河床截流及围堰填筑施工组织设计Word文档下载推荐.docx

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1.1施工导流及水流控制主要施工项目

大坝标段施工导流及水流控制主要施工项目主要有：

（1）截流及基坑初期排水设计与施工；

（2）上、下游土石围堰施工；

（3）本标段施工时段内的基坑经常性排水；

（4）基坑内⑷、⑹～⒁号冲沟的排水设计、施工及维护；

⑸号冲沟排水设施的施工与维护；

（5）导流隧洞和围堰运行及维护；

（6）导流洞下闸前的门槽门封拆除、门槽的检查及处理（包括水下部分检查）、下闸、堵漏、设备维护与拆除等与下闸有关的项目；

（7）永久堵头的施工，包括为堵头施工的临建项目；

（8）下游土石围堰及上游土石围堰高程320.00m以上部分的拆除；

（9）与本标施工项目有关的施工期安全度汛；

（10）上游围堰及导流洞堵头观测仪器埋设及施工期观测。

本篇主要阐述河床截流及围堰填筑等相关的施工，其它如上述第（4）～（10）项、导流洞进出口围堰拆除以及围堰混凝土防渗墙施工等根据施工进展另行报送专题方案。

1.2导流方式及导流建筑物

1.2.1导流方式

因为坝址坐落高山峡谷中，河谷断面呈“V”型，坝轴线处河谷高宽比约1:

1.8，枯水期河面宽30m～50m，河槽狭隘，考虑到左岸在截流期间不具备交通条件，因而导流方法选用全段围堰由右到左单戗立堵截流、右侧导流洞导流，上下流首要进占，下流围堰随后进占，在进占到必定间隔后，上、下流围堰首要合龙并、闭气及加高培厚施工。

因而，本工程导流建筑物主要包含导流洞和上、下流土石围堰。

1.2.2导流洞

导流洞位于右岸，过水断面为12m×

15m（宽×

高），进口底板高程293.5.00m，出口底板高程290.00m，导流洞总长度为1163m。

前期由其它单位施工，后期剩余工程及缺陷处理工作由我公司完成。

1.2.3上游围堰

上游土石不过水围堰轴线距坝轴线平均距离为505m。

上游围堰堰顶高程349.40m，堰顶长度160.00m，堰顶宽度6.00m，最大堰高59.40m。

上游侧边坡坡度1∶2.5，在高程304.50m处设置13.0m宽的平台，平台宽度13.00m，平台以下坡度1:

2.0。

下游侧边坡坡度1∶1.8，分别在高程290.00m、310.00m、330.00m位置设置马道，马道宽2.50m，高程290.00m平台以下坡度1:

2.0，。

由于围堰高度较大，且覆盖层基础具有中等压缩性的特点，为防止围堰挡水期下游基础受挤压变形产生失稳破坏，围堰下游坡脚以上覆盖层需要清除并置换块石，坡脚上游清除长度40m，开挖坡度1:

2，坡脚以下的覆盖层连同趾板槽开挖进行。

置换区与原始河床淤泥质层接触面上，按反滤原则设置反滤层，首先在淤泥层表面填筑一层垂直坡面厚度50cm的砂卵石（D≤1cm），在砂卵石层上部为水平宽度为3m的砾石（D≤10cm），以防止覆盖层出现管涌破坏。

围堰基础采用塑性混凝土防渗墙防渗，墙体厚度1.2m。

防渗墙下部伸入基岩1m左右，墙顶高程303.5m。

高程303.50m以上堰体采用复合土工膜斜墙防渗，膜厚0.8mm。

土工膜两侧分别设置垫层和保护层，最外层砌筑干砌石护坡。

斜心墙复合土工膜与防渗墙采用加混凝土盖帽的连接型式。

土工膜与岸坡的接头采用锚固槽形式，混凝土锚固槽顺水流向宽度按照水头的0.1倍设计，嵌入岸坡基岩2m，并设置插筋。

土工膜在堰顶设置锚固沟进行锚固，设置混凝土压重。

上游围堰填筑材料技术参数要求如下：

（1）堰体材料

堰体材料要求见表1。

表1围堰填筑材料力学指标表

填料名称

压实干容重

（t/m3）

孔隙率

渗透系数

（cm/s）

变形模量

（MPa）

内摩擦角

凝聚力

（KPa）

石渣或堆石体

碾压

1.95

25%

5×

10-2

≧50

40°

抛填

2.15

30%

10-1

≧40

35°

砂砾料

1.8

22%

10-3

36°

15

1.85

≧30

25°

堆石体

干砌块石护坡：

饱和抗压强度应大于40MPa，软化系数大于0.7，其粒径为300~500mm。

（2）防渗材料

防渗墙渗透系数不大于1×

10-7cm/s，弹性模量350MPa，28d抗压强度不小于1.8MPa。

1.2.4下游围堰

下游土石围堰轴线走向N15.1°

，堰顶高程303.500m，堰顶长度124.50m，堰顶宽度6.00m，最大堰高16.00m。

高程295.00m以下堰体部分及基础采用塑性混凝土防渗墙，墙厚0.8m，上游坡1∶1.5，下游坡1:

