贵州水电站引水隧洞工程施工组织设计.docx
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贵州水电站引水隧洞工程施工组织设计
1.工程概述
1.1工程概况
水电站位于北盘江上游支流清水河上,电站距水城70km,距贵阳市336km,是一座以发电为主的水电枢纽工程。
电站坝址以上流域面积4935km2,多年平均流量77.10m3/s。
水库正常蓄水位1300m,死水位1285m,电站装机容量3×60MW,保证出力32.1MW,多年平均发电量6.65亿kW•h。
水库总库容1281.3×104m3,正常蓄水位以下库容1203.4×104m3,调节库容671.8×104m3,为日调节水库。
1.2水文气象资料
坝址处无气象观测资料,电站的主要气象要素统计根据离坝址最近的水城、盘县两个县级气象站进行统计。
表1-1水电站主要气象要素统计成果表
项目
单位
大渡口
水城
盘县
多年平均年降水量
mm
1126.3
1210.4
1389.4
多年平均年雨日
日
138.8
211.5
187.6
多年平均≥10mm雨日
日
33.2
36.5
40.4
多年平均≥25mm雨日
日
12.6
12.1
14.6
多年平均≥50mm雨日
日
2.8
2.0
3.8
多年平均≥100mm雨日
日
0.3
0.1
0.5
多年平均年蒸发量
mm
1194.7
1524.2
多年平均气温
℃
12.3
15.2
多年7月份平均气温
℃
19.8
21.8
多年1月份平均气温
℃
3.1
6.5
极端最高气温
℃
32.9
36.7
极端高温出现日期
1991-6-1
1952-4-9
极端最低气温
℃
-12.6
-7.9
极端低温出现日期
1999-1-12
1977-2-9
多年平均相对湿度
%
82
77
多年平均风速
m/s
2.2
1.6
极大(最大)风速
m/s
28.0
33.4
相应风向
WSW、W
SW
极大风速出现日期
1972-3-22
1975-2-2
多年平均日照时数
h
1468.5
1600.7
多年平均雷暴日数
日
55.6
75.4
统计资料年限
1963~2003
1957~2001
1951~2001
水电站坝址1963年6月至2004年5月共41个水文年径流系列,多年平均流量为77.1m3/s,相应多年平均径流量为24.3亿m3,多年平均径流模数为15.6dm3•s-1•km-2,多年平均径流深为493.0mm,最大年平均流量为129m3/s(1965年6月至1966年5月),最小年平均流量为42.2m3/s(1989年6月至1990年5月)。
径流的年际之间的变化较小,年平均流量最大值为最小值的3.1倍。
汛期一般为每年6月至11月,枯期一般为每年12月至次年5月,多年平均汛期径流量占全年径流量的81.14%,其中6月、7月、8月3个月就占全年的约50%,枯期径流量占全年径流量的18.86%,多年平均月径流量最大为7月份,占全年径流量的19.19%,多年平均月径流量最小为4月份,占全年径流量的2.14%。
径流的年内变化较大,多年平均月平均流量最大值为最小值的8.8倍。
流域汛期径流主要来自降水,枯期径流则主要由降水和地下水补给。
水电站坝址径流的年内分配见表1-2。
坝址各频率设设计洪水成果表见表1-3,多个时段的施工导流的分期设计洪水成果见表1-4。
坝厂址水位流量关系曲线见表1-5。
水位库容曲线见表1-6。
表1-2坝址水文年多年平均径流年内分配表
项目
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
1月
2月
3月
4月
5月
汛期
枯期
年
流量(m3/s)
133
175
148
126
106
60.7
39.9
30.3
26.0
21.5
19.9
36.2
125
29.1
77.1
径流量
(亿m3)
3.45
4.46
3.96
3.27
2.83
1.57
1.07
0.81
0.64
0.58
0.52
0.97
19.75
4.59
24.34
占全年
百分比(%)
14.17
