小莲花水电站工程围堰施工导流与水流控制施工组织设计.docx
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小莲花水电站工程围堰施工导流与水流控制施工组织设计
小莲花水电站工程围堰施工导流与水流控制施工组织设计
一、工程概况
1.1、工程概述
小莲花水电站主要永久建筑物为3级，次要永久建筑物为4级。
根据DL/T5397-2007《水电工程施工组织设计规范》规定，相应导流建筑物级别为5级，其土石类围堰设计洪水标准为10～5年一遇。
小莲花水库上游7km处建有莲花电站，莲花水库为多年调节水库，其正常蓄水位为218.00m，根据1998年～2009年以来每年5月至9月水库运行资料分析，水库11年间6月份水库平均水位为213.58m，最高水位为217.19m，最低水位为211.52m。
小莲花电站工程采用土石围堰，的施工导流标准为5年一遇：
按莲花水电站机组发电满发流量（Q＝1354m3/s）加莲花坝址～小莲花坝址区间大汛5年重现期洪水（Q＝114m3/s），流量为1468m3/s。
相应围堰水位
一期围堰填筑施工，上游横向围堰轴线长263m，堰顶高程164.50m，堰顶宽5m，最大堰高11.0m。
上游迎水面及下游背水面坡比均为1：
2.0。
下游横向围堰轴线长172.20m，堰顶高程160.00m，堰顶宽5m，最大堰高6.5m。
上游迎水面及下游背水面坡比均为1：
2.0。
上、下游横向围堰迎水面在与纵向围堰接头的部位采用1m厚块石护坡、护底。
纵向围堰轴线长233.74m，堰顶高程164.50～160.00m，堰顶宽5m，最大堰高11.00m。
迎水面坡比为1：
2.0，背水面坡比为1：
2.0，迎水面采用1m厚块石护坡、护底。
1.2、施工导流方案
本工程施工导流方案,采取分二期导流施工。
一期导流施工围堰,完成右岸土坝,发电厂房，右岸8孔泄洪闸。
由左岸束窄河道泄流；
1.3施工交通
坝址位于莲花乡下游3km附近，距林口县城约80km，距上游莲花电站约6.6km，距下游龙虎山电站约22km。
坝址右岸有县道X079从坝头通过，左岸有村级公路通过，坝址上游约5km有莲花大桥连接两岸交通，坝址下游约23km处有牡丹江大桥（S309省道）连接两岸交通。
林口距省城哈尔滨370公里，距牡丹江市120公里，距离鸡西市85公里，境内有牡佳、牡鸡两条铁路穿过。
因此，本工程对外交通较为方便。
场内运输主要为施工材料，砼、工程弃料等，根据工程施工特点和运输量、运输强度、运输设备、运输距离及施工道路规化布置场内施工道路，施工场内交通可充分利用现有皎通道路，规划修建、扩建及维护和施工道路与现有临时道路连通，新修建的临时路以泥结石路面为主。
1.4、混凝土拌和站
混凝土拌和站由建设单位提供。
1.5、施工供电
施工供用采用场内已安装的变压器，采用电缆接入现场施工设备和照明，并配1台500KW柴油发电机做为施工备用电源。
1.6、施工用水
施工用水主要采用水泵直接抽取河道水方式供用，并设用备用水箱，以达到存水目的，保证施工进行。
1.7、施工工期
2017年3月1日-2017年5月15日
二、一期围堰施工措施
根据设计规划,一期围堰上游263m;下游172.2m;纵向233.74m,围堰全长668.80m。
围堰结构形式为，砂砾石填筑，按施工图纸要求进行测量放线，利用反铲装自卸车运至指定的上下堰位置进行进占法填筑，分层用振动碾碾压，直至围堰形成，利用反铲边填，每升高2-3m削坡一次，直至升到160m高程，按图纸要求在迎水面铺设护坡石，纵向铅丝石笼护坡。
160.00高程一下采取400mm厚砼防渗墙入岩1m，防渗墙以上采用复合土工膜。
围堰填筑高程，上游164.50m；纵向164.50---162.50m；下游162.50—160.00m土石方填筑116018m3；护坡底石料5170m3；当防渗墙升至设计高程时，将连接的复合土工膜埋入防渗墙内，准备好保护层土料，进行行两侧填筑，最终升到设计高程，复合土工膜3502m2；铅丝龙护坡3019m3；防渗墙35274.00m2。
