某剑河工程施工设计方案Word格式文档下载.docx
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分项分期开工,同时竣工,总工期为18个月(不含筹建期)。
1.2自然条件
1.2.1水文
本工程控制流域面8624km2,实测最大流量7790.0m3/s,(施洞站)4月~9月为汛期,10月~次年3月为枯水期。
多年平均降水量1279mm,经查阅1960年~2010年共49年(其中缺2年)的径流资料,历年的10月至次年的3月,日平均流量在50~110m3/s,为每年的枯水期。
1.2.2气象
工程的气象特征如下:
根据剑河县气象站1971~2008年近30年气象统计资料,年平均气温16.7º
C,极端最高气温36.4℃,极端最低气温-3.2º
C,多年平均降雨量1279mm,年平均风速1.1m/s,极端最大风速5.6m/s。
历年各月平均气温、相对湿度、风速、降水量见下表
表1-2历年气温、相对湿度、风速、降水量各月平均值表
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
平均气温℃
5.7
7.6
11.8
17.3
21.1
24.1
26.2
25.4
22.2
17.5
12.8
8.0
平均相对湿度%
80
78
79
81
83
82
77
平均相对风速m/s
0.9
1.2
1.1
1.5
1.0
平均降水量mm
32.8
39.7
58.6
128.2
187.5
200.6
162.6
134.0
71.7
88.5
58.8
64.0
1.2.3地形地质
水电站工程所处地质构造单元属翁项群,区属下古生界的志留系为主。
上部为杂色页岩、粉砂岩。
坝址处河道深切,两岸边坡陡峭,基岩裸露,但其形状平缓,岩层厚度大,岩体雄厚,裂隙发育少,水库蓄水后不会出现不良的物理问题。
2施工平面布置图
3施工方案及技术措施
3.1施工导流
3.1.1导流标准
枯水期的施工时段可以划为10月至次年2月,日平均流量在50~110m3/s,为历史最枯流量。
经枯水时段和全年时段比较,第一期施工导流选在当年的10月至次年的10月,枯水期导流流量采用120m3/s,相应下游水位466.50m,洪水期按5133m3/s,相应下游水位469.50m;
第二期围堰选在次年的10月至第三年的3月,枯水期导流流量采用120m3/s,相应下游水位466.50m。
本电站工程属三等,导流建筑物为四级。
一期闸坝段施工围堰采用土石围堰,根据施工组织设计规,导流标准采用10年一遇洪水,相应的丰水期导流流量为5133m3/s。
3.1.2导流方式
根据坝址水文、地形、地质和建筑物的特点,施工采用二段、一个枯水期围堰施工法导流。
一期将左岸厂房段170m(其中4个闸孔段)进行围水施工,留出河道右边过流为一期施工导流;
二期围堰利用一期建好的4个闸孔溢流,对闸坝段进行施工。
闸坝孔共9孔,第一期完成4孔,第二期完成5孔。
选用的导流方案水力要素成果见表3-1。
表3-1导流工程水力要素成果表
项目
导流流量(m3/s)
上游水位(m)
下游水位(m)
最大流速(m/s)
一期
120(枯水期)
467.00
466.50
1.20
5133(洪水期)
471.00
470.00
8.50
二期
120
472.50
全年
3.1.3导流建筑物设计与施工
3.1.4围堰形式选择与导流建筑物设计
比较了下列几种围堰形式:
(1)土石围堰;
(2)混凝土(或浆砌石)围堰;
(3)其它形式围堰。