19.19
16.27
13.43
11.63
6.45
4.40
3.33
2.63
2.38
2.14
3.98
81.14
18.86
100
表1-3水电站坝址设计洪水成果表
设计频率(%)
0.1
0.2
0.5
1
2
3.33
5
10
20
设计值(m3/s)
5190
4680
4010
3500
2710
2640
2360
1880
1410
表1-4水电站坝址分期设计洪水成果表
时段
各频率设计值(m3/s)
P=2%
P=5%
P=10%
P=20%
全年洪水(加历史洪水)
3010
2360
1880
1410
全年洪水(不加历史洪水)
2130
1840
1610
1370
7个月2旬洪水(10月6日至5月25日)
1480
1100
822
560
6个月2旬洪水(10月6日至4月25日)
1420
1020
743
484
6个月2旬洪水(11月6日至5月25日)
1140
783
535
318
5个月2旬洪水(10月6日至3月25日)
1400
1010
735
479
5个月2旬洪水(11月6日至4月25日)
363
284
226
168
5个月2旬洪水(12月6日至5月25日)
1080
732
493
286
4个月2旬洪水(11月6日至3月25日)
354
275
217
160
4个月2旬洪水(12月6日至4月25日)
226
173
133
96.5
表1-5水电站坝址、厂址天然水位流量关系成果简表
坝址
厂址
水位
(黄海.m)
流量
(m3/s)
水位
(黄海.m)
流量
(m3/s)
水位
(黄海.m)
流量
(m3/s)
水位
(黄海.m)
流量
(m3/s)
1245.20
56.1
1255.00
1593
1158.0
6.0
1168.0
1628
1245.52
72.6
1255.50
1720
1158.5
14.0
1168.5
1798
1246.00
99.1
1256.00
1850
1159.0
24.0
1169.0
1975
1246.50
135
1256.50
1990
1159.5
39.0
1169.5
2160
1247.00
178
1257.00
2140
1160.0
61.0
1170.0
2352
1247.50
232
1257.50
2290
1160.5
91.0
1170.5
2551
1248.00
289
1258.00
2450
1161.0
130
1171.0
2757
1248.50
355
1258.50
2610
1161.5
178
1171.5
2970
1249.00
429
1259.00
2780
1162.0
236
1172.0
3190
1249.50
508
1259.50
2960
1162.5
303
1172.5
3416
1250.00
592
1260.00
3140
1163.0
380
1173.0
3648
1250.50
680
1260.50
3320
1163.5
466
1173.5
3886
1251.00
770
1261.00
3510
1164.0
561
1174.0
4130
1251.50
861
1261.50
3710
1164.5
665
1174.5
4380
1252.00
953
1262.00
3920
1165.0
777
1175.0
4635
1252.50
1052
1262.50
4130
1165.5
898
1253.00
1153
1263.00
4350
1166.0
1028
1253.50
1258
1263.50
4570
1166.5
1166
1254.00
1367
1167.0
1312
1254.50
1478
1167.5
1466
1.3地形地质条件
引水隧洞布置于清水河段右岸河湾地块邻河斜坡地段,以折线方式沿河床右岸布置。
隧洞从上游至下游分别穿越地层为石炭系摆佐组第二段(C1b2)深灰色中厚、薄层炭质灰岩夹泥页岩,摆佐组第一段(C1b1)薄层泥页岩夹中厚、薄层泥炭质灰岩,黄龙群(C2hn)厚层至块状白云岩夹薄层或透镜体灰岩,马平群(C3mp)厚层及少量薄层致密灰岩,底部有少量生物碎屑灰岩、结晶灰岩、瘤状灰岩。
