三都县拉旦水电站水利工程施工组织设计Word文件下载.docx
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块石、机制砂及碎石就地、就近开采加工,开采场距施工点50m;
水泥从三都县润基水泥厂采购,运距22km;
钢筋、炸药及木材均从三都县城采购,运距30km。
1.1.1工程地理位置及对外交通状况
三都县拉旦水电站位于三都县中和镇拉旦村境内拉旦河源头,距三都县城30km,属珠江流域柳江水系,都柳江的一级支流坝街河的一级支流拉旦河上,厂址位于中和~拉旦村村级公路之间,坝址位于厂址上游3km的河道上,拟建的拉旦水电站坝址以上来水面积27.8km2。
本工程施工项目分散,对外交通比较方便,中和~拉旦村村级公路可直达厂区。
但主要材料及设备运至坝区尚需修筑永久公路0.15km、石料场至大坝的临时公路0.08km、坝址处临时施工便道0.15km、厂址处临时施工便道0.12km。
1.1.2水工枢纽布置概况
拉旦水电站是以发电为主,拟装机2台计320kw,多年平均发电量为208×
104kw.h。
枢纽由引水拦河坝、引水渠、压力前池、压力管道、电站厂房及升压站等部分组成。
大坝高4.0m,长42.6m,总蓄水量为10.5×
104m3。
引水渠道长2654m、压力管道221m、厂房125m2,输电线路3km。
1.1.3施工场地条件
根据本工程特点,施工区分两处布置,一处在坝区,一处在厂区。
坝区的施工场地主要承担大坝和引水渠道上半段的施工;
厂区的施工场地主要承担引水渠道下半段、发电厂房及升压站的施工。
坝区的施工场地因坝址地处深切式河谷地段,地势陡峭,由于公路位于左岸,只好沿中和~拉旦村级路公路新修公路至大坝,将生产区和生活区分开布置,生产区布置在左岸,有砼搅拌机、堆料场、施工仓库、模板加工厂和钢筋加工厂,生活区布置右岸。
厂区的施工场地沿拉旦河左岸布置,生产及生活用房均搭建临时工棚解决,并在远离工地和生活区的山坡上塔建一座火工材料库,将各种火工材料隔离分开专人保管,并建立严格进出库制度,以防火工材料外流。
在厂区施工场地上布置有石子破碎机、砼拌和机、堆料场、施工仓库、模板加工厂和钢筋加工厂。
本工程共需搭建临时工棚500m2,其中,生活用房150m2、各类加工厂250m2、各类仓库100m2。
1.1.4主要建筑材料、水源,电源及其它条件
主要建筑材料
水源
施工用水可直接从拉旦河中提取,生活用水可将河水净化处理后饮用。
电源
中和~拉旦村10KV线路已接通,施工用电可直接接就近接引地方系统电源。
其它条件
本工程所在区域属中亚热带湿润气候区,夏长冬短,春秋分明,冬无严寒,夏无酷暑。
,降雨主要集中在4~9月份,约占全年降雨的77.3%,秋、冬两季降雨较少,夏末秋初易出现干旱,施工期安排在2007年4月~2008年4月。
1.1.5工期要求
施工总进度安排
本工程计划2008年4月份发电,因此,主要工程必须在一个枯水期内施工结束,除大坝、厂房水下部分施工外,如厂房和大坝水上部分开挖、渠道开挖都应尽量提前进行,工程总工期计划12月。
施工进度计划
施工准备阶段:
施工期为2007年4月初~6月底,主要完成三通一平、山场征用及施工招标等工作,为整个工程施工做好准备工作。
大坝施工:
施工期为2007年10月初~2007年12月底。
其中,基础石方开挖安排在10月初-11月开挖底结束,计60天。
坝体砌石和砼浇筑安排在12月初-2008年2月结束,计60天。
引水渠道工程施工:
施工期为2007年7月初~2008年3月底,其中,基础石方开挖安排在2007年7-9月底施工,计90天;
砼浇筑及砌石安排在2007年9月初~2008年3月底计240天;
压力钢管和钢闸门制作及安装安排在2007年7~2008年3月底计270天。
厂房及升压站施工:
