第8章 施工组织设计.docx
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第8章施工组织设计
第8章 工程施工
8.1施工条件
8.1.1对外交通
长洲水利枢纽位于珠江流域西江干流浔江下游河段，其坝址在梧洲市上游12km，距下游苍梧县城仅1.5km。
枢纽坝线跨两岛三江，河段地势开阔，附近地区人烟稠密，为广西经济较发达地区之一。
梧州市地处珠江流域中游，是浔江、桂江与西江的汇流处，毗邻广东，邻近港澳，是我国大西南通往广东、港澳地区的东出海口，水陆交通发达。
枢纽工程对外交通以公路为主、水运为辅。
水运：
西江航道为国家三级航道，坝址以上河流众多，主要通航河流有浔江、郁江、黔江、红水河、柳江等；坝址以下为西江及支流桂江、贺江等。
上通贵港、南宁、百色和柳州，下达肇庆和广州等地，基本上可全年通航。
坝址至贵港273km、至南宁553km，全年可通行250t级驳船队；南宁～百色358km，全年可通行100t级轮驳船队。
坝址～柳州441km，洪水期可通行250t轮驳船队，枯水期只能通行120t减载为100t驳船队。
坝址下行梧州市14km、肇庆188km、广州423km，全年可通行150t～500t级轮驳船队；千吨级船队常年可通达坝址下游梧州市。
水运与全国铁路网连接点有南宁、柳州、贵港、肇庆和广州。
公路：
南宁至梧州二级公路由坝址右岸通过，仅需新修1.6km连接段即可与南～梧二级公路连接，坝址至南宁全长382km；坝址经梧州至广州为二级公路，全长303km。
左岸坝头经三龙开发区至梧州市6.3km的永久公路考虑与梧州城市建设规划道路结合修建。
目前，该段路面宽46m的梧州至左岸坝头的城市规划道路正在建设之中。
坝址下游约8km的西江大桥可以作为沟通枢纽左右岸的交通运输通道。
铁路：
公路与铁路连接点上有玉林、贵港、黎塘和柳州，下有肇庆、广州等。
大重件机电设备及金属构件可由铁路运至上述站点转公路运输或水路运输至本枢纽坝址。
今年底准备开工建设的洛阳至湛江铁路，由坝址上游5.8km处的石良角附近跨江而过。
航空：
梧州飞机场与本枢纽坝址同在长洲岛上，距坝址约5km。
目前，已开通梧州至南宁、桂林、长沙、广州和珠海等地的航班。
8.1.2工程布置特点
长洲水利枢纽为低水头发电和兼有航运、灌溉、养殖等综合效益的梯级电站，主要建筑物有河床式发电厂房（安装15台灯泡式贯流机组，总装机容量630MW）、千吨级双线船闸、41孔泄水闸、过鱼道、混凝土重力坝、土石坝和开关站等。
正常蓄水位20.6m，汛期控制水位18.6m。
坝顶高程34.8m。
建筑物分三江布置，枢纽坝顶总长3350m，最大坝高49.8m。
外江工程建筑物布置自右至左依次为：
土石坝段、船闸段、混凝土重力坝段、16孔泄水闸、外江发电厂房（安装9台灯泡式贯流机组）、过鱼道和外江厂房开关站。
中江工程建筑物由右岸混凝土重力坝段、13孔泄水闸和左岸混凝土重力坝段组成。
长洲岛上土石坝段：
中江工程与内江工程连接段。
内江工程建筑物布置为：
右岸混凝土重力坝段、12孔泄水闸、内江发电厂房（安装6台灯泡式贯流机组）、左岸混凝土重力坝段、左岸土石坝段和内江厂房开关站。
上述水工建筑物的主体工程主要工程量汇总如表8.1―1。
表8.1―1 长洲水利枢纽主体工程主要工程量汇总表
序号
工程项目
单 位
数 量
备 注
1
土方开挖
万m3
1320.86
2
石方开挖
万m3
87.73
3
土方填筑
万m3
100.78
4
石碴填筑
万m3
52.87
5
土石方回填
万m3
166.64
6
反滤料
万m3
18.49
7
干砌石
万m3
25.56
8
浆砌石
万m3
32.94
9
混凝土
万m3
189.77
10
钢筋
t
57026
11
金属结构
t
32993
12
帷幕灌浆
m
17393
13
固结灌浆
m
31996
14
防渗墙
m2
16897
15
水工钢材
t
749
16
网架
m2
10020
注：
表中未包括导流工程量。
8.1.3施工场地条件
坝址处河床宽阔，江中长洲岛、泗化洲岛和两岸一级阶地高程20m～80m，适合作施工场地。
但该处人烟稠密，土地肥沃，民宅和耕地、鱼塘等分布密集，是梧州市蔬菜和副食品生产基地，基本无空地可利用。