最后选定土石围堰与混凝土围堰相结合,上、下游围堰采用土石围堰,纵向围堰采用混凝土墙围堰。
导流建筑物工程量见表3-2。
表3-2导流建筑物工程量汇总表
单位
一期围堰
二期围堰
厂房全年围堰
合计
填筑
拆除
石碴
m3
5500
粘土
3800
5550
9350
9300
混凝土
1920
钢筋笼填碴
13100
覆盖层开挖
100
石方开挖
200
3.1.5导流建筑物施工
第一期围堰安排在第一年的10月中旬。
一期厂房段和4个溢流闸孔的施工围堰利用右岸原河床过流作为一期施工导流,待完成4孔溢流坝顶高程471.5m后则作为二期围堰的导流,溢流堰堰顶高程471.50m。
二期工程厂房段围堰顶高程472.50m,可满足枯水期10年一遇的洪水从已建好的4个溢流坝顶过流。
第一期上游围堰均采用土石围堰,底宽23m,、外边坡1:
2,顶宽3.0m,堰高5.0m,堰顶高程471.50m,河床高程466.50m;
下游围堰底宽19m,边坡1:
2,堰顶宽3.0m,堰顶高程470.00m。
河床高程466.00m。
上、下游堰体中间填底宽3.0m,顶宽1.5m的粘土心墙。
上、下游纵向围堰采用混凝土墙围堰,上游底宽4.0m,顶宽1.0m,高8.5m,顶高程472.50m,建基面464.00m(深入河床1.0m),下游砼墙底宽3.0m,顶宽0.8m,高6.0m,堰顶高程470.00m,建基面高程464.00m(深入河床1.0m),上游纵向砼墙围堰与5#闸墩(从左至右5#)上游侧相接,下游纵向围堰与5#闸墩的下游侧连接,5#闸墩同时起到纵向围堰的作用,一举两得。
砼围堰均采用C15埋石砼,纵向围堰在枯水期限完成,因在干河滩上施工,免得围堰清基。
第二期上游围堰采用钢筋笼围堰,上游钢筋笼直径4m,纵筋采用Φ14,环筋采用用φ8,中间粘土填心宽3m,堰顶高程472.50m,河床高程466.50m,堰顶宽11m,采用开挖的弃碴填筑。
下游围堰同样采用D2.5m的钢筋笼围堰,堰高4.0m,顶宽8.0m,堰顶高程470.00m,河床高程466.00m。
3.1.6截流
本工程截流拟在11月中旬进行,截流流量取10年一遇的枯水月平均流量,历年11月份平均流量为50m3/s。
3.1.7施工渡汛
本工程根据工程进度安排,其中要经历2012年的汛期,围堰建筑物均按10年一遇洪水考虑。
当超过10年一遇的洪水时,其超标准洪水的设计,主要考虑5~8月的主汛期。
根据进度安排:
2012年4月以前完成主厂房流道砼浇筑到运行层469.60m高程,副厂房完成到水泵层466.80m,大坝4个闸孔段完成到溢流坝溢流面471.50m高程,此时发生超标准洪水时,洪水可从建筑面板上溢流,只是要停工2~3天,洪水过后要进行施工面的清洗和必要的处理,可能对围堰也要进行维修和整理。
3.1.8基坑排水
基坑排水分坝基排水和厂房基础排水,均采用明排,其排水设备都采用2台ZW100-100-30的自吸排污泵(1台工作1台备用),Q=100m3/h,,H=30m,通过颗粒60mm,配22KW电机;
同时选配两台ISW200-315的卧式离心泵,Q=200m3/h,,H=32m,配30KW电机。
3.1.9下闸蓄水
根据进度安排,本工程于4月下闸蓄水。
蓄水期流量标准为80.0m3/s左右,经计算3天可蓄至发电水位。
3.2施工交通运输
3.2.1对外交通运输
本工程对外运输总量约42万吨,年最大运输量25万t,月最大运输量2.6万t,包括水泥、河砂、卵石、钢材、木材、钢筋等主要建筑材料及施工器械和生活物资。