岩层产状:
上游段N20o~50oE,SE∠15o~30o,中游段从N0o~50oE,SE∠21o~31o,下游段N20o~30oE,SE∠25o~30o。
穿越褶曲有小岩洞背斜,穿越断裂有f4、f5、f7、F9。
隧洞岩溶较发育,并穿越S7、S23号岩溶管道水系统。
全洞段Ⅱ类围岩长2832m,Ⅲ类围岩长952m,Ⅳ类围岩长979m,Ⅴ类围岩长80m,其中Ⅱ、Ⅲ类围岩总长3784m,占全洞长的78.1%;Ⅳ、Ⅴ类围岩总长1059m,占全洞长的21.9%。
引水隧洞主要存在的工程地质问题为:
围岩稳定问题、岩溶涌水问题,可能遇到的工程地质问题为岩爆问题及高地温问题。
1.4合同项目和工作范围及与其它标段的相互关系
1.4.1主要合同项目
本标工程主要工程项目有:
(一)引水隧洞工程(桩号引0+000.00~引4+564.280m洞段)
①石方洞挖;
②支护工程;
③洞内钢筋混凝土结构衬砌工程;
④固结灌浆;
(二)1#、2#、3#、5#施工支洞、1#岔洞工程
①土石方明挖
②石方洞挖;
③支护工程;
④施工支洞及岔洞衬砌混凝土及封堵体混凝土浇筑;
⑤封堵体回填灌浆;
⑥排水设施。
(三)3#弃渣场整治工程
①弃渣堆砌及边坡削坡工程;
②截水沟开挖及衬砌工程;
1.4.2本标应完成(包括维护)的临建施工项目
本标应完成(包括维护)的临建施工项目包括(但不限于)
(1)本标各施工工作面的施工期必要的水流控制及度汛;
(2)本标弃渣场渣料的维护、平整;
(3)本标混凝土生产系统的生产管理与运行维护;砂石骨料需求除本标所开挖洞渣可利用部分(约10万m3)作骨料外,其余需求量向本工程大坝标段(MJH/A-2)购买;
(4)本标所需的临时施工道路、对外通信及场内通信设施的修建和维护;
1.4.3本标与其他标段的关系
与本合同项目有关,但由其他承包人承担的工程项目和工作内容
(1)工程区以外的对外公路;
1.5合同项目的主要工程量
本标主要工程量参见下表
表1-1主要工程量表
序号
项目名称
单位
工程量
备注
1
土方明挖
m3
102018
2
石方明挖
m3
8887
3
石方洞挖
m3
297047.4
4
喷混凝土
m3
6492.4
5
锚杆
5.1
注浆锚杆
根
8932
φ25L=3m
5.2
随机锚杆
根
550
φ25L=3m
5.3
系统锚杆
根
4915
φ25L=4.5m
5.4
注浆锚杆
根
5499
φ28L=6m
5.5
注浆锚杆
根
335
φ28L=9m
6
钢筋制安
t
4075.2
7
钢支撑
t
603.1
8
混凝土
m3
67740
9
固结灌浆
m
43790
孔深3~6m,灌浆压力0.5~1.5MPa
10
回填灌浆
m2
47381
11
高压固结灌浆
m
11842
孔深6m,灌浆压力3MPa
1.6合同控制工期
本合同工程开工日期为2009年10月30日,要求的完工日期为2011年12月31日,2012年3月31日第一台机组投产。
主要项目节点工期要求见下表
表1-1主要项目节点工期要求表
序号
项目及说明
要求完工日期
1
施工支洞开挖及一期支护
2010年4月30日
2
引水隧洞开挖及一期支护
2011年1月31日
3
引水隧洞衬砌混凝土浇筑完成
2011年9月30日
4
回填灌浆施工完成
2011年10月31日
5
固结灌浆施工完成
2011年11月30日
6
施工支洞封堵
2011年12月31日
7
首台机投产时间
2012年3月31日
1.7主要施工条件
由发包人完成,为本合同提供的条件有:
(1)拌和系统场地;
(2)主要的施工公路系统(距坝线100m处);
(3)施工用电接入点;
(4)工程区内供水系统干管。
2.施工总说明
2.1本合同工程特点、难点及重点分析
(1)隧道进口段围岩整体稳定性差
隧道进口段(引0+016~引0+166)穿越摆佐组第二段(C1b2)深灰色中厚至薄层泥炭质灰岩夹泥页岩,岩层走向与隧洞轴线交角小,遇f4、f5、f7断层、裂隙密集带、且部分洞段处弱风化带内,开挖后围岩不稳定。