一期围堰施工利用厂房157.00m工程以上土石料，分别上下游进占，一次填筑高程到160.00m，形成160.00m平台，为防渗墙施工提供条件，待防渗墙砼完成后接铺土工膜，最后将围堰填筑到164.50高程。
做砼防渗墙之前，按设计图纸要求采用反铲配合人工装铅丝石笼，护在上堰及纵堰迎水坡面上，以保证围堰抗冲刷，安全渡汛。
施工期选择在2017年1月--3月间。
拆除选在2019年1月—3月。
三、砼防渗墙施工
3.1、施工方法
根据工程目的、技术要求、工期和具体地质条件，结合本工程的具体情况，拟采取抓斗抓槽与冲击钻配合的施工方案。
分二序施工。
顺序为先施工一序槽孔，即单号槽孔，后施工二序槽孔，即双号槽孔。
其工作原理及施工过程为：
抓斗抓取上部沙砾石层，冲击钻施工岩石层，抓斗为液压式，最大抓取长度，2.8米，每个槽孔长6.0米，分三次抓取，先抓两侧，后抓中间，抓斗站于倒渣平台上，行走至要抓取的位置，履带平行于防渗墙轴线，根据导墙上的控制线调整斗齿至准确位置，使各项偏差控制在规范之内，然后开始抓槽，同时采用运输车运输弃渣，弃至指定弃渣场，抓槽时向槽内注入泥浆进行护壁，保证泥浆液面不低于导向槽顶50cm。
抓斗抓完上部孔段后，遇岩层能抓取时则继续采用抓斗，不能抓取时则采用冲击钻施工，冲击过程中及时进行淘渣，同时补充新鲜泥浆，冲击钻施工至要求的深度后停止钻进。
防渗墙施工可划分为三大环节进行，第一步是导墙制作，第二步是成槽，最后一步是混凝土浇筑。
3.2、导墙施工
建造导墙主要是为后期抓槽、浇筑及其起下接头管而建造的一道临时工程：
导墙尺寸为0.5m宽×1.0m高-0.5m宽×1.0m高的梁型对称形的导墙。
导墙施工程序如下:
（1）测量放线
首先按照相关部门提供的防渗墙定位资料进行测量放线，经有关方验线确认无误后，精确放好导墙定位线。
导墙做成“”型现浇钢筋混凝土结构导墙，导墙顶高出地面不小于20cm，以防止地面水流入槽内、污染泥浆。
导墙内清空（450~480mm）。
考虑工期因素，混凝土内可掺加早强剂，混凝土浇筑后及时浇水养护。
（2）导墙槽开挖
导墙槽挖取采用挖掘机与人工配合相结合，开挖前遇有地下管线的区域应用标示牌标示，并针对该施工工序对施工人员进行技术安全交底。
挖出土方采取现场存放，以备回填所用，待回填完毕后清理运出。
（3）钢筋网格的绑扎
梁型钢筋为上下部为3Φ16@200、分布筋为Φ16@1000，钢筋在现场进行加工、绑扎，钢筋搭接长度64cm，锈蚀钢筋除锈后方可使用，采用垫块固定于模板中间部位。
（4）模板支护
钢筋绑扎完成后要先放出模板尺寸线，然后再支模板。
模板采用木制或钢模组装而成，模板支撑采用木方及钢管配合加固。
模板可采用3015和6015*n型模板进行拼装，用钢管水平支设三道或四道支撑，然后用木方（或木制小架子）进行加固，每隔1m设置一道，钢模板在支立前须刷脱模剂，以便于拆模且拆模后砼面整洁。
导墙内侧模板垂直度控制在2/1000范围内。
（5）砼浇注
采用C20砼，砼应分段浇筑，内、外侧导墙应同时浇筑，浇筑时使用插入式振捣器振捣密实，严禁超振或漏振，振捣后导墙表面采用人工进行抹平处理。
等导墙砼养护24小时后并且砼强度达到5Mpa以上时方可以拆模，砼强度达到75%后方可进行挖槽。
（6）拆模并架设支撑
导墙两侧模板可直接人工拆除，拆除内侧模板时需先拆除内部支撑，由于内部由钢管和木方做支撑，拆除时先拆木方，后拆钢管，防止导墙整体位移、变形从而影响成槽质量，每隔2-5m设置一道支撑，每到上下各布置一根方木。
（7）导墙质量要求
1）导墙面与纵轴线允许偏差为±10mm，导墙内净空允许偏差为+5mm，导墙顶面在同一单元槽段内高差小于10mm。
2）导墙内侧面须平整、光洁，顶面用钢抹子压光。
3）钢筋的型号、直径、根数、间距须准确。