其中运输量最大的是砂石料和水泥,总计约39万吨,水泥可由水泥厂供应,运距约56km,采用汽车运输。
钢材需要量约2118吨,钢筋2911吨,也需从购买。
炸药需要量37.6吨,需从剑河县民爆公司采购,运距10km左右,以汽车转运至工地。
砂卵石料需从剑河县清水江上游砂滩采集运到工地,约13km左右。
机电设备重大件共有6件300t,最大件重量42t,外形运输尺寸(长×
宽×
高)为10m×
5m×
3m。
运输方案采用汽车运输。
所有材料均从现有的“311”省道或沪昆高速公路运抵工地,交通完全满足工地运输要求。
3.2.2场交通运输
场交通运输主要是砂石料、水泥,由堆料场地运往拌和站,再从拌和站运到浇筑仓。
所有的钢材、木材、模板等工地的二次转运以及坝基开挖的石碴要运往堆碴场,运输较复杂。
砂石料采用斗容1.5m3轮胎式装载机装车,15t自卸汽车运输。
高峰期平均日运输强度约1000m3,运距0.5km,需轮胎式装载机2台,15t自卸汽车6台。
坝基开挖出碴,高峰期平均日强度1500m3,采用斗容1m3反铲装车,20t自卸汽车运输,运往坝址下游约0.3~0.5km左右的岸坡台地,填筑变电场和进厂公路,剩余运往坝下游山凹里堆放,约1.0km。
大坝的左岸有一条村级公路从旁边经过,是从展架大桥左岸分叉向下游0.8km即到左岸坝端,该段路需扩修铺砂。
混凝土拌和系统至坝址浇筑地的混凝土采用铲车和汽车运往工地,运距0.5km,运输总量17.2万m3,月最大运输量2万m3,日最大运输量1000m3。
石料从A料场运往坝址,运距2km,采用汽车运输,运输总量3万m3,月最大运输量0.5万m3,日最大运输量200m3。
3.3.1材料物质计划
3.3.1当地建材需要量
本工程混凝土20.49万m3,土石方填筑16万m3(由基础开挖料填筑),砖砌体660m3。
需要细骨料11.08万m3,粗骨料16.4万m3,石料利用基础开挖的石料,土料2km以外挖运。
3.3.2料场分布与选择
分布于坝址附近的主要砂砾石料场在坝址上游10~15km的河滩,可采用的最大骨料粒径为80mm,含砂率为10%,至坝址运距10~15km。
工程所在处河床两岸沿线均有岩质优良的中厚~厚层变质砂岩分布,结构简单,岩性单一,岩性稳定,裸露地表风化轻微,湿抗压强度为60MPa以上。
储量丰富,质量好。
一般运距10~15km,完全能满足工程块石料的需要。
基础开挖料也可得到利用。
砾石料多为砂岩和石灰岩,质量好,储量大,运输近。
砂料用量大,就近开采困难,采取加工或就近购买。
分布于坝址附近的石料场主要有A料场和B料场,属变质砂岩,复盖层厚度2.0m,有用储量250×
104m3,距坝址运距1km。
经分析比较,考虑运输等原因,选择A料场为主料场,B料场为备用料场。
3.3.3料场规划
施工准备期临时工程所需砂石料在上游河滩料场开采,石料在A料场开采。
拦河坝第一期导流施工所需砂砾石料利用基础开挖料,土料在B料场开采。
拦河坝第二期导流施工所需砂砾石料利用基础开挖料,土料在B料场开采,石料在A料场开采。
电站厂房全年施工所需砂砾石料,前期在上游河滩料料场开采,后期在上游河滩料料场开采。
所需石料在A料场开采。
3.3.4料场开采
砂砾石料采用机械开采装车,20t自卸汽车运至砂砾石加工系统毛料堆场储存,运距1~2km。
粘土料采用挖机开采装车,20t自卸汽车运至施工场,运距2.0km。
块石料采用风钻机钻孔爆破,挖机装车,20t自卸汽车运至现场,运距1km。
料场复盖层就近堆放,并进行必要的平整。
料场开采所需施工机械见表3.3-1。