施工期为2007年7月初~2007年12月底,其中,土石方开挖及砌石安排在2007年12月底施工结束,计120天;
机电设备安装安排在2008年1月-2008年3月份施工,计90天。
施工扫尾工作:
施工期为2008年3月初~2008年4月底,计30天。
主要完成坝基开挖裸露面的整治、厂区附属工程建设、施工区的绿化和工程验收等工作。
施工总进度计划详见拉旦水电站施工总进度计划表。
拉旦水电站施工总进度计划表
工程项目名称
第一年
第二年
4~6月
7~9月
10~12月
1~3月
4月
施工准备
大坝开挖
渠道砌筑
压力前池开挖
压力前池砌筑
压力管道开挖
压力管道砌筑安装
厂房开挖
厂房砌筑
升压开关站开挖
升压开关站砌筑
机电设备安装
机电设备调试
竣工整理
1.2自然条件
1.2.1水文、气象条件
水文条件
三都县拉旦电站位于三都县中和镇拉旦河上,坝址距离中和镇乡政府0.98km,距离三都县城20.5km。
三都县拉旦水电站所在拉旦河属于珠江流域柳江水系,都柳江的一级支流坝街河的一级支流。
拉旦河发源于水龙乡独寨的母,源头高程800m。
河流自西北流向东南经姑松、的则后转而向南流至养猪场,再向东流至中寨,向北流至中和公社,再转而向东流至定城柱及西北流向东南的立场河汇合,再流至姑里及孟略河交汇形成坝街河。
拉旦河全流域面积42.51km2,引水坝址以上流域面积27.8km2,主河道长7.0km,河道加权平均坡降37.07‰。
河床多为裸露灰岩、白云岩、地表土壤为红黄壤和黄壤,蓄水、保水能力较差。
该流域内植被较好,森林覆盖率达50%左右,河流泥沙较少。
本区位于属中亚热带湿润气候区,多年平均气温18℃,多年平均降雨量1360.4mm,汛期在4月至9月,洪水来得快,去得快,一次洪水过程不过一天。
坝址处径流采用把本水文站1955-2001年径流系列资料,该站具有1955年至2001年共47年的水位、流量等整编审定的实测资料,资料系列长,测验精度高,水位流量关系较稳定,资料可靠性较好。
从水文年历年径流统计结果看,多年平均流量为31.8m3/s,最大年平均流量56.4m3/s,为多年平均流量的1.77倍,最小年平均流量19.2m3/s,为多年平均流量的0.60倍,丰枯比为2.94。
气象条件
项目区属中亚热带湿润气候,夏长冬短,春秋分明,冬无严寒,夏无酷暑。
多年平均气温18℃,最冷月(1月)平均气温7.8℃,最热月(7月)平均气温26.7℃,极端最低气温-7.5℃,极端最高气温39.8℃。
平均年无霜期332天,年日照1193.8小时,相对湿度80%。
多年平均降水量1360.4mm,降水年内分配不均,4~9月降水量占全年降水量77.3%,其余6个月降水量占22.7%。
主要自然灾害有旱灾,暴雨及洪灾,此外,还有倒春寒、冰雹及秋绵雨等灾害。
1.2.2水文基本资料
多年平均气温18℃,最低气温-7.5℃,最高气温39.8℃。
多年平均降水量1360.4mm,主要自然灾害有旱灾,暴雨及洪灾,此外,还有倒春寒、冰雹及秋绵雨等灾害。
1.2.3地形、地质
三都县拉旦水电站位于三都县中和镇拉旦村境内拉旦河源头。
本区地层属于石炭系地层,主要岩性为下统大塘组上司段(C1d2);
浅灰、灰黑色中厚层石灰岩夹瘤状灰岩燧石灰岩及白云岩。
区内未见有大的崩塌、滑坡等不稳定斜坡体存在,边坡稳定性较好。
区内地下水类型主要为岩溶水为主,其次基岩裂隙水。
区内植被茂密,边坡稳定.河床中多为基岩裸露,沉积物较小,山体较雄厚,基本不存在库区渗漏问题。
坝址两岸山势雄厚,多悬崖陡壁,两岸基岩出露。
河流在此处呈近南北流向,河道宽约15m,河底高程约604.5m(黄海高程系,后同);
两岸山坡的坡度约30°
~45°
,两岸地形较对称的“U”字形。
坝址区地层属为石炭系中统黄龙群(C2hn);
上部为灰白色厚层石灰岩,夹少量白云质灰岩及燧石灰岩,上部为灰白色厚层粗粒白云岩,局部夹少量石灰岩;