3.0。

高程295.00m以上堰体部分采用土工膜心墙防渗，膜厚0.5mm。

在导流洞运行期，下游围堰的坡脚受到回流水的冲刷，最大底流流速约2.9m/s，为防止基础淘刷，下游坡水下堰坡范围及坡脚以下10m长的河床部分采取抛大块石进行防护，水上部分采用干砌块石防护。

围堰作为两岸交通通道时，在围堰防渗和防冲设施完成后，采用石渣对下游围堰堰顶和下游坡进行加高培厚，以满足道路使用要求。

在导流洞运行期，下游围堰防护措施及道路加高部分，如果受到水流破坏，承包人应及时给予修复。

1.3围堰工程地质条件

1.3.1上游围堰

上游围堰轴线方向为N，围堰区河水位高程约291.5m，水面宽30m～40m，水深0.5m～3m，两岸地形坡度高程310m以下平缓，为10°

～15°

，以上较陡，为45°

～65°

。

根据物探和钻孔揭露，河床覆盖层厚15m～24m。

河床覆盖层可分为2层，下部为堰塞湖沉积相灰黑色粘土夹砂或为砂砾石、块石夹黑色腐植质砂质粘土或淤泥质粘土，含少量腐植质，厚度10m～15m，渗透系数1.51×

10-5～75.7×

10-5cm/s；

上部为现代河流冲、洪积物，由漂石、块石及砂砾石组成，厚5m～9m，渗透系数1.5×

10-1cm/s；

两岸岸坡残坡积物厚度0m～3m；

下伏基岩为高台组（∈2g）灰黑色薄层状泥灰岩夹厚层泥质灰岩、少量白云质灰岩，龙王庙组上段第二层（∈

）灰白、灰黄色薄～中厚层泥质、白云质灰岩、白云岩，孔王溪组下段第一层（∈

）中厚层灰岩夹少量白云质灰岩、白云岩，河床基岩面高程265m左右，基岩呈弱风化状。

因下伏基岩中顺层岩溶和局部深岩溶裂隙较为发育，水文地质条件较复杂，开挖过程中，在层错或泥化夹层、断层或其交汇带、∈

/∈

层接触带等处可能会有较集中的渗水，承包人应按规范和监理人的指示施工，清除常水位以上两岸覆盖层，做好河槽砂卵砾石层的防渗处理，切实加强堰基防渗处理，并密切注意渗水对坝基基坑施工的不利影响。

河床底部的粉土质砂的杆密度平均值为1.67g/cm3，渗透系数K平均值为1.7×

10-1cm/s，凝聚力平均值为29.9KPa；

擦角平均值为23.9°

，压缩系数av平均值为0.25MPa，压缩模量平均值为6.88MPa；

为中压缩性土。

上部的漂石、块石及沙砾石渗透系数为1.5×

10-1。

河床砂砾石层靠岸坡部分有大孤石，且有多处架空现象。

1.3.2下游围堰

下游围堰轴线方位角为N2.45º

W，围堰区河水位高程约290.0m，水面宽50m～60m，水深0.5m～3m，高程300m以下地形坡度为5°

，以上左岸为15°

～35°

，右岸为50°

～75°

根据物探和钻孔揭露，河床覆盖层厚19m～26m。

河床覆盖层可分为2层，下部为堰塞湖沉积相灰黑色粘土夹砂或为砂砾石、块石夹黑色腐植质砂质粘土或淤泥质粘土，含少量腐植质，厚度14m～20m，渗透系数1.51×

上部为现代河流冲、洪积物，由块石及砂砾石组成，厚5m～8m，渗透系数1.5×

10-1cm/s。

左岸高程310.0m以上覆盖层为残坡积及崩塌堆积的粘土夹粉砂岩和灰岩块石，厚度5m～10m；

右岸为崩塌堆积体，厚度5m～15m，据PD22揭露，由块石、碎石和粘土堆积而成，多处形成架空，块石为灰黑色灰岩和灰绿色钙质粉砂岩，灰岩块石最大者达2m3，最小呈碎石状，开挖或扰动容易塌陷，洞深22.0m处塌顶高度约8.0m。

