上,属翁源县六里镇境内,国道106连通广州与官渡,从官渡经六里镇到翁源县城(龙仙镇)有省道公路相通。坝址距六里镇约15km,距翁源县城(龙仙镇)约40km。六里镇利洞村红岭已建有公路,红岭至坝址目前有约5km简易公路相通,工程开工前需对该段公路加宽和整修,此段公路作为对外交通主要通道。8.1.1.2枢纽布置特点 利洞水电站枢纽为等工程,工程规模为小(1)型,永久性主要建筑物中大坝级别为4级,厂房、引水建筑为5级。由砼拱坝、引水系统、电站厂房、永久检修道路等建筑物组
2、成。大坝坝址以上集雨面积109km2,正常高水位295.0m,对应库容332万m3,最大坝高39.0m,坝顶高程299.0m。发电引水系统布置在右岸,洞径2.5m,由钢筋砼明管+钢筋砼埋管+隧洞(2719m)+压力钢管(主管长53.60m,支管长17.60m)。电站装机 23600kW,主厂房尺寸(长宽高)42.72m16.0m19.3m。变电站布置在厂房右侧。主体工程量见表 8-1。2/30下载文档可编辑 8-1主体工程主要工程量汇总表 序 号 项 目 土方明挖(m3)石方明挖(m3)土石方填筑(m3)混凝土(m3)模板(m2)钢筋(t)帷幕灌浆(m)固结灌浆(m)第一部分 建筑工程 815
3、65.00 45447.00 23856.00 40825.00 12583.00 1200.90 978.00 3632.00 一 挡水工程 81565.00 45447.00 23856.00 40825.00 12583.00 1200.90 978.00 3632.00 一)重力拱坝工程 16625.00 9630.00 19198.00 2680.00 95.30 978.00 1143.00 1 明挖土方 16625.00 2 明挖石方(弱风化)9630.00 3 重力拱坝 C15 砼 15612.00 4 重力拱坝 C20 砼 3586.00 6 锚筋锚杆(25)9.30 7 钢
4、筋 86.00 8 帷幕灌浆 978.00 9 固结灌浆 1143.00 16 模板 2680.00 二)引水系统 41108.00 27057.00 7732.00 17417.00 6445.00 918.60 2489.00 1 明挖土方 41108.00 2 明挖石方(弱风化)5874.00 3 洞挖石方(弱风化)21183.00 4 土方回填 7732.00 5 碎石垫层 1207.00 6 C15 砼 665.00 3/30下载文档可编辑 7 C20 砼 13150.00 8 锚筋锚杆(25)21.50 9 钢筋 316.60 10 钢管 580.50 11 M7.5 浆砌石 68
5、9.00 12 回填灌浆 1800.00 13 喷 C20 砼 2395.00 15 模板 6445.00 三)厂房 8020.00 5680.00 2000.00 3300.00 3280.00 140.00 1 明挖土方 8020.00 2 明挖石方(弱风化)5680.00 3 土方回填 2000.00 4 C15 砼 300.00 5 C20 砼 3000.00 6 锚筋锚杆(25)10.00 7 钢筋 130.00 10 模板 3280.00 四)开关站 800.00 380.00 370.00 1 明挖土方 800.00 2 明挖石方(弱风化)380.00 3 C15 砼 70.00
6、 4 草皮 300.00 4/30下载文档可编辑 五)永久交通公路 15012.00 2700.00 14124.00 540.00 178.00 47.00 1 明挖土方 15012.00 2 明挖石方(弱风化)2700.00 3 土方回填 14124.00 4 C15 砼 540.00 5 钢筋 47.00 7 模板 178.00 第四部分 临时工程 3885.00 4913.00 5839.00 1475.00 9000.00 33.30 导流工程 2384.00 2178.00 4427.00 967.00 9000.00 24.50 一)施工导流 1678.00 2178.00 96