(2)岩溶涌水问题突出
隧洞穿越区域岩溶、断层发育,特别是隧洞将穿越S7、S23号岩溶管道水系统的排泄区,隧洞距管道出口仅180m左右,且地下水位略高于隧洞顶板,或处地下水位变动带附近,地下水来源稳定、量大。
S7号岩溶管道水系统雨季估测流量约300L/s,S23号岩溶管道水系统雨季估测流量约50L/s,枯季该泉水无水流。
2.2针对本工程特点、难点及重点采取的相应对策
针对问题
(1)、(3)采取如下措施:
严格按照经批准的爆破方案进行施工,采用短进尺、小药量弱振爆破;
加强地质预报,预知爆破洞段的实际地质情况,采取合理、可靠的支护措施加强围岩支护,确保爆破后不出现大量的塌方;
根据地质预报成果,必要时采取固结灌浆措施进行固结后在进行开挖施工;
合理安排施工进度,对围岩不稳定洞段、可能出现塌方及冒顶洞段预留合理的处理时间,保证本标工程的施工进度满足招标文件的进度要求。
2.3施工总体目标
2.3.1工程质量目标
本工程建设质量目标:
(1)单位工程竣工一次验收合格率100%,工业产品交付合格率100%;
(2)质量等级:
优良;
(3)合同履约率:
100%;
(4)顾客满意率:
90%;
2.3.2工程进度目标
本标段工程进度目标:
2009年10月30日开工,2011年12月15日工程完工,2012年3月31首台机组投产。
2.3.3工程安全文明施工目标
工程安全施工目标为:
“零意外”安全目标,即:
1、死亡事故和重大人身伤亡事故为零。
2、机械设备损坏事故为零。
3、火灾事故为零。
4、交通事故为零。
2.3.4工程环境保护目标
1、生产和生活污染物达到国家相关标准处理和排放;
2、不发生重大环境污染事故。
2.3.5工程成本控制目标
工程施工中实行严格的精细化管理,杜绝浪费,向管理要效益,由管理控制要成本。
并在与业主、设计、监理等各方充分沟通的前提下,实事求是,积极提出工程施工合理化建议,实现工程投资方和施工企业效益双赢的目标。
2.4施工总体规划及程序
2.4.1施工总体规划
根据建筑物布置,本标共安排6个工作面平行施工,分别为1#施工支洞工作面,2#施工支洞上、下游工作面,3#施工支洞上、下游工作面及5#施工支洞工作面。
2.4.2施工程序
施工总程序参见如下框图:
2.5施工协调和配合
(1)与其它承包人友好合作,主动为业主、监理提供进入施工场面的方便;
(2)服从监理协调。
2.6主要施工方法综述
2.6.1洞口明挖施工方案
洞口土方开挖采用CAT330挖掘机分层开挖,15t自卸汽车运输至指定渣场堆放,分层厚度2~4米。
石方开挖采用手风钻造孔,非电爆破,结构面采用光面爆破控制。
CAT330挖掘机装15t自卸汽车运输至指定渣场堆放,分层厚度2~4米。
3.施工总进度计划
3.1总进度编制原则和依据
3.1.1编制依据
本标段施工总进度严格按以下招标文件及规范要求进行编制:
(1)招标文件《水电站引水隧洞工程标招标文件》及招标补遗通知;
(2)现行有关施工规范、标准、定额。
(3)现场考察情况;
3.1.2编制原则
根据本工程特点及招标文件控制进度要求,结合我公司以往类似工程施工经验,确定本工程的施工进度编制原则如下:
(1)严格按照招标文件规定的控制进度和节点工期为依据,执行基本建设程序,遵照国家政策、法令和有关规程规范,采取成熟有效的技术措施和科学合理地安排施工程序及进度,确保节点工期及合同总工期目标按期实现。
对影响总工期的关键项目作重点研究,将各项目的施工程序合理衔接,寻求资源平衡,注重均衡生产和文明施工;结合我公司工程施工经验安排本项目施工进度,确保工程按期优质完成。
3.2施工程序安排
根据本工程施工支洞布置位置,引水隧洞开挖分6个工作面进行施工;混凝土衬砌分4个工作面进行施工;灌浆分4个工作面进行施工。
3.2.11#施工支洞工作面
(1)开挖,首先向上游开挖,在完成50m开挖支护后,上下游工作面同时进行开挖。
考虑受断层及交叉施工的影响,综合进度指标为:
Ⅱ类围岩140m/月,Ⅲ类围岩120m/月,Ⅳ类围岩70m/月。
(2)混凝土衬砌安排在上游工作面开挖完成后进行施工,混凝土衬砌采用针梁台车全断面一次衬砌成型。