下伏基岩为龙王庙组∈

层灰绿色薄层钙质粉砂岩、板岩夹灰岩条带，河床基岩面高程264m左右，基岩呈弱风化状。

2、施工布置

2.1施工道路布置

河床截流及围堰填筑施工可使用的施工主干道有1号、2号、6号、8号等公路，在河床截流、混凝土防渗墙、围堰填筑、围堰拆除等施工中，结合施工需要相应布设了系列施工支线及堰内“之”字形施工道路，详见第7.1节。

2.2施工供风

施工供风主要为5号冲沟排水洞石方开挖、围堰趾板石方开挖、锚固槽石方开挖施工、锚筋打设以及混凝土防渗墙施工用风。

均采用3.0m3/min移动式柴油空压机进行供风。

2.3施工用电

施工用电主要为基坑抽排水、混凝土防渗墙施工、施工照明等部位的用电，根据施工总布置，在上下游围堰的右侧均电源接线点，采用电缆引接至各施工部位。

3、导流设计标准与导流施工规划

3.1导流设计标准

江坪河水电站位于高山峡谷区，河床狭窄，汛期洪水峰高量大，洪枯水位变幅大，采用全段围堰由右到左单戗立堵截流、右侧导流洞导流。

导流分3个阶段：

第1阶段为初期导流阶段，初期导流建筑物由右岸导流洞及上、下游围堰组成。

第2阶段为坝体施工期拦洪阶段，由导流洞泄流，坝体挡水度汛；

第3阶段为初期发电阶段，导流洞下闸蓄水后，由泄洪洞与溢洪道联合泄洪度汛。

初期导流标准及2009年度汛标准：

设计洪水重现期为全年20年，最大流量为5100m3/s，

坝体拦洪度汛标准：

2010～2011年汛期，大坝自身挡水，临时度汛洪水标准采用200年一遇，相应洪峰流量7620m3/s。

2012年主汛期，大坝度汛洪水标准采用洪水标准1000年一遇，相应洪峰流量9370m3/s。

2012年4月底导流洞堵头完工前的封堵期内可通过泄洪放空洞泄洪控制水库水位。

导流设计标准采用全年20年一遇，洪峰流量5100m3/s。

泄洪放空洞在水位高于382.75m以上后敞开宣泄20年一遇，最高水位423.69m，为不影响初期发电，可通过闸门运行调度控制水位不超过430.00m。

各期导流标准及水位见表2。

表2各期施工导流标准汇总表

项目

挡水

时段

频率

（％）

流量

（m3/s）

泄流条件

下泄流量

（m3/s）

下游水位

m

上游水位

（m）

上下游围堰

全年

5％

5100

导流洞

3266

301.60

347.40

大坝初期临时度汛

2009年

大坝中期临时度汛

2010～

2011年

0.5％

7620

4085

303.06

372.61

导流洞闸门挡水

2012年2月

～4月

5%

泄洪放空洞

932

295.58

423.69

大坝后期临时度汛

2012年汛期

0.1%

9370

溢洪道+泄洪放空洞

6180

306.06

471.90

3.2导流施工规划

根据施工总进度安排以及当前导流洞尾工项目进度安排，本施工导流施工规划如下：

（1）2008年11月中旬，导流洞已具备泄水条件，11月中下旬实施河床截流，由导流洞导流，次年1月下旬完成上、下游围堰基础防渗施工，具备基坑抽水条件；

（2）2009年5月底，完成上、下游土石围堰的施工；

（3）2009年2月份完成河床趾板基础开挖等处理施工，2010年1月底，坝体临时断面达到拦洪高程375.00m。

（4）2011年7月底前，大坝填筑至高程472.00m；

（5）2011年3月底第二期面板浇筑至高程400.00m，12月底完成上游铺盖填筑；

2012年2月1日，导流洞下闸开始初期蓄水，并进行永久堵头施工；

3月底，完成大坝第三期面板浇筑至高程472.00m；

5月底，完成大坝防浪墙施工。

（6）2012年4月底，完成导流洞永久堵头封堵。

堵头施工期由泄洪放空洞泄流，控制库水位不超过430.00m。

4、截流设计与施工

4.1截流时间与设计流量

由于导流洞在2008年11月中旬方具备导流条件，根据截流设计文件，截流时间选择在2008年11月中下旬，截流设计流量为11月份10年一遇月平均流量（80.3m3/s），预进占阶段，取10月份10年一遇月平均流量（128.0m3/s），

