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施工初设报告

8施工组织设计

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编写：

参加工作人员：

附图目录

序号图名图号

1XX水电站对外交通示意图CD191KX-6-4（1-1）

2首部枢纽施工导流布置图（1/3）CD191KX-6-4（1-2）

3首部枢纽施工导流布置图（2/3）CD191KX-6-4（1-3）

4首部枢纽施工导流布置图（3/3）CD191KX-6-4（1-4）

5XX引水隧洞施工斜线进度表CD191KX-6-4（1-5）

6XX砂石加工系统流程图CD191KX-6-4（1-6）

7XX水电站施工总进度表CD191KX-6-4（1-7）

8XX水电站施工总布置图CD191KX-6-4（1-8）

8.1施工条件

8.1.1工程条件

XX水电站位于四川省XXX县XX江流域上游河段，属黑河-XX江水电规划一库七级方案中的第六级梯级电站，为引水式开发。

闸址位于XXX县城下游约3km处，厂址距XXX县城约11km。

XXX县城至川主寺为省道129km，川主寺至成都为213国道352km；XXX县城至绵阳市为省道299km，绵阳市至成都市为高速公路103km，对外交通方便。

电站由首部枢纽、引水系统、厂房枢纽组成。

首部枢纽由左岸挡水坝、取水口、1孔冲砂闸、2孔泄洪闸及右岸挡水坝等建筑物组成，闸坝顶高程为1379m，最大闸高14.5m；基础防渗采用全封闭的混凝土防渗墙，防渗墙位于闸前铺盖及挡水坝下，墙厚0.8m，最大墙深约37m。

引水隧洞全长约6279.88m，隧洞过水断面为平底马蹄形，开挖尺寸（5.21～6.04）×（7.2～8.46）m（宽×高），底坡i=2.83‰，进口底高程1364.4m，调压井中心线底高程1346.84m。

Ⅲ类围岩采用喷锚支护，喷层厚15cm，Ⅳ、Ⅴ类围岩采用全断面钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度50、60cm。

调压室采用埋藏式布置，井筒高54.16m，内径17.0m，穹顶高程1406.00m。

调压井外接交通洞，交通洞底高程约1395.00m，长约130m，断面型式为4.5×4.5m（宽×高）的城门洞形。

压力管道为地下埋藏式，由上平段、斜段、下平段组成，采用一条主管经卜形岔管分为三条支管向三台机组供水的联合供水布置方式。

主管总长326.17m，钢板衬砌，主管内径5.2m。

压力钢管首端设置蝶阀室，蝶阀室交通洞长约96.75m，断面型式为5.5×5.0m（宽×高）的城门洞形。

厂房为地面厂房，位于XX乡下游约0.5kmXX江左岸的高漫滩上，厂房尺寸为67.62×21.71×37.80m（长×宽×高），共装3台水轮发电机组，总装机容量3×27MW。

XX水电站主体工程量见表8-1。

本工程为单一发电工程，无防洪、航运、供水等综合利用要求。

根据电站的对外交通情况，水泥可在都江堰或江油地区采购；钢材和油料可在绵阳或成都市场采购；火工材料在雅安地区生产厂家购买，木材在阿坝州就近采购；施工单位的生活物资等在就近地区即可采购。