右岸自苍梧县城以上约3km，南梧二级公路以左约1.5km范围为二级阶地，为深厚土层覆盖，高程30m～45m，面积约4.5km2，地势平缓，为较好的施工场地。
该处主要为荒坡、旱地和部分果园。
左岸一级阶地后面为山丘，高程30m～80m，宽约200m～300m，坡度28º～32º，可作为施工场地，工程措施也不困难。
总之，坝址附近地形条件能满足本工程施工场地布置需要，工程措施简易。
重要问题是该地区人烟稠密，土地利用率和经济效益较高，荒地少，故在施工布置时，应尽量利用二、三级阶地和平缓的山丘及山谷为宜，以尽量减少征地的费用。
另外，由于土方开挖量较大（尤其是外江工程），弃碴场地规划只能结合两岸地形分散（分5个点）布置解决。
8.1.4水文气象条件
本枢纽坝址以上集雨面积为30.86万km2，占西江流域面积的87.4％。
坝址以上流域属亚热带季风区，且流域面积大，暴雨频繁，洪水往往由流域多次连续暴雨所形成，洪水主要特点是洪水峰高量大、历时长、洪水过程多呈复峰型。
一般较大的洪水过程都在30天～40天左右；其中7天洪量占整个洪水过程总量的30％～50％，15天洪量占60％以上。
枢纽干流河段的洪水期为5月～10月间，大洪水多出现在6月～8月。
一般每年9月进入后汛期，到10月下旬汛期基本结束。
历年实测洪水最大流量54500m3／s，相应水位29.8m，历年实测最小流量582m3／s，相应水位约5.0m。
枯水期一般流量约为1600m3／s，相应水位约5.8m，一般洪枯水位变幅16m～18m。
全年各频率洪水流量、天然分期设计洪水成果、不同频率各旬平均流量以及不同时段、不同频率流量出现年次数及次数统计分别见表8.1－2～5。
表8.1－2 坝址全年各频率洪水流量表
频 率（%）
0.1
1
2
5
10
20
50
备 注
流量（m3/s）
57700
48700
45800
45000
40700
34500
28100
水位（m）
30.75
28.10
27.23
27.00
25.70
23.80
21.60
表8.1－3 长洲坝址天然分期设计洪水成果表
频率（％）
时段
50
33.3
20
10
5
2
11月1日～次年4月30日
7500
9400
11800
15100
18100
22100
10月1日～次年4月30日
9350
11500
14000
17100
20000
23400
1月1日～3月31日
2730
4100
5340
7680
10100
13600
12月1日～次年3月31日
3040
4300
5570
7890
10400
13900
11月1日～次年3月31日
4670
6200
7800
10400
13000
16600
11月1日～次年4月15日
5260
7050
8670
11400
14200
18000
10月15日～次年3月31日
6040
8100
9500
12900
15900
19800
10月15日～次年4月15日
6590
8700
10600
13500
16400
20200
10月1日～次年4月15日
7750
9990
12000
15000
17900
21700
表8.1－4 不同频率各旬平均流量表 单位：
m3/s
频率
（％）
10月
11月
12月
1月
2月
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
10
9670
7700
5850
5450
4700
3500
2900
2540
2510
2230
2160
2370
2660
2990
20
7000
6000
4650
4200
3750
2950
2350
2160
2050
1880
1820
1950
2140
2320
50
4250
4000
3300
2900
2500
2050
1900
1590
1560
1400
1350
1380
1440
1480
不同时段、频率流量出现年次数及次数统计表
表8.1－5 （1946～2000年）
时 段
频率
（%）
流量
（m3/s）
时段内大于等于相应流量
出现年数
（次）
出现次数（次）
共出现天数（天）
1月1日～3月31日
50
2730
32
52
451
1月1日～3月31日
20
5340
10
13
66
12月1日～次年3月31日
50
3040
33
66
502
12月1日～次年3月31日
20
5570
9