表3.3-1料场开采施工机械设备表
序号
机械名称
规格或型号
砂砾石料场
土料场
块石料场
挖机
1.2m3
台
装载机
1.5m3
潜孔钻
100型
空压机
10m3
3.5.主体工程施工
3.5.1拦河坝施工
3.5.2基础开挖
大坝、厂房基础的石方开挖采用潜孔钻配合手风钻打孔、人工装药爆破、15t自卸汽车出碴、斗容1m3的反铲或正铲装车。
开挖时要留有保护层开挖,保护层开挖厚0.5m,开挖弃碴作为填筑变电场和进厂公路用,剩余部分运至左岸山凹堆放,并做好固碴处理。
3.5.3基础处理
主要是对大坝的基础进行固结灌浆和帷幕灌浆处理。
固结灌浆待基础开挖到位后,按设计布置用风钻在基岩上垂直钻孔,孔径孔深按图纸,在孔口预埋塑料管,待坝体上升3.0m平面时再灌浆,灌浆压力0.3~0.5MPa。
帷幕灌浆待固结灌浆三天后,从固结灌浆的坝平面采用在坝上用潜孔钻钻孔,钻灌深度按图纸,从上至下灌浆,灌浆压力0.3~0.6Mpa,达到设计灌浆压力为止。
每100m2钻三个检查孔,设计压力下渗水q<
5Lu,否则要重钻重灌。
3.5.4混凝土浇筑
坝体混凝土采用水工结构缝通仓浇筑。
水平分层厚度为0.5~0.8m,基础层为0.8m,其余为7.0m左右。
本工程坝体砼标号为C20(2级配埋石砼),溢流面砼标号为C35,厚0.6m,厂房下部砼标号为C20(3级配),厂房上部砼标号为C25(2级配),流道砼采用C35,迎水面0.6m厚。
砼采用搅拌机拌制,大坝砼采用铲车运输直接进仓,2.2kw插入式振捣器振捣;
厂房砼采用双胶轮车水平运输,门吊垂直运输,人工入仓,机械振捣。
砼养护期为28天。
砼试块按规定制作。
3.5.5固结灌浆和帷幕灌浆
固结灌浆和帷幕灌浆是大坝的重要部分。
3.5.6发电厂房与开关站施工
3.5.7发电厂房施工
(1)基础开挖
岩石采用潜孔钻机钻孔爆破。
出碴采用1.2m3挖掘机装车,20t自卸汽车运输,运至弃碴场堆放。
(2)基础处理
断层采用刻槽处理。
固结灌浆在混凝土浇筑3m厚的压重后进行,帷幕灌浆在固结灌浆后进行。
(3)混凝土浇筑
发电机层以下混凝土采用机械配合人工浇筑,发电机层以上采用输送泵浇筑。
3.5.8开关站施工
开关站土建工程主要是填筑和场地平整。
采用一般土石方机械施工,构架按设计要求因地制宜采用先预制后吊装。
开关站可作为调节工程,插空安排施工。
3.5.9机电设备及金属结构安装
3.5.10机电设备安装
本工程水轮发电机组为贯流灯炮式机组,总重120t,埋件从开工后4个月开始安装,采用先固定的方法施工。
水轮发电机应于开工后13个月开始安装,安装工期3个月,利用桥式起重机吊运。
故要求厂房土建工程于开工后12个月封顶,轨道梁应在桁车安装前1个月完成,桥式起重机在机组安装前1个月开始安装,并月投入运行,以便安装主机。
第一台机组于开工后16个月安装完毕,经调试和试运行后,于2013年5月并网发电。
3.5.11金属结构安装
金属结构安装分为弧形闸门、平板闸门、拦污栅及钢架等。
闸门总重1650t,其中泄洪闸门安装时间为开工后12个月开始安装,历时5个月,电站进出口闸门安装时间为开工后12个开始,历时2个月。
3.6施工工厂设施
3.6.1混凝土拌和系统
本工程混凝土总量17.2万m3,最大月浇筑强度1.5万m3,最大日浇筑强度1000m3。
大坝最大仓面1300m2,厂房最大仓面2000m2,一次浇筑厚度80cm,要求混凝土拌和系统的生产能力120m3/h。
混凝土拌和系统布置在坝址下游200m处,建筑面积80m2。
出料高程3m。