引水渠道长2654m,属于低中山岩溶地貌,区内碳酸盐岩分布较广,山体雄厚,出露地层岩性为第四系(Q):
黄色、红棕色粘土及亚粘土,厚0.2~1.5m;
泥盆系上统尧梭组(D3y):
上部为深灰色致密石灰岩及白云质灰岩,下部为灰色中厚层白云岩,泥盆系上统望城坡组(D3w):
深灰色石灰岩夹泥灰岩,及白云岩,
压力前池
厂房处表层覆盖少量第四系坡积物,厚0.2~1.5m;
其岩性为上部为深灰色致密石灰岩及白云质灰岩,下部为灰色中厚层白云岩,,为良好的建筑物基础持力层。
河床处为微~未风化岩石基本出露。
2施工导流
本章内容主要在综合分析导流条件的基础上确定导流标准,选择设计导流方案、导流建筑物等,并提出导流建筑物的合理施工安排。
此部分要求绘制完整的施工导流图,见施工平面布置图。
2.1导流标准
2.1.1导流时段的划分
根据各时段来水资料分析,本工程最小枯水流量在10月~次年3月,因此导流时段选为10月~次年3月。
2.1.2导流建筑物设计洪水标准
可由《水利水电施工组织设计规范》查表获得,规范中相关指标判别表具体可参见下表2.1。
表2.1导流建筑物洪水划分表
导流建筑物类型
导流建筑物级别
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
洪水重现期(年)
土石
50-20
20-10
10-5
混凝土
5-3
根据保护对象、失事后果、使用年限和临时工程规模等综合因素确定,导流建筑物级别为Ⅴ级,对于采用当地材料填筑的土石围堰,施工导流建筑物洪水重现期为10~5年。
根据本工程特点及以上综合因素,本大坝工程导流标准采用5年一遇枯水期洪峰流量,经计算,导流流量为9.3m3/s。
2.2导流方案
2.2.1导流方案的选择原则
(1)充分掌握基本资料,全面分析各种因素,优化导流方案,使工程尽早发挥效益。
(2)对各期导流特点和相互关系进行系统分析,全面规划,统筹安排,运用风险度分析的方法,处理洪水及施工的矛盾,务求导流方案经济合理,安全可靠。
(3)适应河流水文特征和地形、地质条件。
(4)工程施工期短,工程施工安全、灵活、方便。
(5)结合利用永久建筑物,减少导流工程量和投资。
(6)河道截流、坝体度汛、封堵、蓄水和供水等初、后期导流在施工期各个环节,能合理衔接。
在导流方案比较优选时,应根据地形、地质条件、水文特征、流冰、枢纽布置、航运、施工安全方便、施工进度、投资等要求综合比较选择。
根据本工程坝址河床窄、导流流量小的特点,采用分段围堰、分期施工的导流方式。
由于坝址处右岸交通比较便利,一期围堰先围左岸,由左岸主河槽导流,一期围堰束窄河床的75%,施工左岸坝体和排砂底孔,排砂孔径为单排1100×
1500mm的砼箱涵;
进口闸门(底板高程606.7m);
待左坝端施工到▽608.5m,二期围堰围左岸,此时来水进入最枯季节,排砂底孔过流,后左、右坝体交替施工,直至坝体施工结束。
2.2.2导流方案的拟定
一期导流:
一期围堰先围左岸,由右岸河床导流,一期围堰束窄河床的75%,右岸河槽宽仅为12m,设计导流流量为9.3m3/s,控制水位上游为608.5m,下游水位为605.5m。
二期导流:
待左坝侧施工到▽608.50m时,二期围堰围住右岸,排砂底孔过流,此时正值最枯季节,随着坝体的升高,库内调蓄能力逐渐增强,排砂底孔基本能满足过流要求。
2.3导流建筑物的设计及工程量
2.3.1围堰的设计
围堰超高值Δh的计算
Δh=h1%+hz+hc
Δh—防浪墙顶及设计洪水位或校核洪水位的高差,m;
H1%—累计频率为1%时的波浪高度,m;
hz—波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差,m;
hc—安全加高,按表2.2采用
表2.2堰顶的安全加高hc表
运用情况
坝的级别