15
75
11月1日～次年3月31日
20
7800
10
13
55
11月1日～次年4月15日
20
8670
8
12
49
11月1日～次年4月15日
10
11400
3
3
19
10月15日～次年4月15日
10
13500
7
8
25
10月15日～次年4月15日
5
16400
3
3
8
全年
50
28100
28
39
207
全年
20
34500
11
13
52
全年
10
40700
2
2
13
全年
5
45000
1
1
4
本枢纽所在地属亚热带季风气候地区，多年平均气温21.1℃，历年极端最高气温39.7℃，历年极端最低气温－3.0℃。
多年各月平均气温见表8.1－6。
坝区多年平均降雨量1371.2mm，最大年降雨量1890.41mm，最小年降雨量880.9mm，最大日降雨量322.7mm，雨日一般为160d～180d。
多年各月平均降雨量见表8.1－7。
坝区多年平均蒸发量1391.1mm，多年平均湿度78％，最大风速15m/s，极大风速29.3m/s。
表8.1－6 多年各月平均气温表 单位:
℃
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
全年
多年平均气温
11.9
12.9
16.6
21.1
25.0
27.0
28.3
27.8
26.6
23.1
18.2
13.8
21.1
表8.1－7 多年各月平均降雨量表单位:
mm
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
全年
平均降雨量
37.3
56.5
90.1
177.2
230.2
210.6
168.9
181.0
97.7
51.9
36.1
33.7
1371.2
8.1.5施工期通航和下游用水要求
坝址处于浔江河段，是西江航道干线。
从交通部门收集的1994～2000年通过坝址处的各年航运资料表明，长洲坝址处的货运量经过几年下降之后，1999年后货运量回升较快，2000年的货运量（上、下行共753.1万t）已恢复到90年代初期的水平。
另据梧州市交通局航务处的最新统计资料，仅2001年10月份，平均每日通过坝址处的船只就有322艘。
因此，保持施工期的航运畅通，对沿江的工农业生产和人民生活关系极大，施工期应做到不断航或尽可能少断航。
为维持下游航运及工农业生产和人民生活的需要，施工期不能断流，并需下泄保证率为95％的流量1140m3/s（水文系列延长至2000年后的统计数）。
8.1.6建筑材料来源及水、电供应条件
a）外购建筑材料来源
本枢纽工程规模大，钢材、水泥、木材等材料用量多。
钢材及钢筋主要在市场采购；水泥由区内黎塘及玉林等水泥厂供应；木材可在当地采购；粉煤灰由来宾火电B厂供应；油料取自梧州石油站；炸药及其他火工产品来自百色建华机械厂，可用船运至工地。
天然建筑材料和其他房建材料（砖瓦、石灰等）以及生活必需品等，可在坝址附近、苍梧县和梧州市就地开采或采购。
b）水、电供应条件
左岸施工用电由梧州西城110kV变引2回10kV线路供电；右岸由广西电力公司新建的黑石220kV变电站引接3回10kV线路供电。
施工生产和生活用水取自浔江，分别在左、右岸各设一个水厂。
因浔江河段水质较好，原水浊度较低，在枯水期可不作处理直接供生产使用，丰水期稍作沉淀处理即可供生产使用。
生活用水经过澄清、过滤、消毒后，可达到饮用水标准。
c）当地可能提供修配加工的条件
本工程坝址距梧州市12km，紧靠苍梧县城。
梧州市是广西东部中心城市，对外开放口岸，工商业发达，主要的机械设备制造厂有起重设备机械厂、造船厂、锅炉厂、汽车配件厂等，具备较强的技术力量和机械加工、修配、金属结构制作安装的能力。
8.2天然建筑材料
8.2.1料场的选择
长洲水利枢纽永久和主要临建工程混凝土总量为206.86万m3，共需砂石料310.29万m3，其中砂量103.43万m3，碎石206.86万m3；另外还有卵砾石垫层及反滤料34.25万m3；砌石、围堰块石、钢筋石笼及石碴填筑等石料用量为214.15万m3。
不包括砂，上述三项石料用量合计为454.11万m3。
本工程石方开挖量为89.47万m3，考虑40%的利用率，故尚需石料场供应的石料量为418.32万m3。
工程共需土料322.88万m3，其中，左岸为60.08万m3，右岸为262.80万m3。