本工程施工用电由XXX县电网供应。

施工生产用水直接抽取XX江水经净化处理后使用。

工程施工机械设备与汽车修理可依托XXX县地方机械修理厂承担，工地只设机修站和汽车保养站。

工程建设期间所需的临时工、生活物资等可在当地招募和采购。

XX水电站建筑物项目及主要土建工程量汇总表

表8-1

项目

单位

首部枢纽

引水系统

地面厂房

副厂房

GIS楼

消防水池及泵房

合计

覆盖层开挖

m3

29671

80400

84652

194723

石方明挖

m3

24444

41550

65994

石方洞挖

m3

1743

390130

391873

石方井挖

m3

25610

25610

混凝土

C10（四）

m3

965

400

50

11

1426

C15（三）

m3

6705

1512

8217

C20（三）

m3

9502

42500

14346

4

66352

C25（三）

m3

9894

1564

1300

650

75

13483

C30

（二）

m3

432

104

550

750

1836

抗磨C40（三）

m3

439

439

预应力C40（三）

m3

371

371

钢筋

t

1199

3096

1255

300

300

17

6167

钢板

t

55

55

钢材

t

47

1267

25

20

1359

喷混凝土

C20

m3

318

17640

17958

帷幕灌浆

m

8899

8899

固结灌浆

m

2770

24651

27421

接触灌浆

m2

315

5800

6115

回填灌浆

m2

346

15649

15995

混凝土防渗墙

（厚0.8m）

m2

1429

1429

排水孔

Φ50mm

m

726

3870

4596

PVC排水管

Φ100mm

m

390

390

软式排水花管

Φ200mm

m

28

28

锚杆

Φ25,L=4m

根

49782

49782

Φ28,L=5m

根

797

797

Φ28,L=6m

根

11197

11197

Φ28,L=8m

根

530

530

锚筋

Φ25,L=5m

根

85

85

砂卵石回填

m3

8603

6000

11943

26546

大块石回填

m3

1332

1332

续表8-1

项目

单位

首部枢纽

引水系统

地面厂房

副厂房

GIS楼

消防水池及泵房

合计

浆砌石

M10

m3

1490

2511

4001

铜片止水

δ=1.2mm

m

333

10520

175

11028

橡胶止水

651型

m

257

175

432

砂浆垫层

M10

m3

302

302

排水反滤料

m3

84

84

沥青木板

m3

80

80

砖砌墙

m3

2000

150

500

15

2665

进厂公路桥

跨度为60m

座

1座

1座

里程碑

个

6

6

8.1.2自然条件

8.1.2.1水文气象

XX江流域位于川西北高原的东北部，毗邻青藏高原，其气候具有川西高原气候的特点，即具有干、雨季分明、夏短冬长、日照充足，年差较小而日差较大等高原大陆性气候特征。

气候水平、垂直分布的总趋势是降水随海拔的增高而增大，气温随海拔的增高而降低，高山多雨湿冷、河谷少雨干暖，流域西北部、西南部冷而湿润；东南部河谷、半山地带暖而干燥。

根据XXX县气象站资料统计，多年平均气温12.6℃，极端最高气温35.8℃，极端最低气温-10.3℃；多年平均相对湿度为65%；多年平均年蒸发量1393.0mm；多年平均年降水量567.3mm、降水日数140.1d，最大一日降水量51.3mm；多年平均风速2.1m/s，历年最大风速13m/s，相应风向N。