7、7.00 9000.00 24.50 1 明挖土方 1678.00 2 明挖石方 2178.00 3 衬砌 C20 砼 357.00 4 封堵 C20 砼 339.00 5 钢筋 24.50 6 预制砼封堵闸门 16.00 7 喷 C20 砼 255.00 8 模板 9000.00 二)大坝及尾水渠围堰 706.00 4427.00 1 明挖土方 706.00 2 土石方回填 3061.00 3 防渗粘土填筑 1366.00 5/30下载文档可编辑 临时交通工程 1501.00 2735.00 1412.00 508.00 8.80 一)临时道路 1501.00 270.00 1412.00
8、54.00 1 明挖土方 1501.00 2 明挖石方 270.00 3 土石方回填 1412.00 4 C15 砼 54.00 二)施工支洞工程 2465.00 454.00 8.80 1 明挖石方 1200.00 2 洞挖石方 1265.00 3 衬砌 C20 砼 110.00 4 封堵 C20 砼 80.00 5 钢筋 8.80 6 喷 C20 砼 264.00 合 计 85450.00 50360.00 29695.00 42300.00 21583.00 1234.20 978.00 3632.00 6/30下载文档可编辑 8.1.1.3工程施工特点 库区河流蜿蜒曲折,自北向南流,河
9、道曲折多变,河谷狭窄,多为“V”型谷,河道深切,两岸及河床基岩裸露,急滩较多,阶地不发育。本工程建筑物布置分散,施工线路长,沿建筑物两岸可供施工布置的场地狭窄,施工营造布置只宜根据需要,布置小型施工临时设施。引水隧洞工期长,宜布置施工支洞以缩短施工工期;电站厂房位于枢纽下游利洞村附近,为地面式厂房,施工工期短;厂房施工场地相对开阔,施工营造设施可就近布置。8.1.1.4通航、过木 本工程施工期间不存在通航、过木问题。8.1.1.5主要建筑材料来源 钢材、钢筋、木材、水泥、油料、炸药等主要建筑材料均由韶关市、翁源县采购,砂料、碎石可从六里镇购买,块石料除部分利用开挖料外,均从六里镇石料场购买。8
10、.1.1.6水、电供应及修配加工条件 施工用电:目前坝址和厂区已有10kV高压线路到达,可就近驳接经变压器降压后使用。施工、生活用水,设抽水泵站直接抽涂屋水河水,其中生活用水需作必要的净化处理。本工程机械设备及汽车的大、中修及零部件加工,可委托翁源县有关专业厂承担。8.1.2 自然条件 8.1.2.1气象、水文 利洞水电站为广东省翁源县涂屋水梯级开发规划的梯级水电站之一,其上游为已建的双叉角水电站,下游为长潭水电站。涂屋水是北江的二级支流,位于翁源县中部偏北,发源于翁源坳,从北向南流入翁江。流域集雨面积252km2,主河长44km,河床比降8.47%。涂屋水是山区河流,汛期洪水陡涨陡落,枯水季
11、节浅滩多。本流域具有山地气候特征,根据翁源气象站及流域内雨量站资料统计,流域气象、水文特征如下:气象:多年平均气温20.2;多年平均最高气温37.2,多年平均最低气温7/30下载文档可编辑-1.4;年极端最高气温39.2(1980年7月10日),年极端最低气温-5.1(1963年1月16日)。多年平均相对湿度77%。多年平均风速1.8m/s;多年平均最大风速14.3m/s;历年最大风速20.7m/s。最多风向为东北风。多年平均水面蒸发量1210mm。年平均日照时数1802小时,无霜期305天。降水:流域年平均降雨量在1700mm2000mm之间,降雨量中下游比上游 大,呈自西向东递减趋势。其中
12、涂屋水牛屎坜雨量站实测多年平均降雨量在1897.8mm,最大年降雨量2859mm,最小年降雨量827mm。降雨量年内分配不均,49月雨量占全年降雨量的75%,103月占全年的25%。坝址处部分月份P=20%月平均流量及水位见表8-2。表 8-2 坝址处部分月份 P=20%月平均流量及水位表 月份 流量(m3/s)1.57 7.27 6.3 4.6 4 2.45 1.92 1.43 水位(m)260.1 260.47 260.4 260.3 260.3 260.16 260.12 260.09 8.1.2.2地形、地质(1)坝址区 坝址附近河流流向总体向南,河道近似S形状,在坝址上游约350m处
13、河流流向由北东向呈90直角急转为东西向,再呈S型向南西流向坝址。坝址处河流流向大体向南,河床宽约8m15m。坝址附近河道较窄平直,呈“V”字型峡谷,河床基岩裸露。两岸山体雄厚,山顶高程在370m以上。坝址两岸上、下游均发育有冲沟,冲沟切割深度20m左右。坝址区出露地层较单一,主要为第四系坡积层、冲积层以及燕山三期侵入岩。坝址断裂构造不发育,本阶段所发现的断层构造均分布在坝址下游。(2)引水隧洞 引水隧洞布置于右岸,钢筋砼明管+钢筋砼埋管+隧洞(2719m)+压力钢管(主管长53.60m,支管长17.60m)。(3)厂房区 厂房位于利洞村对面右河岸一级冲积阶地上,地形较平坦,植被较密,为下古生界