8.2.1.1天然砂料场的选择
根据本工程的用砂量和天然砂料的储量、分布情况，砂料场主要勘察北流河砂料场和下小河砂料场。
a）北流河砂料场
北流河位于坝址上游40km的浔江右岸，砂料主要分布于自河口以上18km的河段，河宽80m～250m，料场面积216万m2，无用层平均厚0.2m，无用层体积4.4万m3，有用砂层平均厚1.9m，储量为410.4万m3，开采获得率为70%，利用率为85%。
主要采用水下开采，水路运输至坝址，平均运距45km。
b）下小河砂料场
下小河砂料场位于坝址右岸下游8km的下小河，自河口以上30km，流域为低山丘陵，河面平均宽25m，河道弯多曲折，河床表面除河口以上2km有少量淤泥沉积外，其余基本无剥离层。
料场面积74.1万m2，无用层体积1万m3，砂层平均厚5m，储量为370.6万m3，以粗砂为主，可采用水上或水下开采。
料场距坝址8km～25km，只能以公路运输。
北流河砂料场和下小河砂料场砂的质量指标见表8.2－1。
从表中可看出，北流河料场和下小河料场砂的物理、化学性能基本符合现行水工混凝土施工规范要求，砂的细度模数也符合《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251－2000）宜2.5～3.5的要求，且储量都满足设计需要。
但根据《水工混凝土施工规范》（DL／T5144－2001）天然砂的细度模数宜在2.2～3.0范围内的要求，下小河料场的砂细度模数偏大；另外，该料场地形呈带状分布，大规模开采、集料、运输较困难，且占用农田也较多，而北流河料场河面较宽，开采、运输方便，除枯水期外，不需集料，水路运距适中，砂的质量又好，故本阶段选用北流河料场作为主要天然砂料场。
表8.2－1 砂料试验成果表
序号
项 目
单 位
料场名称
DL／T5144－2001
规范规定
北流河
下小河
1
表观密度
kg／m3
2647
2632
≥2500
2
干松容重
kg／m3
1389
1445
3
孔隙率
％
47.5
45.7
4
颗粒分析
各级含量百分比
＞5mm
％
2.40
2.55
5～2.5mm
％
8.27
18.59
2.5～1.25mm
％
11.28
17.48
1.25～0.63mm
％
34.91
27.93
0.63～0.315mm
％
30.58
26.20
0.315～0.16mm
％
7.74
5.21
＜0.16mm
％
4.82
2.04
5
细度模数
2.67
3.13
宜2.2～3.0
6
平均粒度
mm
0.538
0.527
7
云母含量
％
0.214
0.136
≤2
8
泥块含量
％
1.89
0.28
不允许
9
含泥量
％
1.95
0.638
≤5
10
硫化物及硫酸盐含量
％
＜0.50
＜0.50
≤1
11
石粉含量
％
3.58
4.09
—
12
有机物含量
比色法
浅于标准色
浅于标准色
浅于标准色
8.2.1.2卵砾石料场
a）坝址河段料场
产地面积约100万m2，卵砾石主要分布于自坝址以下0km～10km浔江河段，无用层厚0m～2.5m，有用层平均厚3m，有效开采深度内储量为300万m3，含砂30%，含砾60%，砂一般为中砂，卵砾石一般为50mm～100mm，水下开采，水深0.6m～5.83m，水路运输至坝址，平均运距5.0km。
b）桂江倒水－平浪河段料场
距坝址36km～52km的桂江倒水至平浪河段分布有木盆宕洲、谢屋洲、石涧洲、儒良洲、锡坡村洲等5个料场，5个料场总面积为101.8万m2，有用层卵砾石和砂均位于料场表层，平均厚4.17m，无剥离层，卵砾石粒径一般为5mm～200mm，净卵砾石储量为431.90万m3。
经用化学法试验前三个料场（木盆宕、谢屋、石涧）所送检的8组试样中发现有2组为具有潜在碱活性有害反应的骨料，因化学法尚不能作为判定骨料碱活性的最终依据，故目前正委托有关单位进行砂浆棒长法试验。
除此之外，其余质量指标均满足规范要求。
卵砾石料考虑采用水下开采，水路运输至坝址，平均运距46.0km。
因上述两料场卵砾石储量均不能满足本工程要求，且开采、运输等条件也存在一定的困难，经比较后，本阶段混凝土粗骨料推荐采用人工骨料。
下一阶段再进一步扩大天然砂石料料源调查范围，并对天然粗骨料和人工粗骨料进行优选。
8.2.1.3石料场
a）右岸石料场