1
2
3
设计情况(基本情况)
0.7
0.5
0.4
校核情况(特殊情况)
0.3
内陆峡谷水库,宜按官厅水库公式计算(适用于
<20m/s及D<20km)
下面按官厅公式计算h1%,hz。
式中:
D——吹程,km,按回水长度计。
——波长,m
——壅高,m
V0——计算风速
h——当时,为累积频率5%的波高h5%;
当时,
为累积频率10%的波高h10%。
规范规定应采用累计频率为1%时的波高,对应于5%波高,应由累积频率为P(%)的波高hp及平均波高的关系可按表2.3进行换算
表2.3累积频率为P(%)的波高及平均波高的比值表
P(%)
0.1
4
5
10
13
20
50
2.97
2.42
2.23
2.11
2.02
1.95
1.71
1.61
1.43
0.94
2.70
2.26
2.09
2.00
1.92
1.87
1.65
1.56
1.41
0.96
0.2
2.46
1.96
1.88
1.81
1.76
1.59
1.51
1.37
0.98
1.93
1.82
1.70
1.66
1.52
1.45
1.34
1.00
2.01
1.78
1.68
1.64
1.60
1.44
1.39
1.30
1.01
1.80
1.63
1.49
1.46
1.33
1.25
表2.4超高值Δh的计算的基本数据表
设计洪水位
校核洪水位
吹程D(m)
600
750
风速
(m)
14.6
9.7
安全加高
设计洪水位时,采用重现期为50年的最大风速,本次设计V0=14.6m/s;
校核洪水位时,采用多年平均风速,本次设计V0=9.7m/s。
a.设计洪水位时Δh计算:
波浪三要素计算如下:
波高:
9.81×
h5%/14.62=0.0076×
14.6-1/12(9.81×
600/14.62)1/3
h=0.40m
波长:
Lm/14.62=0.0076×
14.6-1/2.15(9.81×
600/14.62)1/3.75
=5m
壅高:
hZ=3.14×
0.42/5=0.1
gD/V02=9.81×
600/14.62=27.61,故按累计频率为
计算
hm/Hm=0.4/4=0.1,由表2.3查表换算
故hc=h5%/1.76=0.4/1.76=0.23m
H1%=2.26hc=2.26×
0.23=0.52m
Δh=h1%+hz+hc=0.52+0.1+0.4=1.02m
b.校核洪水位时Δh计算:
h5%/9.72=0.0076×
9.7-1/12(9.81×
750/9.72)1/3
h=0.26m
9.81×
Lm/9.72=0.0076×
9.7-1/2.15(9.81*750/9.72)1/3.75
=3.53m
0.262/3.53=0.06
600/9.72=34.51,故按累计频率为
hm/Hm=0.26/4=0,由表2.3查表换算
故hc=h5%/1.95=0.26/1.95=0.13m
H1%=2.26hc=2.42×
0.13=0.29
Δh=h1%+hz+hc=0.29+0.06+0.3=0.65m
堰顶高程计算
a.设计洪水位的堰顶高程(枯水期):
=605.5+1.02=606.52m
b.校核洪水位的堰顶高程(枯水期):
=605.81+0.65=606.46m
为了保证围堰的安全,选取较大值,所以选取堰顶高程为606.52m
2.3.2导流建筑物工程量计算
施工围堰堰顶高程为606.52m,顶宽1.5m,迎水面及内侧边坡坡率取1:
0.5,围堰高2.1m,围堰底宽为3.6m,围堰长130m,围堰砌筑778.05m3。
排砂孔径为单排1100×
闸门断面是1.1×
1.5m,导流建筑物工程量见下表。
表2.5导流建筑物工程量表
项目名称
单位
工程量
备注
土石方围堰
m3
778.05
闸门制安
t
2.57
2.4导流工程施工