选用强制式60m3/h拌和机2台,另配一台强制式0.75m3的拌和机一台。
采用自动配料系统,皮带上料系统。
骨料贮料按7天生产能力计算,料储容积8000m3;
水泥贮料2000t。
混凝土采用粉煤灰作掺合料,掺量约为15%,施工时由试配确定。
3.6.2砂石加工系统
工程需砂石料24×
104m3,其中粗骨料16.4×
104m3,细骨料11.08×
104m3。
混凝土浇筑最高月平均强度1.5×
104m3,要求砂石料系统的成品生产能力为120m3/h,其中粗骨料70m3/h,细骨料50m3/h。
砂砾石料场位于大坝上游10~15km处河滩,用机械开采,汽车运输。
运至砂石加工系统毛料堆场。
砂石料加工系统布置在河滩边,由毛料堆场、地笼、筛分楼、成品料仓组成。
筛分楼选用的筛分机是3级。
成品料仓分级为0.05~0.5cm、1~2cm、2~4cm、4~8cm四个级别。
毛料堆场储量为12000m3,面积500m2,成品料仓储量8000m3,可满足10天混凝土浇筑的需要。
砂石料加工系统建筑面积120m2,总占地面积3200m2。
3.6.3机械修配及综合加工系统
工程距就近的剑河县6.2km,需在工地修建机械修配及综合加工系统。
3.6.4机械修配厂
机修厂布置在大坝上游1.0km展架大桥桥头左边,承担施工机械修理和小型零配件制作。
建筑面积120m2,露天作业场500m2。
所需生产和辅助生产人员共5人。
机修厂主要设备见表3.5-1。
表3.5-1机修厂主要设备表
设备名称
规格
车床
5000mm
钻床
2000mm
台床
500mm
电焊机
16kw
3.6.5汽车修理站
汽车修理站布置在机修厂,承担工地汽车的小修和保养。
建筑面积100m2,露天作业场和停车场合用。
生产和辅助生产人员2人。
主要设备见表3.5-2。
表3.5-2汽车修理站主要设备表
气泵
1.5m3
11kw
轮胎装拆机
3.6.6金属结构加工厂
金属结构加工厂就近布置在机修厂附近的坪里,建筑面积100m2,露天作业面积1200m2,主要承担枢纽工程的闸门制作。
月平均制作强度200t/月,需生产和辅助生产人员6人。
通用的机械加工设备可以共用。
专用设备见表3.6-1。
表3.6-1金属结构加工厂主要设备表
32kw
氧割机
3.6.7木材加工厂
木材加工厂布置在加工工厂旁边,日最大制作模板量50m3/d,建筑面积60m2,木材场面积150m2,需生产和辅助生产人员3人。
主要设备见表3.6-2。
表3.6-2木材加工厂主要设备表
锯木机
刨木机
钻木机
3.6.8钢筋加工厂
钢筋加工厂布置在大坝左岸下游台地上,日加工制作20t/d,建筑面积100m2,存放棚面积160m2,需生产和辅助生产人员4人。
主要设备见表3.6-3。
表3.6-3钢筋加工厂主要设备表
钢筋调直机
钢筋对焊机
切割机
3.7风、水、电及通讯
3.7.1供风
工地空压机分基坑开挖用和块石开采用两部分布置。
(1)基坑开挖的供风
左岸一期厂房基坑石方开挖量9.52万m3,空压机容量为60m3/min,空压站布置在左岸,建筑面积150m2。
右岸二期基坑开挖量3.7万m3,空压机容量为60m3/min,空压站布置在右岸,建筑面积150m2。
(2)块石开采的供风
空压机布置在石料场旁边,台班开挖方量150m3,台班耗风量2400m3,空压站建筑面积150m2。
所需主要设备见表3.7-1。
表3.7-1各空压站主要设备表
空压站
空压机型号
备注
一
期
基
坑
WW-0.8/10
WW-0.9/7
二
采
石