多年平均积雪日数全年为4.4天，最大积雪深度为7cm；最大冻土深为10cm。

XXX县气象站气象要素特征值统计见表8-2。

本流域地处川西北高原，受高程、地形及地理位置影响，暴雨出现机会较少。

据XXX县气象站资料统计，实测最大一日降水量仅为51.3mm，历年出现大于25.0mm的降水日数仅为1.7天。

据南坪站洪水资料统计，实测最大洪峰流量363m3/s（1987年6月27日），历年实测洪枯水位变幅仅2.6～3m。

XX江洪水由降雨形成，由于雨强较小，使本流域洪水具有洪峰模数小（多年均值仅为46.2L/（s.km2））、洪峰过程具有峰低量大且年际变化小的特点。

XXX县气象站气象要素特征值统计表

表8-2

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

气温（℃）

多年平均

1.9

4.3

9.0

13.8

17.1

19.7

22.0

21.7

17.4

13.2

7.9

3.0

12.6

极端最高

17.1

24.3

27.7

32.2

34.9

35.8

35.8

35.4

31.9

27.7

24.5

19.6

35.8

极端最低

-9.4

-8.6

-6.7

-1.5

3.7

7.5

10.2

8.9

7.0

-1.5

-6.3

-10.3

-10.3

降水量（mm）

多年平均

1.5

2.5

18.7

45.5

78.3

85.9

101.2

88.6

85.8

50.7

7.9

0.9

567.3

占全年百分数（%）

0.26

0.44

3.30

8.02

13.8

15.1

17.8

15.6

15.1

8.94

1.39

0.16

100

历年一日最大

5.5

4.1

11.1

29.7

26.7

32.0

50.9

51.3

45.4

24.5

12.6

3.4

51.3

≥0.1mm日数

2.4

3.9

10.3

15.0

18.5

18.2

17.5

15.7

17.2

15.1

5.1

1.4

140.1

地温（℃）

多年平均

3.3

6.5

11.2

16.1

19.7

22.1

24.8

24.7

19.1

15.2

9.9

3.6

14.7

极端最高

32.6

39.1

51.3

59.3

62.2

60.0

65.7

65.0

55.6

47.3

38.3

32.8

65.7

极端最低

-12.7

-13.8

-11.0

-6.4

3.8

5.8

10.0

9.5

6.7

-2.4

-8.4

-12.5

-13.8

相对湿度（%）

多年平均

55

54

57

60

66

69

72

72

76

73

63

57

65

最小相对湿度

1

0

5

6

6

15

18

20

20

17

8

0

0

蒸发量（mm）

多年平均

65.2

83.9

121.3

147.3

161.6

149.6

163.3

158.0

100.8

94.6

86.1

61.2

1393.0

风

多年平均风速（m/s）

2.2

2.8

2.8

2.5

2.0

1.8

1.8

1.6

1.6

1.9

2.2

1.9

2.1

最多风向

SEC

SEC

SEC

SEC

SEC

SEC

SEC

SEC

SEC

SEC

SEC

SEC

SEC

积雪

日数

1.7

1.9

0.4

0

0

0

0

0

0

0

0.1

0.3

4.4

最大深度（cm）

7

3

0

0

0

0

0

0

0

0

3

2

7

最大冻土深度（cm）

8

6

2

0

0

0

0

0

0

0

3

10

10

由于本流域上游植被良好，流域调节性能较好，使洪水过程涨落缓馒，峰形园浑，洪峰历时长。

据南坪站实测过程统计，洪水过程多为单峰肥胖型，一次洪水过程约3～7天，最长可达10天。

径流的年际变化不大，最丰水年（1967.5～1968.5年）和最枯水年（1997.5～1998.5年）平均流量分别为74.6m3/s和35.7m3/s。

XX电站闸址设计洪水成果直接采用南坪水文站的设计洪水成果；厂址设计洪水成果由南坪站、鹄衣坝站各级频率下的设计流量，按面积比直线内插推算。

XX电站闸、厂址设计洪水成果如表8-3。

XX电站闸、厂址设计洪水成果表

表8-3

位置

Qp（m3/s）

P=0.2%

P=0.5%

P=1%

P=2%

闸址

505

458

422

385

厂址

591

536

493

450

XX电站闸、厂址分期设计洪水成果见表8-4、表8-5

XX电站闸址分期设计洪水成果表

表8-4

分期

Qp（m3/s）

P=5%

p=10%

P=20%

P=50%

4月

102

87.8

73.3

52.1

5～10月

334

294

251

186

11月

102

90.3

78.2

59.5

12～翌年3月

54.6

50.7

46.3

39.1

XX电站厂址分期设计洪水成果表

表8-5

分期

Qp（m3/s）

P=5%

p=10%

P=20%

P=50%

4月

117

101

83.9

59.7

5～10月

391

344

294

218

11月

117

103

89.5

68.1

12～翌年3月

64.7

60.0

54.8

46.3

8.1.2.2基本地质条件

XX水电站位于四川省西北部XXX县境内，地处青藏高原的东南缘向川西高山峡谷地貌的过渡带，地势西北高东南低。

地貌类型隶属于深切割高山侵蚀地貌，山顶高程一般3000m~4000m，相对切割深度约2000m，山顶多呈浑圆状，地形舒缓平坦，表现为山原地貌特征。

闸址位于XXX县城下游约3km处的马踏石，河谷总体顺直，河流流向S，与岩层走向小角度相交，属斜纵向谷。

两岸山体雄厚，河谷狭窄，呈不对称的“V”型谷。

两岸地形完整，山体浑厚，无较大的冲沟发育，左岸地形陡峻，为基岩陡崖，右岸地形坡度变化大，中下部地形较陡。

闸址河床物质为冲积、冲洪积堆积的含漂（块）砂卵砾石层和古崩蹋堆积的孤块碎石层，覆盖层厚度一般为30~40m，右岸最厚可达50~60m。

岸坡右岸为崩坡积物及古座落体，分布范围较广，厚度大。

引水隧洞布置于XX江左岸，区内地形较完整，无较大的冲沟发育，岩性以灰岩为主，部分为砂岩，局部有炭质千枚岩、板岩出露，沿线地质构造简单，以单斜构造为主，岩体较完整，岩层产状为N25~45W/SW∠65~80°。

