水布垭水电站面板堆石坝施工组织设计方案文本.doc
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1、1. 前 言水布垭工程位于清江中游河段巴东县境内,是清江梯级开发中的龙头电站,正常蓄水位400m,总库容46.14亿m3,系多年调节水库,工程的主要任务是发电、防洪,兼顾航运及其他,电站装机容量为1600MW。水布垭水利枢纽有世界最高的混凝土面板堆石坝,地下洞室工程多,加之其地质地形条件复杂,施工条件较差。为保证工程施建设顺利进行,清江水布垭工程建设公司的委托长江委勘测规划设计研究院并会同水布垭工程建设公司,对水布垭工程枢纽建筑物进行系统的施工组织设计。本施工组织设计以水布垭水利枢纽可行性研究报告及审查意见、有关专题报告及审查意见、施工规划阶段报告及审查意见、业主建设目标、现场实际情况为设计依
2、据,以优化施工方案及进度,优化资源配置及土石方平衡,优化分标方案及场地布置为目标,试图编制出一份全面、系统、符合实际的施工组织设计报告,作为今后水布垭工程施工建设中的指导性文件。由于水布垭工程有关单项施工组织正在紧锣密鼓地进行,有关结构形式及工程量在不断变化,因而给本次工作带来很大难度。因此,本报告中的工程量等不作为结算依据。2. 1 工程概况1.1. 1.1 枢纽布置清江干流分三级进行水电工程开发,隔河岩水利枢纽、高坝洲水利枢纽已先后建成投产发电,目前,水布垭水利枢纽已开始施工。清江水布垭水利枢纽位于清江中游河段巴东县境内,下距隔河岩水利枢纽92km,上距恩施市117km,为清江干流三个梯级
3、开发的龙头电站。工程的主要任务是发电,兼顾防洪、航运及其它。枢纽正常蓄水位400m,总库容45.80亿m3,电站装机容量为1600MW,为一等大()型水利水电工程,永久主要建筑物级别为级,次要建筑物级别为级。水布垭水利枢纽主要建筑物为:混凝土面板堆石坝、溢洪道、地下式电站、放空隧洞以及导流洞。面板堆石坝坝顶高程409.0m,最大坝高233.0m,是世界同类型坝的最高坝。坝顶宽12.0m,坝轴线长660.0m,坝顶设“L”型防浪墙,高5.2m;上游坝坡1:1.4,下游综合坝坡为1:1.4,局部坡1:1.25,设置“之”字型马道,宽4.5m;上游混凝土面板厚度为0.31.1m。坝体填筑工程量为16
4、77.7万m3。溢洪道布置在左岸,由引水渠、溢流坝、泄槽和下游防冲段组成。引水渠中心线长895.98m,渠底宽90.0m,底高程350.0m;溢流坝分6个溢流堰坝段和4个非溢流坝段,坝顶高程407.0m,溢流堰顶高程378.2m,设5个表孔,表孔孔口尺寸14.021.8m(宽高)。泄槽段长170.25238.75 m,宽92.0m,用纵向隔墙把整个泄槽分为5个区,陡坡段坡度1:1.2。泄槽下部的挑流鼻坎为窄缝台阶式布置,鼻坎高程251.70308.72m。下游消能采用护岸不护底方式,两岸高程200m以下设置混凝土防淘墙,墙厚3.0m,墙底高程160.0193.0m,墙体用预应力锚索锚入山体内,
5、高程200.0230.0m设混凝土护坡。地下电站布置在右岸,电站主要建筑物由引水渠、进水塔、引水隧洞、主厂房、安装场、尾水洞、尾水渠、母线洞、500KV变电所、交通洞及通风洞等组成。引水渠利用坝子沟开挖而成,底高程329.0m,底宽60.096.0m(顺水流向),长350.0m。进水塔垂直水流向长125m,顺水流向长30m,塔顶高程407.0m。引水隧洞为一机一洞,4条隧洞平行布置,隧洞中心间距24.0m,单洞长度1#4#机分别为380.25m、389.19m、397.69m、406.42m,洞径由8.5m渐变至6.9m。主厂房洞室断面型式为圆拱直墙式,长102.0m,高62.0m;岩壁吊车梁
6、以下净宽21.5m,岩壁吊车梁以上净宽23.0m;安装场主要布置在主厂房右端,长41.5m,与主厂房同宽;集水井布置于主厂房左端4#机组左侧,该段长度为6.5m。4条母线洞断面尺寸为8.0056.00518.76m(宽5高5长),母线洞断面平面尺寸为5.056.0m。尾水洞为一机一洞平行布置,中心距25.5m,1#4#尾水洞长度分别为304.04m、300.29m、296.53m、292.77m。尾水平台尺寸为100.0512.0m,底板高程186.0m,顶高程230.0m。尾水渠底宽100.0m,水平段长35.0m,其后以1:1的反坡与下游河床相接。出线场布置于地面,高程315m。放空洞布置