3.2.22#施工支洞工作面
(1)开挖,首先向上游开挖,在完成50m开挖支护后,上下游工作面同时进行开挖。
考虑断层、渗水以及交叉施工的影响,综合进度指标为:
Ⅱ类围岩140m/月,Ⅲ类围岩120m/月,Ⅳ类围岩70m/月,Ⅴ类围岩40m/月。
3.2.33#施工支洞工作面
(1)开挖,首先向上游开挖,在完成50m开挖支护后,上下游工作面同时进行开挖。
考虑断层、岩溶涌水以及交叉施工的影响,综合进度指标为:
Ⅱ类围岩140m/月,Ⅲ类围岩100m/月,Ⅳ类围岩70m/月,Ⅴ类围岩40m/月。
(2)混凝土衬砌安排在上游工作面开挖完成后进行施工,混凝土衬砌采用针梁
3.2.41#岔洞工作面
(1)开挖,首先向下游开挖(该段长约13m),在完成下游段开挖支护后,接着向上游工作面开挖。
考虑断层、渗水以及交叉施工的影响,综合进度指标为:
Ⅱ类围岩140m/月,Ⅲ类围岩120m/月,Ⅳ类围岩70m/月,Ⅴ类围岩40m/月。
3.3施工总进度计划安排
根据拟采用的施工方案和招标文件要求,本标段工程施工进度计划如下表所示:
表3-1水电站引水隧洞施工进度计划表
序号
项目名称
单位
工程量
工期(d)
开工时间
完工时间
一
控制工期
1
工程开工
项
1
2009-10-30
2
施工支洞开挖及一期支护完成
项
1
2010-3-25
3
引水隧洞开挖及一期支护完成
项
1
2010-12-13
4
引水隧洞混凝土衬砌完成
项
1
2011-9-15
5
回填灌浆施工完成
项
1
2011-9-18
6
固结灌浆施工完成
项
1
2011-10-18
7
施工支洞封堵完成
项
1
2011-10-28
二
临时设施建设
1
施工用风、水、电建设
项
1
32
2009-10-30
2009-11-30
2
混凝土拌和系统建设
项
1
63
2009-10-30
2009-12-31
3
办公、生活及生产营地修建
项
1
63
2009-10-30
2009-12-31
三
施工支洞工程
1
1#施工支洞开挖及支护
m
189.1
47
2009-12-1
2010-1-16
2
2#施工支洞进口明挖及支护
m3
45956
60
2009-10-30
2009-12-28
3
2#施工支洞洞挖及支护
m
166
87
2009-12-29
2010-3-25
4
3#施工支洞进口明挖及支护
m3
56168
73
2009-10-30
2010-1-10
5
3#施工支洞洞挖及支护
m
219.3
49
2010-1-11
2010-2-28
6
5#施工支洞进口明挖及支护
m3
4159
5
2009-12-1
2009-12-5
7
5#支洞(0+0~0+62.05)洞挖及支护
m
62.05
15
2009-12-6
2009-12-20
8
1#岔洞洞挖及支护
m
126
28
2009-12-21
2010-1-17
9
5#支洞(0+60.05~0+179.71)洞挖支护
m
117.7
26
2010-1-18
2010-2-12
10
1#支洞进口及端头洞段砼衬砌(40m)
m3
288.7
20
2010-3-1
2010-3-20
11
2#支洞0+00~0+166洞段砼衬砌(40m)
m3
1850
97
2010-3-26
2010-6-30
12
3#支洞进口及端头洞段砼衬砌
m3
303.8
22
2010-3-21
2010-4-11
13
5#支洞0+00~0+20洞段砼衬砌
m3
182.4
10
2010-3-15
2010-3-24
14
5#支洞0+159.71~0+179.71砼衬砌
m3
164.1
10
2010-2-13
2010-2-22
15
1#岔洞0+0~0+20洞段砼衬砌
m3
164.1
10
2010-3-5
2010-3-14
16
1#岔洞0+105.97~0+125.97砼衬砌
m3
164.1
10
2010-2-23
2010-3-4
17
1#支洞封堵砼浇筑
m3
240.8
10
2011-10-26
2011-11-4
18
2#支洞封堵砼浇筑
m3
240.8
10
2011-11-1