深埋段岩体大多新鲜，岩石以中硬~坚硬为主；岩体大多完整性较差，地层走向与洞轴线多呈中等~小角度相交，局部段近于平行，对隧洞稳定具一定控制性，围岩以Ⅲ类为主，部分为Ⅳ类、Ⅴ类。

隧洞进出、口段以及上伏基岩单薄段，均将涉及风化卸荷岩带，岩体完整性差，结构松弛，围岩类别为Ⅳ类；千枚岩相对集中段、断层和层间错动带，以及隧洞穿越黄阳村、草坪村等深厚覆盖层段，因上伏基岩厚度小，岩体较破碎，围岩为Ⅴ类。

调压井位于XX乡下游0.5km左岸山体内，垂直埋深115m，水平埋深125m。

岩性为中厚层硅质条带灰岩，局部夹板岩。

段内岩体微风化~新鲜，岩体嵌合较紧密，岩体为层状结构，围岩局部稳定性差，以Ⅲ-1类围岩为主，Ⅳ类围岩次之。

通过对结构面组合分析，井筒上游壁岩层视倾角平缓，与陡倾节理组合控制井壁稳定。

压力管道出露地层为黑河组上段第六亚层（P1h26），岩性为中厚层硅质条带灰岩，局部夹板岩，岩层总体产状为N20~30°W/SW∠60~70°。

岩体呈层状结构，围岩局部稳定性差，以Ⅲ-1类围岩为主。

厂房位于XX乡下游约0.5kmXX江左岸的高漫滩上，滩地长200m，宽20~35m，内侧为崩坡积裙，地形坡度为20~30°。

滩地覆盖层厚30~40m，最厚达47.5m，主要由冲积堆积的含漂砂卵砾石层组成，局部夹块径1~3m的大孤石，层内无连续的软弱下卧层分布。

厂址区基岩地层为二叠系下统黑河组上段第六亚层（P1h26），岩性为薄层灰岩，局部夹板岩，岩层产状稳定，总体为N20~30°W/SW∠60~70°。

发电系统建筑物基础均置于第②层冲、洪积堆积的含漂卵砾石夹砂土（al+plQ）层上，层内无连续砂层，结构密实。

8.1.3天然建筑材料

经地质勘探表明，本工程所需的砂石料、围堰防渗土料等天然建筑材料在工程所在区域附近都有贮藏，可供开采利用。

电站附近天然料源较少，人工骨料有朝阳沟人工骨料场，根据料源分布位置和岩性不同，分为二个区，储量分别为30万m3和60万m3，总体储量和质量能满足工程需求。

围堰防渗土料场有半山塘、保华村土料场，储量及各项指标基本满足防渗土料质量技术要求。

当地无理想的防渗墙固壁土料场，考虑采用商业膨润土等代用材料。

8.2施工导流

8.2.1导流标准

XX电站装机容量81MW，按《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准（DL5180-2003）规定，本电站属三等中型工程，主要建筑物为3级，次要建筑物4级，临时建筑物为5级。

根据《水利水电工程施工组织设计规范（SL303－2004）》规定，导流建筑物为5级，土石类导流建筑物相应设计标准为重现期10～5年。

考虑本工程基坑工程量小，导流建筑物使用期短，采用5年一遇的洪水标准。

8.2.2导流时段及流量

本工程为低闸引水式电站，首部枢纽为闸坝式拦河工程。

首部枢纽建筑物从左至右分别布置为取水口、左岸储门槽坝段、1孔冲砂闸、2孔泄洪闸、右岸储门槽坝段及右岸混凝土连接坝段，其中主河床坝段坝顶长度22.0m，泄洪闸、冲沙闸闸墩高均为12.0m，基坑工程量较小；闸坝基础处理采用混凝土防渗墙，最大深度37m，工程量不大。

根据施工总进度安排，首部工程不控制发电工期。

通过施工工期研究，施工导流时段选在11月至翌年4月的枯水时段，相应该时段五年一遇洪水流量为78.2m3/s。

闸坝施工分期设计洪水见表8-4。

8.2.3导流方式

闸址区河谷属斜纵向谷。

该段河谷较狭窄，枯水期河面宽约10－25m，呈不对称的“V”型谷。

闸址覆盖层为冲积、冲洪积堆积的含漂（块）砂卵砾石层和古崩蹋堆积的孤块碎石层，覆盖层厚度一般为30~40m，右岸最厚可达50~60m，岸坡右岸为崩坡积物及古座落体，分布范围较广，厚度大，左岸崩坡积物范围及厚度较小，覆盖层为坡积块碎石土和第③层含漂（块）砂卵砾石层；两岸地形完整，山体浑厚，无较大冲沟，左岸地形陡峻，为基岩陡崖。