7、在右岸,由进水渠、有压洞、事故闸门井、工作闸门室、无压洞、交通洞、通风洞以及出口明渠段等组成。有压洞洞径11.09.0m,断面为圆形;事故闸门井内设一孔口尺寸5511.0的事故检修门;工作闸门室内设一孔口尺寸6.057.0m的弧形工作闸门;无压洞为城门洞型,为一陡坡洞,断面尺寸为7.2513.5m;出口段设有挑流鼻坎,以挑流消能的型式与下游相接。坝址下游有大岩淌、马岩湾、台子上三个滑坡需进行处理。大岩淌滑坡处理措施包括削方减载、地表防渗排水、地下排水、临江前缘护坡、抗滑桩支挡加固等;马岩湾滑坡处理措施包括抗滑桩支挡加固、地表防渗排水、地下排水、前缘护岸等;台子上滑坡处理措施包括地表排水、地下排
8、水、前缘护岸等。大坝右岸下游马崖高陡边坡需进行处理,处理措施包括:危岩体和极强卸荷带开挖、边坡锚固、坡面喷护、坡面和地下排水、坡脚护岸等。此外,坝址区共有14处危岩体需处理。水布垭水利枢纽主要工程量为:土石方开挖2219.22万m3,土石方填筑1760.21万m3(含大坝坝前粘土铺盖5.4万m3,盖重区94.9万m3 ),混凝土199.3 万m3,钢筋8.74万吨,固结灌浆20.63万m,帷幕灌浆39.2万m2 ,金属结构22476吨。枢纽主体工程量见表1-1。3表1-1 水布垭水利枢纽主要工程量汇总表项目土石方开挖(万m3)土石填筑(万m3)混凝土(万m3)喷锚混凝土(万m2)浆砌石(万m3
9、)金属结构(t)钢筋(万t)钢材(t)锚杆(筋)(根)锚索(根)(束)排水进尺(万m)固结灌浆(万m)帷幕灌浆(万m)回填灌浆(万m2)覆盖层岩石明挖岩石洞挖大坝119.9110.501677.716.010.600.6538003.18溢洪道35.11144.877.86065.5534.4526451.281579t5698.240地下电站系统31.36189.8276.1011.056.7812.73167573.6019981479.3t331612.568.02围堰工程10.760.120.34717.050.56导流洞17.8363.520.5122.637.410.0215931
10、.4621635301894.351.52滑坡73.920.564.0409.4621.132.2100.550337826612.840马崖高边坡0221.11.9301.3011.63000.030920t4305.790渗控工程00.618.04011.000000.3251042.47t00.755.4439.228.37放空洞7.9163.3419.7009.535.4014810.840345t401.251.91合计278.951748.74191.531760.21199.3103.352.23224768.742214451045.7820.6339.228.37注:1)地下
11、电站系统金结工程已包括了桥机、发电设备及变电所设备的金结工程量13040t 。 2)回填灌浆工程量28.37m2。291.2. 1.2 主要工程效益水布垭水利枢纽开发的主要任务是发电、防洪、航运,并兼顾其它。工程所在地鄂西地区为老、少、边、穷地区,工程的兴建,将带动坝区的就业、交通、信息、科技等的发展;库区移民的搬迁,也可改善库区交通和住房条件;工程建成后,每年的工程用水费和发电地方税收给鄂西经济发展注入新鲜血液;随着库区矿产、土特产、渔业的开发,特别是旅游业的发展,将使鄂西地区经济上一个大的台阶。()发电水布垭大坝正常蓄水位400m,库容为43.12亿m,装机容量为1600MW,年发电量39
12、.2kW.h,并可增加下游隔河岩、高坝洲等水电站年发电量2.37亿kW.h。水布垭电站是华中地区具有多年调节性能的水电站,投入运行后,可承担华中电网调峰,成为华中电网举足轻重的调峰电源,并在系统中发挥巨大的调频和补偿作用。水布垭工程又是清江干流梯级开发的龙头枢纽,由于其调蓄,可增加下游隔河岩、高坝洲枢纽的保证出力和发电量,增加的电量中约90%具调峰性能,相当于增一座中小型调峰电站的能力。()防洪清江流域面积17000km2,位于鄂西暴雨区,汛期洪峰流量较大,约占长江枝江洪水比重的2.2%,而且洪水频繁,暴涨暴落。当清江洪水与长江干流洪水遭遇时,将加重长江荆江段的洪水威胁。水布垭水库预留了5亿m