具体的截流时间根据月、旬、周、日天气预报以及相对应时段上游相关水文站的河道来流量信息进行确定。

如根据天气预报及水文信息预计在2008年11月中下旬的某一时段内，其上游来流量小于或等于截流设计流量，则确定为其截流日期。

在其它条件具备且截流准备充分的情况下，如上游来流量在2008年11月中旬的前期已小于截流设计流量，则尽可能选择在2008年11月中旬旬前的某一日期进行截流，以求基坑早日具备作业条件。

4.2截流方式

全段围堰由右到左单戗立堵截流。

4.3截流戗堤轴线与龙口位置

4.3.1截流戗堤轴线

截流戗堤选择在上游围堰的上游侧，距上游围堰轴线距离为75.0m。

截流戗堤顶宽20.0m，戗堤上下游边坡为1:

1.5。

由于截流工作面狭小，在戗堤预进占时，将截流戗堤向下游侧加宽20m，即预进占戗堤顶宽为40m（参见附图2）。

4.3.2龙口位置

根据戗堤轴线位置河床横断面显示的地质资料，河床上总体呈左低右高，即主河床位于右侧。

为此，龙口位置选择河床左侧，即龙口位置选择浅河滩上，如此选择，龙口段戗堤高度较小，对分流条件较有利。

另由于截流材料备料选择在围堰上游的河床右侧的毛洞河储料场上，截流运输线路主要为6号、2号公路，而左岸没有道路。

因此，从多方面考虑，龙口位置也应选择在河床的左侧。

4.3.3龙口宽度

由于本河道不考虑通航要求，龙口宽度按戗堤预进占的石渣材料的抗冲能力予以决定。

根据4.4节、4.5节截流水力计算及截流材料选择，龙口的预留宽度定为20.0m。

4.4截流水力计算

不考虑立堵戗堤自身的渗流量，在戗堤预进占过程中及截流过程中，河道来流量可近似认为：

Q=Qd+Qr………………………………………………

（1）

式中

Q——截流设计流量（预进占阶段取128m3/s、截流阶段取80.3m3/s）

Qd——导流洞泄流量

Qr——龙口泄流量

龙口泄流量Qr按下式进行估算：

Qr=m*B*（2*g）0.5*（Z-291.5）1.5……………………………………

（2）

m——流量系统，根据列别捷夫试验资料，m取0.3；

（Z-291.5）——龙口段上游水头，由于龙口段底板高程约为291.5m，故在此采用上游壅水位高程（Z）减291.5作为其龙口段上游水头；

B——龙口平均过水宽度。

根据招标文件提供的导流洞泄流量曲线图，导流洞上游水位在310.0m以下时的水位-泄流量如图1所示。

图1导流洞上游水位在310.0m以下时的水位-泄流量曲线图

为便于计算，经回归分析将该曲线拟合成如下计算式：

Qd=3.1054*Z2-1800.2*Z+260852.557…………………………（3）

Z≥293.5m。

受梅家台堵江体影响，设龙口下游水位为294.0m。

将

（1）、

（2）、（3）式联解，可得不同龙口宽度的上游壅水位Z、龙口泄流量、龙口平均流速参见表3。

4.5截流材料选择

截流材料主要以爆破石渣为主，石渣粒径与抗水流冲刷流速的对应关系按下式确定。

K——稳定系数，对于立堵，K取0.9；

γr、γ——分别为块石容重和水的容重；

d——块石的球化粒径（m）

表3导流洞与龙口联合泄流时龙口宽与上游水位关系表

一、导流洞进出口未拆除前（来流量按128m3/s考虑）

龙口宽

B（m）

>

25

24

23

22

21

20

19

18

17

Z（m）

294

294.03

294.1

294.18

294.26

294.35

294.45

294.56

294.68

龙口流量

Qr（m3/s）

128.00

128.0

龙口

平均流速

Vr（m3/s）

<

2.1

2.12

2.18

2.25

2.36

2.39

2.47

2.56

2.65

二、导流洞进出口未拆除前（来流量按80.3m3/s考虑）

13

11

10

8

6

4

2

1

294

294.17

294.27

294.5

294.8

295.1

295.53

295.8

68.18

66.1

61.11

54.87

46.9

36.2

21.3

11.8

2.1

2.17

2.32

2.5

2.7

2.97

3.3