1）石良角料场
该料场位于距坝址上游5.7km的浔江右岸，料场主属荒地和林地。
料场面积约15.8万m2，无用层平均厚26m，体积409.7万m3；当开采至25m高程时，有用层平均厚度为56.0m，储量852.8万m3，平均剥采比为0.48。
岩性为弱风化花岗岩，岩石饱和极限抗压强度176MPa～234MPa，平均值为197.7MPa。
石料开采获得率为80%，利用率为90%。
料场距坝址较近，且岩性、储量均可满足本工程要求，通过水路运输可方便地将石料分运至坝址左、右岸。
料场石料质量指标见表8.2－2。
表8.2－2 石良角石料质量指标
项目
表观
密度
kg／m3
容重（kg/m3）
吸水率
（%）
饱和吸水率（%）
单轴极限抗压强度（MPa）
软化
系数
干燥
饱和
干燥
饱和
最大值
2730
2710
2720
0.36
0.39
290
234
0.97
最小值
2690
2670
2680
0.16
0.18
184
176
0.66
算术平均值
2710
2690
2700
0.22
0.25
232
198
0.87
DL／T5144－2001规范规定
≥2550
≤2.5
2）皇山料场
位于坝址右岸上游6.7km处的皇山，由笋冲石场和宕儿冲石场组成，有南梧二级公路从从料场旁经过，现由当地民营采石场在开采经营。
料场面积6.78万m3。
无用层平均厚度为16m，无用层体积100万m3；按开采到20m高程计，有用层平均厚度为40m，储量250万m3，平均剥采比为0.4。
岩性为花岗岩和砂岩，至右岸坝头公路运输距离6.7km。
3）203料场
位于玉林～梧州公路199～203km桩号左侧山体，料场面积14万m2，无用层平均厚度约10m～27m，有用层平均厚度为20m～25m，储量可达330万m3。
岩性为硬度很高的花岗岩，但风化严重，开采利用率低，且无施工用水。
公路运输，至右岸坝头运距5.0km。
4）大湾顶料场
位于坝址右岸以南3km的大湾顶，由三个山头组成，四面冲沟发育，沟内多为农田。
料场面积152万m3。
无用层平均厚度为55m，无用层体积836万m3；有用层平均厚度为35m，有用层体积532万m3，平均剥采比为1.57。
岩性为强度很高的石英角岩，加工困难，风化深厚，开采利用率低，需新修一条1.6km的公路与南梧二级公路相连，至右岸坝头公路运距4.0km。
b）左岸石料场
1）尖峰顶料场
位于坝址上游1.5km处的左岸，料场面积4万m3。
无用层平均厚度为0～18m，有用层平均厚度为50m，有用层体积200万m3。
石料风化层较厚，岩性较差，石料易碎，块石成材率较低，开采利用率很低。
2）福全料场（一建司料场）
位于坝址左岸下游的左岸，现为梧州市第一建筑公司石料场。
料场面积9.9万m2。
无用层平均厚度为20m，无用层体积190万m3；按开采到20m高程计，有用层平均厚度为16m，储量为165万m3，平均剥采比为1.15，岩性为花岗岩和砂岩，开采利用率较高，至左岸坝头公路运输距离3km。
3）东山料场
位于平南县城与丹竹镇之间的一级阶地上，距坝址100km，料场面积约200万m3；覆盖层厚0～6m，储量可达1600万m3；剥采比较小，石料利用率较高，岩性为石灰岩，水上运输，运距约100km。
4）石桥料场
位于苍梧石桥圩以西1.0km，距坝址80km，覆盖层和风化层较厚约0～1.0m，岩性为石灰岩，储量可达3000万m3；剥采比较小，石料利用率较高，岩性为石灰岩，公路运输，运距76km。
5）龙潭峡料场
位于坝址上游14km处的左岸，峡长1000m，岩性为石英砂岩夹页岩，料场面积约20万m2，无用层平均厚度为0～50m，有用层平均厚度为40m，有用层储量达800万m3，开采利用率低。
水上运输，运距约14km。
各石料场主要优缺点比较见表8.2－3。
表8.2－3 石料场选择比较表
序
号
料场名称
储 量
（万m3）
运输
方式
运距
（km）
剥采比
主要优缺点
1
石良角料场
852.8
水路
6
0.48
方便运至两岸，运距、剥采比适中。
2
皇山料场
250
公路
6.7
0.4
储量不满足要求。
福全料场
165
公路
3
1.15
3
203料场
330
公路
5
0.82
风化严
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