13、3防洪库容,可提高荆江地区的防洪标准,在荆江遇百年一遇以上洪水时,可推迟荆江分洪时间及减少该地区的分洪损失。水布垭工程建成后,与下游隔河岩水利枢纽联合调度,拦蓄洪水,使下游清江河道的洪水灾害得到根本治理,防洪效益十分显著。()交通鄂西地区对外交通不便,不仅丰富的矿产资源得不到开发,而且优质的土特产也很难运出,制约了当地的经济发展和生活条件改善。随着清江三个梯级开发项目的上马,极大地改善了流域内六个贫困县的对外交通条件,促进地区的经济发展。大坝建成后,不仅改善了航运条件,而且带动库区内地方航运及旅游事业的发展。()其它水库形成后,水库水面面积64km2,不仅为渔业发展提供了良好条件,而且可以充分
14、利用坝址以上丰富的旅游资源,带动旅游业的发展。1.3. 1.3 施工控制性进度1.3.1. 1.3.1 施工总工期水布垭工程2000年以前为筹建期,2001年2002年为施工准备期,2003年2007年6月为主体工程施工期,2007年7月2009年6月底为工程完建期。工程总工期为8.5年。1.3.2. 1.3.2 控制性进度(1)2001年3月导流洞工程开工。(2)2002年11月初截流;(3)2004年汛期,放空洞参与导流;(4)2006年10月导流洞下闸封堵;(5)2007年5月底放空洞下闸蓄水;(6)2007年汛期溢流堰底板过流;(7)2007年7月第一台机组发电;(8)2007年10月
15、底大坝填筑到坝顶高程;(9)2009年6月底枢纽工程全部竣工。1.4. 1.4 主要技术经济指标水布垭工程主要技术经济指标见表1-2。 表1-2 水布垭工程主要技术经济指标序号及名称单位数量与型式备 注一、水文1.流域面积 全流域km217000 坝址以上km2108602.利用水文序列年限年33实测插补延长年份3.多年平均年迳流量亿m394.4坝址(30年系列)4.代表性流量 多年平均流量m3/s299坝址(30年系列) 实测最大流量m3/s124001997.7.16于水布垭水文站 实测最小流量m3/s261992.9.9于渔峡口水文站 调查历史最大流量m3/s145001883.7于渔峡
16、口水文站 正常运用(设计)洪水标准及流量(P=0.1%)m3/s20200入库洪水97年典型 非常运用(校核)洪水标准及流量(P=0.01%)m3/s24400入库洪水97年典型 施工导流标准及流量(P=5%或3.3%)m3/s10800或116005.洪量 实测最大洪量(72h)亿m318.361997.7.1416于水布垭水文站 设计洪量(72h)亿m326.71坝址洪水时25.4亿m3,坝址 校核洪量(72h)亿m332.95坝址洪水时31.3亿m3,坝址6.泥沙 多年平均悬移质年输沙量万t607插补值 渔峡口水文站 多年平均推移质年输沙量万t63渔峡口水文站 多年平均含沙量kg/ m3
17、0.59插补值 渔峡口水文站 实测最大含沙量kg/ m37.天然水位 实测最低水位m197.221992.12.26于水布垭水文站。 实测最高洪水位m219.451997.7.16于水布垭水文站,相应流量12400m3/s 调查最低水位m167.471992.9.9于渔峡口水文站,相应流量26m3/s 调查最高洪水位m195.161883.7于渔峡口水文站,相应流量14500m3/s 续表1-2 水布垭工程主要技术经济指标序号及名称单位数量与型式备 注二、水库1.水库水位 校核洪水位m404.00 设计洪水位m402.20 正常蓄水位m400.00 汛期限制运用水位m397.005月下旬至8月
18、上旬 防洪限制水位m391.806、7月份 死水位m350.002.正常蓄水位时水库面积km264.353.回水长度 km108.95%频率时4.水库容积 总库容(校核洪水位以下库容)亿m3 45.80 正常蓄水位以下库容亿m343.12 调洪库容(校核洪水位至防洪限制水位)亿m37.70 防洪库容(正常蓄水位至防洪限制水位)亿m35 调节库容(正常蓄水位至死水位)亿m323.83 共用库容(正常蓄水位至防洪限制水位)亿m35 死库容亿m319.295.库容系数%25.36.调节特性多年7.水量利用系数%93.7三、下泄流量及相应下游水位设计洪水位时最大泄量相应下游水位m3/sm1630022
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