3.5

为此，不同粒径块石与其抗水流冲刷流速的对应关系如表4所示。

表4不同粒径块石与其抗水流冲刷流速的对应关系表

块石粒径

水流流速

（m/s）

备注

0.10

1.62

0.20

2.29

0.30

2.80

0.40

3.24

0.50

3.62

0.60

3.96

0.70

4.28

0.80

4.58

0.90

4.86

1.00

5.12

1.10

5.37

1.20

5.61

1.30

5.84

1.40

6.06

1.50

6.27

从表3及表4可看出，在预进占和截流的整个过程中，所使用的抛投渣料采用粒径50～60cm的一般性石渣料即可。

4.6截流施工

4.6.1抛投料储备

尽管经水利计算，抛投料采用一般渣料即可，但在截流准备中，仍按一定的规格进行备料。

其主要工程量如表5所示。

石渣抛投料分任意粒径抛投料、粒径不小于30cm、粒径不60～80cm、粒径不小于80cm四种，粒径不小于30cm料源为毛洞河堆存石渣料，粒径不小于80cm从栗山坡石场开采，预先储备于导流洞3号支洞外侧河滩地上。

表5石渣抛投料工程量表

渣料类型

单位

工程量

任意粒径渣料

m3

30000

含戗堤预进占料及冲刷损失

粒径不小于30cm

8000

龙口料，含冲刷损失

粒径不60～80cm

3000

粒径不小于80cm

5000

4.6.2戗堤预进占

（1）上游围堰预进占

预进占前先行修筑R1施工道路，参见附图2。

戗堤预进占主要从右岸向左岸推进，根据土石方平衡，石渣料源取自毛洞河料场堆存料。

采用PC400反铲挖装，20T自卸车自6号公路→2号公路运输→R1施工道路至于戗堤端头，D155推土机于戗堤端头平料。

预进占戗堤顶宽40.0m，顶高程为303.5m。

在预进占过程，为拓宽戗堤平台宽度，同时也尽早为混凝土防渗墙施工提供工作面，戗堤上游侧的混凝土防渗墙施工平台同时跟进进占，所需填筑料为坝址区河床水位以上的砂砾石料。

砂砾石料采用PC400反铲挖装，20T自卸车运输，D155推土机于戗堤端头平料，并对水上抛填石渣采用25T自行式振动碾振碾4～6遍。

在戗堤预进占施工中，根据月、旬、周、日天气预报和上游来流量信息，结合龙口当前宽度，及时复核龙口段的水流流速以及石渣的抗冲刷能力，及时调整戗堤推进进度和抛投石渣渣料粒径。

为减小龙口段水流落差，在戗堤预进占的同时，下游围堰跟进填筑，以壅高基坑内水位。

下游围堰跟进填筑料源为桔园周转料或毛洞河粒径小于30cm的周转料，进占为自右岸向左岸抛填施工，进占施工工作面高程高于基坑壅水位1～2.0m左右，进占进度略滞后于上游围堰戗堤的施工进度，并以抛填料不受明显冲刷为原则。

4.6.3龙口护底及端头保护

在戗堤预进占过程中，如上游来流量大于截流设计流量导致龙口流速变大，或当戗堤龙口段宽度缩窄至预定宽度（20m）时，为防止龙口部位河床因水流流速过大而出现冲刷破坏，在截流前需对龙口段河床进行护底。

护底块石专门于毛洞河料场进行挑选，块石粒径以40cm～80cm，PC400反铲挖装，20T自卸车运输，卸至戗堤端头后采用长臂反铲转运块石向龙口段河床底板抛投。

戗堤端头保护料同龙口护底料，运输至戗堤端头后，采用推土机平料，使戗堤端头均被大块石裹头。

4.6.4截流施工准备工作

截流施工应一气呵成。

因此，截流前应具备以下条件或应充分做好以下几项工作：

（1）1、2号道路受滑坡体影响段的处理已达到通车要求。

（2）导流洞尾工施工完成，具备通水前的验收条件。

（3）截流设计与施工实施的专题报告文件，已得到监理人的审阅批准。

（4）已成立截流指挥机构，所有人员已定岗定位，并进行了相应的截流培训或技术交底。

（5）其它标段及其周边环境对截流有影响的因素已消除，导流洞施工期间进出口段所设的围堰已拆除至设计高程。

（6）戗堤预进占已按计划完成，并已做好龙口段裹头保护和龙口河床护底工作。

（7）不同粒径的抛投块石以及特殊抛投料已按要求储备充足。

（8）所有挖装、运输及推平碾压设备均按要求进行了维修保养工作，机械设备完成率达到100%，已完全进入待命状态。

（9）截流过程中上下游水位测量（龙口段上下游侧设固定水位标尺）及龙口段水流流速测量已安排就绪。