2.4.1围堰施工
围堰所需土料均就近开采,围堰填筑及拆除均采用人工施工,先进行上游横向围堰施工,再进行纵向围堰施工,最后是下游横向围堰施工。
一期围堰先围左岸,由右岸河床导流,一期围堰束窄河床的75%,右岸河槽宽仅为12m,设计导流流量为9.3m3/s,控制水位上游为606.5m,下游水位为605.5m。
待左坝侧施工到▽608.5m时,拆除一期上、下游围堰,二期围堰围住右岸,排砂底孔过流,此时正值最枯季节,随着坝体的升高,库内调蓄能力逐渐增强,排砂底孔基本能满足过流要求。
草(麻)袋围堰的主要填料为粘性土,堰顶宽取2米,内侧边坡坡率取1:
0.5,外侧边坡取1:
0.5,施工方法如下:
用草(麻)袋盛装松散粘性土,装填量为袋容量的1/2~2/3,袋口用细麻线或铁丝缝合,施工时将土袋平放,上下左右互相错缝堆码整齐,水中土袋用带钩的木杆钩送就位。
截面取双层草(麻)袋,中间设粘土心墙时,可用砂性土装袋。
水流流速较大时,外围草(麻)袋可用小卵石或粗砂装袋,或增加抛片石堰外防护。
其结构示意图见下图:
3主体工程施工
3.1大坝工程施工
3.1.1施工程序
基础石方开挖—坝体砌筑—砼浇筑。
坝体为细石砼砌块石重力坝,上游坝面为砼防渗;
下游坝面为细石砼砌块石;
混凝土、砌石用砂浆和细石砼采用0.4m3拌和机搅拌,人工推运胶轮车运输;
坝体所用块石、碎石、机制砂,由5t自卸汽车从开采场运至临时堆场。
混凝土采用人工平仓,2.2kw插入式振捣器振捣密实。
钢筋采用机械切割、弯曲,人工绑扎或焊接。
3.1.2基础石方开挖
采用风钻造孔、浅孔密布小炮爆破,人工装碴、双胶轮车出碴,自上而下逐层进行施工。
3.1.3坝体砌筑
坝体施工主要为坝身砌石、砼防渗墙及坝顶开敞式溢洪道施工。
坝身砌石采用自下而上分层分段的施工方法进行,表层块石安砌应错缝,各层各段填心块石细石砼应饱满;
砼防渗墙施工应按其有关规范进行,确保达能到设计防渗效果;
坝顶溢洪道施工主要应控制溢流面钢筋砼质量,曲线光滑,采用胶轮车、溜槽送料入仓,人工摊铺,插入式振捣器振捣,分块浇筑。
砌筑根据坝面坡度,一般正坡面采用一丁多顺,砌缝宽竖缝控制在2~3cm、横缝控制在1.5~2cm,上下竖缝应错开。
坝体内部用块石分层砌筑,胶结材料采用C15细石砼,砌缝填入细石砼后,用插入式振捣器边振边塞入小块石。
坝体每砌高1.5m放样一次,以便控制外形尺寸。
坝体勾缝采用深勾缝,缝深3~5cm,每砌完4~5层条石后进行一次,采用悬吊式工具脚手架。
坝体砌筑具体施工要求按《浆砌石坝施工技术规定》(SD12-84)执行。
坝体砌筑石料、砼运输先由坝区料场、砼拌和站运至坝区,上坝后由胶轮车或人力运输至各个工作面。
3.1.4混凝土浇筑
大坝砼工程包括基础垫层砼、大坝下部冲砂孔砼、溢流面砼和下游护坦砼。
基础垫层为C15砼,清基完成后,先在基岩面遍铺3~5cm砂浆,然后浇筑基础垫层砼,砼面埋放块石,一半埋入,一半露出。
大坝下部冲砂孔砼、溢流面砼和下游护坦砼全部现场立模浇筑。
3.2引水系统工程施工
3.2.1施工程序
引水渠道全长2654m,主要工序为:
土石方开挖~侧墙砌筑~侧墙抹面~温度缝止水;
土石方开挖~底板及侧墙浇筑~温度缝止水。
压力前池;
土石方明挖—进水口砼浇筑—金属结构制作及安装—衬砌砼及镇墩砼浇筑。
3.2.2施工方法
土石方明挖自上而下分台阶进行,采用风钻造孔、人工爆破,1m3挖掘机装、5t自卸汽车运输清碴;
砼浇筑采用0.4m3拌和机搅拌、人工推运双胶轮车运砼、人工平仓、2.2kw插入式振捣器振捣密实。
压力钢管在加工厂制作成半成品,现场首先就位、校正、固定,再双面焊接成型,然后浇筑封堵砼和镇墩砼。
事故检修闸门和启闭机由专业厂家制作,现场吊装。
通气孔和拦污栅现场焊接和安装。
3.3技术要求
清理坝基、岸坡及铺盖地基时,应将树木、草皮、树根、乱石、坟墓及各种建筑物等全部