14、Pzl变质石英砂岩和第四系冲积砂卵砾石层,弱风化砂岩层面埋深 4.3m9.8m,层面高程187m196m,是厂房基础良好的持力层,但局部埋藏深,可考虑以卵石层作基础持力层。厂房后边多为土质边坡。8/30下载文档可编辑 8.2 天然建筑材料 8.2.1 料场分布 8.2.1.1土料场 本工程勘察土料场两个,编号3、4。3土料位于坝址下游左岸(地名丹竹坑),距坝址1.7km。无用层体积1.01万m3,有用层储量13.6万m3,料场分布高程251.8m322.2m,地表植被茂密(林地),目前未有公路相通,开采运输不便。4土料场位于坝址上游雷公坝村东北面,距坝址 0.8km,无用层体积1.8万m3,有
15、用层储量25.9万m3,料场分布高程308.6m415.5m,地表植被好(松树杂树),目前有村道机耕路相通,开采运输可行。8.2.1.2 砂、砾料场 坝址上游库区热水、熊屋、雷公坝等地方均有砂、砾料零星分布,储量少,交通不便,难以开采。工程所需的砂料必须到涂屋水下游出口处,即六里镇河坎围村下坡大队糖厂等地河段开采。六里砂场为商品砂,位于六里镇南西2.3km,距坝址16km,距厂房11km,质量和储量满足要求。原可研阶段勘探的1砂砾料场A、B两个料区距现坝址约33.5km,距右岸厂房约10km,为河床式漫滩砂、砾混合料场,表面长满杂草及分布大蛮石、砾石。1-2探坑附近有少量耕地。目前有简便公路通
16、往长潭电站,开采运输可行,1砂砾料场剥采比为4.0,含砂28.8%;含砾石71.2%,其中大于150mm蛮石约占7.5。砾石天然级配不良,80mm150mm分级含量较多,占砾石含量40.3。8.2.1.3石料场 在坝址库区左岸选择勘察料场1个,编号4。4石料场距现坝址0.5km,分布高程290m408.3m,地层岩性为中粗粒黑云母花岗岩(),天然露头好,有瀑布跌水出现,上覆无用层浅薄,饱和密度 2.63g/cm3,烘干密度2.62g/cm3,比重2.63,孔隙率0.34%,吸水率0.17%,极限抗压强度:饱和107.7MPa、烘干124.8MPa,软化系数0.78。无用层体积11.06万m3,
17、有用层储量97.58万m3,岩石各项试验指标符合石料、块石料的质量要求。地表植被茂密,目前未有公路相通,工程开工后永久上坝公路经过石料场,开采运输比较方便。六里石料场位于六里镇北1.8km,距右岸厂房11km,距坝址16km,质量、储量满足本工程要求。9/30下载文档可编辑 8.2.2 料场的选择及开采 8.2.2.1土料场 本工程大坝上、下游围堰防渗土料需从土料场开采,开采量约0.14万m3,4土料场运距近,开采运输方便,本阶段选择4土料场为围堰防渗土料料场。采用2m3挖掘机挖装土料,10t15t自卸汽车运至施工现场。8.2.2.2砂、石料场 本工程共需块石料3.5万m3,其中利用开挖料1.
18、0万m3,尚需块石约2.5万m3。需砂料2.3万m3、碎石料2.3万m3。根据建材资料分析,本工程所用砂石料有两种解决办法:到16km外六里石料场购买;从坝址上游石料场开采石料加工。经过经济比较,砂料和碎石料在勘测的石料场加工生产,其单价比从六里砂、石料场购买高,大坝工区块石料开采和购买单价相差不大。根据广东省有关规定,石料用量小于5万m3禁设石料场。从水保、环评、征地及经济性等方面综合考虑,本阶段砂、碎石、块石料(利用开挖料除外)均从六里石料场购买。8.3 施工导流、截流 8.3.1 导流标准,坝体度汛标准 本工程为等工程,工程规模为小(1)型,相应永久性主要建筑物级别大坝为4级,厂房、引水
19、隧洞为5级,相应导流建筑物为5级。根据水利水电工程施工组织设计规范(SL303-2004)规定,对于土石围堰,导流设计洪水标准为105年一遇,对于砼和浆砌石围堰,导流设计洪水标准为53年一遇,本工程围堰挡水时间短,基坑淹没损失小,取标准下限,即土石围堰采用5年一遇,砼和浆砌石围堰采用3年一遇。本工程大坝为砼拱坝。根据规范,坝体高程超过上游围堰后,当库容1000万m3时,坝体施工期临时度汛标准为2010年一遇洪水,由于本工程规模较小,遭受洪水后损失不大,取10年一遇洪水为坝体施工期临时渡汛洪水标准。8.3.2 导流时段及导流流量 本工程坝址及厂房不同频率、不同时段的洪峰流量、水位见表8-3。10