右岸地形为一凸岸台地，坡度变化大，台地以下及台地以上1410m高程以下的地形较陡，坡度为50~55°，1410m高程以上，坡度较缓为35°左右。

对外的九环公路位于右岸，台地上台地高程为1375～1380m。

根据水工建筑物布置情况及地形、地质条件，首部具备束窄河床分期导流和隧洞导流的条件。

由于引水隧洞和取水口位于左岸，若在左岸布置导流洞，无法避免与引水隧洞相交；而在右岸布置导流洞，由于进出口覆盖层厚，进出口引渠长，分别为60.0m和80.0m，且出口引渠结构防冲处理困难。

洞身围岩为千枚岩，岩性差，岩层走向与洞轴线交角小，虽然能成洞但需全断面衬砌，使导流洞工程造价高，故本阶段推荐枯水期分期导流方式。

8.2.4导流方案

本阶段根据选定的枯水期分期围堰导流方式。

分别研究了一期先围右岸导流方案（方案Ⅰ）和一期先围左岸导流方案（方案Ⅱ）。

方案Ⅰ：

一期先围右岸，施工右岸的一孔泄洪闸和挡水坝段，因河谷狭窄，为满足过流要求，对左岸河道进行扩挖，水流由左岸扩挖河道渲泄；二期再围左岸，施工取水口、冲沙闸、剩余的一孔泄洪闸等建筑物，河道水流由已完建的一孔泄洪闸渲泄。

方案Ⅱ：

一期先围左岸，施工左岸取水口、冲沙闸和1孔泄洪闸，为满足右岸过流要求，需在右岸台地上进行扩挖，河道水流由右岸的扩挖河道宣泄；二期再围右岸，施工剩余的1孔泄洪闸和右岸挡水坝段等建筑物，河道水流由已完建的冲沙闸和一孔泄洪闸宣泄。

两方案导流工程量见表8-6。

导流工程特性及工程量比较表

表8-6

项目

单位

方案Ⅰ

方案Ⅱ

备注

扩

挖

河

道

进口高程

m

1368.50

1368.50

两方案Q=78.2m3/s

出口高程

m

1367.50

1367.50

长度

m

200

201.6

纵坡

‰

4.96

4.5

断面尺寸

梯形b=7.0m

m=1:

0.5～1:

1

梯形b=7.0m

m=1:

0.5～1:

1

上

游

围

堰

游堰顶高程

m

1372.00

1372.30

土石围堰

最大堰高

m

4.8

4.8

迎水面边坡

1:

2.0

1:

2.0

背水面边坡

1:

1.5

1:

1.5

下

游

围

堰

游堰顶高程

m

1370.80

1370.80

土石围堰

最大堰高

m

2.2

2.2

迎水面边坡

1:

1

1:

1

背水面边坡

1:

1

1:

1

导

流

工

程

量

覆盖层开挖

m3

27500

31000

混凝土

m3

410

430

钢筋

t

14.0

14.2

土石堆筑

m3

7960

8200

碎石土

m3

620

650

砂卵石编织袋

m3

1371

1450

粘土

m3

825

900

土工膜

m2

1000

1050

铅丝笼

m3

1040

1100

浆砌石

m3

840

880

土石拆除

m3

10776

10825

混凝土拆除

m3

410

430

浆砌石拆除

m3

840

900

铅丝笼拆除

m3

1040

1100

相对投资

万元

163

175

方案I和方案Ⅱ相比，工期相同，施工导流难度相当，直接投资相差不大，两方案各有优缺点：

（1）方案Ⅱ在施工初期就挖断九环公路，要到二期末上坝公路完成后才恢复正常的通行。

施工期间，九环公路改线困难，如果利用纵向围堰作为临时交通，则纵向围堰结构需改变，还需在扩挖河道的上下游各架一座桥，费用大大增加。

而方案I可在一枯末11月以前，完建改线公路的过坝段，一期右岸基坑施工时，改线公路已完成，不影响九环公路交通。

（2）方