受力钢筋的排距允许偏差±5mm。
3.3、泥浆护壁
泥浆主要是在防渗墙挖槽过程中起到护壁的作用，泥浆护壁技术是地下防渗墙工程基础技术之一，其质量好坏将直接影响到防渗墙的质量与安全。
泥浆的指标对连续墙施工影响极大，对新制备的泥浆和再生泥浆，均应设专人用专用仪器进行质量控制，其主要技术指标如下表：
项目
1
2
3
4
5
6
名称
比重（g/cm3）
粘度（秒）
失水量（mm/30分）
泥皮厚度（mm）
含砂率（%）
PH值
新泥浆
1.05-1.08
21±1
15±1
1-2
≤1
7-9
循环再生泥浆
1.08-1.25
21-30
≤30
≤3
≤4
≤9
废弃泥浆
>1.3
>35
>35
>4
>5
>11
泥浆制作所用原料的选用符合技术性要求，制备时符合制备的配合比。
制浆材料：
护壁泥浆由膨润土掺加适量CMC外加剂、纯碱及水拌制而成；配置细节：
先配制CMC溶液静置六小时，按配合比在搅拌桶内加水，加膨润土，搅拌5分钟后，再加入CMC溶液，搅拌15分钟，再加入纯碱，搅拌均匀后放入储浆池内，待24小时后，膨润土颗粒充分水化膨胀，既可泵入循环池，以备使用。
护壁泥浆的储存：
护壁泥浆由水冲式搅拌机搅拌而成，搅拌后直接流入储浆池。
泥浆制好后，需存放24小时以上方能使用。
施工时通过输送管道将泥浆输送到槽中，泥浆采用立体泵抽式循环系统，泥浆不落地，不污染环境。
在场区设置泥浆池，泥浆池容积量应按每一台成槽机挖6米标准槽段的立方量所设计，拟设计长*宽*高为15×10×1.5m的泥浆池及沉淀池相连而座，中间设隔墙，用隔墙将泥浆池与沉淀池分隔，即沉淀区域、再生区域、再生后的泥浆再进行循环使用，沉淀区内的泥沙用挖掘机捞出及时清理外运。
泥浆调整、再生及废弃标准技术指标一览表
泥浆的试验项目
需要调整
调整后可使用
废弃泥浆
密度
1.13以上
1.1以下
1.15以上
含砂率
8%以上
6%以下
10%以上
粘度
35
24~35
40
失水量
25以上
25以下
35以上
泥皮厚度
3.5以上
3.0以下
4.0以上
PH值
10.75以上
8~10.5
7.0以下或12.0以上
3.4、成槽施工
根据该标段工程量及工期要求，拟定投入3台套液压抓斗设备及6-12台套冲击钻机设备进场施工，以确保满足本工程施工任务要求。
抓斗机就位要求场地平整，根据槽段尺寸的不同合理安排抓数和抓槽顺序，抓斗机履带应平行于导墙轴线，根据槽段长度与成槽机的开口宽度，确定出首开槽和闭合槽，当槽段三抓成槽时，采用先两侧后中间的方法抓槽。
挖槽前先向导墙内注入护壁泥浆，挖槽工序开始后，需派专人负责泥浆的放送，抓槽施工进行过程中，应及时向槽内注入泥浆，使泥浆液面始终保持在导墙顶面以下0.5m处左右。
出现泥浆供应不足等情况时，应立即停止挖槽施工，待泥浆补足后，恢复生产。
正式施工前宜进行试挖，了解地层真实情况，如若遇有难挖地层降低成槽速度时，可采用“两钻一抓”工艺提高成槽速度，钻机拟采用冲击钻机钻进行施工。
抓斗机抓槽过程中，抓斗机的中心应对准孔位标志物，使挖土位置准确。
抓斗机每斗进尺深度约为在0.3米，抓斗机控制抓斗入、出槽过程要慢速稳定，避免形成真空涡流冲刷槽壁，引起塌方，严禁重型机械在槽段混凝土未灌注之前行走于槽段附近。
严格控制槽壁垂直精度，安排专职人员对垂直度进行检测，使槽壁垂直精度控制在3‰以内。
抓槽深度应大于设计深度0.3~0.5m。
抓斗机就位开抓后，无特殊情况发生时不得随意行走或变幅。
3.5、防止槽壁坍塌措施
成槽过程中，软土层和厚砂层易产生坍塌，针对此地质条件，制定以下措施：
（1）减轻地表荷载：
槽壁附近堆载不超过20KN/㎡，起吊设备及载重汽车的轮缘距离槽壁不小于3.5米。
（2）控制机械操作：
成槽机械操作要平稳，不能猛起猛落，防治槽内形成负压区，产生坍塌。
（3）强化
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