20、/30下载文档可编辑 表8-3 坝址不同频率、不同时段的洪峰流量、水位表 站名 翁 城 利 洞 时段 频率 10-3月 11-3月 12-3月 1 1-12月 1-3月 10-3月 11-3月 12-3月 1 1-12月 1-3月 坝址 厂址 坝址 厂址 坝址 厂址 坝址 厂址 坝址 厂址 10%29 5 9 165 172 50 52 165 172 20%17 1 72 25 26 68 72 33.3%11 72 55 58 5 8.3.2.1大坝施工导流时段及导流流量 工程区49月雨量占全年降雨量的75%,103月占全年的25%。坝址以上河段为典型的山区河流,洪水暴涨暴落。从施工安全和
21、节省导流投资考虑,宜选用枯水时段导流,根据进度安排,坝体施工时段为第1年11月第2年3月和第2年10月第3年3月。第1年11月第2年3月利用土石围堰挡水,5年一遇洪峰流量为84m3/s;第2年4月9月坝体停工,临时度汛流量为716m3/s(P=10%);第2年10月第3年3月利用坝体临时断面挡水及底孔导流,采用时段内5年一遇挡水标准,洪峰流量为105m3/s。8.3.2.2厂房施工导流时段及导流流量 厂房主体工程施工围堰结合施工道路,标准为5年一遇,时段全年,流量Q621m3/s,相应厂址水位201.71m。主、副厂房靠河侧高程多在202m以上,高于5年一遇全年洪水位 201.71m,厂房基坑
22、开挖和下部砼施工时需做好防渗处理。尾水渠工程量小。可根据河道水流情况安排施工,不做专门导流设计。8.3.3 导流方式 8.3.3.1大坝导流 根据本工程地形地质条件和水工建筑物布置、结构特点,选择分期导流和隧洞导流两方案进行比较。(1)分期导流 前期采用浆砌石围堰,施工左岸坝段,右岸扩挖明渠导流。第1年10月完成坝肩开挖,月底前完成左岸基坑浆砌石围堰,1112月完成坝基开挖和导流底孔11/30下载文档可编辑 及左岸坝体施工(P=33.3%,导流流量为18m3/s),然后进行基坑右侧浆砌石围堰砌筑和坝基开挖,利用底孔导流,砌筑坝体(第2年13月,P=33.3%,导流流量为68m3/s),到第2年
23、4月初要求全坝段施工到272m以上高程,汛期利用底孔泄流+坝面溢流。(2)隧洞导流 由于坝址处呈“V”字型河床,山体陡峻,河床左岸岩石完整,具有隧洞导流的良好条件。上、下游围堰利用坝基和导流洞开挖料填筑,大坝导流时段为第1年11月第2年3月和第2年10月第3年3月,P=20%,导流流量分别为84m3/s和105m3/s。汛期利用隧洞泄流+坝面溢流。(3)方案比较 从安全性方面比较,分期导流有以下缺点:使溢流坝段中间存在一施工缝,对坝体整体稳定性不利;第2年汛期非溢流坝段难以施工到度汛高程280m,汛期过流右岸边坡危险性太大(右岸全风化较厚,一般厚6.5m 16.7m,由于全风化含砂多,自然山坡
24、较陡,人工扰动后易崩塌);左岸坝肩开挖易堵塞河床,产生安全隐患。隧洞导流方案可利用堰顶作施工交通公路,有利于右岸坝段提前施工,保证汛期右岸边坡不受水流冲刷,溢流坝段没有施工横缝,安全性高。从施工总布置方面比较:由于石料场位于坝址上游左岸,隧洞导流方案可利用上游围堰堰顶作施工交通公路,减少了块石运距,施工方便,干扰少。而分期导流方案右岸块石料必须从坝体下游上坝,增加运距 1.3km,而且导流底孔堵塞了坝内永久灌浆廊道,影响坝基灌浆,施工干扰大。从导流投资方面比较,见表8-4,分期导流方案投资约为151万元,隧洞导流方案投资约为198万元,两者相差47万元。表8-4 导流投资比较表 序号 项目 单
25、位 数量 隧洞导流 分期导流 土方明挖 706 200 石方明挖 1678 1601 石方洞挖 6178 喷C20砼 255 现浇C20砼 357 C20封堵砼 339 预制砼封堵闸门 16 12/30下载文档可编辑 钢筋 24.5 锚杆(L=3.0m,22)根 196 回填灌浆 247 防渗粘土填筑 m3 1366 堰体石渣填筑 m3 9104 护坡石渣 m3 453 泥结石路面 m3 41 M7.5浆砌石围堰 m3 1285 坝体减少C15砼 m3 -224 坝体减少浆砌块石 m3 -1456 增加块石运距1.3km m3 15120 浆砌石围堰拆除 m3 1091 投资 万元 198 1
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