大坝截流施工方案.docx
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大坝截流施工方案
从江县龙塘水库大坝枢纽工程
大坝截流方案
湖南源源生态工程集团有限公司
2017年8月
目录
1编制依据1
2工程概况1
2.1气象、水文1
2.1.1气象条件1
2.1.2水文条件1
2.2基本地质情况1
2.3导流建筑物简介2
3施工导流2
4围堰设计2
4.1围堰相关参数3
4.2围堰位置3
5截流施工4
5.1截流准备4
5.2基坑排水5
5.2.1初期排水5
5.2.2经常性排水5
6围堰拆除6
6.1.1上游围堰拆除6
6.1.2下游围堰拆除6
7应急措施6
7.1溃堤应急处理方案6
7.2超标洪水处理方案6
8人力资源及设备投入7
9质量保证措施7
10安全保证措施8
11施工计划9
1编制依据
（1）《水电水利工程施工导流设计规范》（SL623-2013）
（2）《水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）
（3）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL94-2014）
（4）《防洪标准》GB50201-2014
（5）施工合同及相关施工图纸文件、技术要求
2工程概况
2.1气象、水文
2.1.1气象条件
该河流域属亚热带气候，多年平均气温18.4℃，最冷月一月平均气温7.8℃,最热月七月平均气温27.6℃。
年平均日照小时数1282h，日照百分率14.6%，以夏季为最多，冬季为少。
年平均相对湿度83%，年平均雾日数39.5天，大风日数14.2天，冰雹日数3.1天，无霜期223.1天，雷暴日数66.3天。
降雪日数22.3天。
年平均风速2.4m/s，平均最大风速15.7m/s，全年主导风向为ESE风。
多年平均降水量为1550mm，主要的灾害性天气有干旱、冰雹、秋季低温绵雨、倒春寒、霜冰等。
2.1.2水文条件
水库坝轴线以上流域面积18.5km2，主河道长12.85km，主河道坡降45.74‰。
该流域所在河流属山区性雨源型河流，洪水由暴雨形成。
洪水具有洪峰陡峻、洪量集中、上涨历时短等山区河流的特点。
流域内径流主要集中在汛期4～9月，其径流量占全年的81.3%，枯季（10～3月）径流量占全年的18.7%。
年最小流量多出现在每年的12月和1月。
历年径流变化较稳定，径流变差系数在0.30-0.35之间。
径流由降水补给，径流特性与降水特性基本一致，洪枯悬殊，年内分配不均。
2.2基本地质情况
大坝枢纽区河谷为一深切河谷呈基本对称“V”型谷，左岸山顶高程683.8m，坡度50°；右岸山顶高程为801.0m，坡度44°，总体属低中山侵蚀峡谷地貌。
区内无可溶岩地层，岩溶不发育，水库区总体地貌形态以侵蚀峡谷地貌为主。
大坝左岸坡地形坡度为45～55°，右岸坡地形坡度40～50°，为第四第（Q）残积、残坡积碎石土覆盖，厚0.5～3.0m，下伏基岩岩性为上板溪群叶组第一段（Ptbnbw1）灰、浅绿色薄至厚层状绢云母板岩，强风化下限：
左岸11.3m，河谷9.2m，右岸8.1m，强风化岩体完整性差，强度低；弱风化岩体较完整，岩块颜色新鲜，透水性较差，强度较大。
岩层走向N57°E，倾上游偏左岸，倾角24°，岩石节理、裂隙弱发育。
2.3导流建筑物简介
大坝施工期间河道水流由导流隧洞进行导流。
该工程布置在河床左岸，导流隧洞长353.46m，进口底板高程500.0m，出口高程495.0m，导流隧洞底坡1.41%，进口明渠（含明洞段）长13.89m，出口明渠长4.60m。
导流隧洞断面为城门洞型，衬砌后断面尺寸为3.0×4.0m（宽×高），直墙高3.0m，过流断面面积11.17m2，顶拱中心角135°，顶拱半径1.63m。
导流洞开挖后立即进行喷锚地一期支护，喷混凝土10cm，设锚杆C25mm，L＝3.0m，间排距3×3m，梅花型布置。
二期支护衬砌厚度35cm。
3施工导流
根据设计报告，本工程施工导流方式采用河床一次断流，枯期围堰挡水，导流洞泄流，在截流后第一个枯水期内将大坝修筑至汛期度汛标准洪水位以上的导流方式，主要参数如下：
隧洞导流标准设计采用枯水期（10月1日～次年4月30日）5年一遇（P=20%），导流设计流量（P=20%）为Q=16.7m³/s。
按照目前的施工计划，2017年10月1日进入大坝主体填筑，计划于2018年4月30日完成坝体填筑，满足设计度汛要求。
4围堰设计
4.1上游围堰
经计算，枯期5年一遇Q20%＝16.7m3/s洪水通过导流洞下泄时，对应上游水位502.34m，考虑波浪爬高及安全超高后，上游围堰顶部高程定为503.00m，采用不过水土石围堰，顶宽4m，堰顶长度22.94m，最大堰高5.3m，迎水面坡度1:
2.0，背水面边坡1:
2.5，围堰采用粘土心墙防渗，基础采用帷幕灌浆处理。
4.2下游围堰
根据导游洞出口处河床水位～流量关系曲线，全年20年一遇Q5%＝104m3/s通过导洞下泄时，对应下游围堰河床水位为495.0m。
考虑安全超高和水位雍高后，下游围堰顶部高程定为495.80m，采用土石围堰，顶宽5.0m，施工期间作为联系左右岸交通使用。
堰顶长度42.96m，最大堰高5.3m，迎水面坡度为1：
2，背水面坡度为1:
1.75，围堰采用粘土心墙防渗，基础采用帷幕灌浆处理。
施工时现场实际情况如有所变化，参照以上数据指导现场施工，同时在拦河坝上游老坝址粘土开采场地备用一定量粘土，根据日水位观察情况适时增加堰顶高程。
4.1围堰相关参数
根据度汛方案及参考设计图纸，上下游围堰主要参数如下：
主河床上、下游围堰结构特性表
项目
枯水期围堰
备注
上游围堰
下游围堰
堰顶高程（m）
503.0
495.80
设计水位（m）
502.34
495.0
堰顶宽度（m）
4
5
迎水面边坡
1:
2
1.2.0
背水面边坡
1:
2.5
1.75
围堰类型
粘土心墙土石围堰
粘土心墙土石围堰
主河床上、下游围堰工程量汇总表
项目
围堰开挖（m3）
土石料填筑（m3）
块石护坡
（m3）
防渗粘土填筑（m3）
围堰拆除（m3）
帷幕灌浆（m）
备注
上游围堰
424
1034
200
458
220
66
下游围堰
238
1465
541
504
2510
120
合计
967
4506
741
962
2730
186
以上工程量为设计量，实际量以现场联合测量断面、实际发生量为准。
4.2围堰位置
根据相关规范对围堰位置选择的要求，围堰位置应选择在河床较高，水深较浅，覆盖层较薄或基岩裸露的部位，满足距进水口、出水口、坝脚（趾）安全距离的要求。
根据本工程实际情况，上、下游围堰采用导流堤式，上游围堰位于取水口进口和大坝趾板之间，距大坝趾板最近处约24米；下游围堰位于溢洪道挑流消能段和导流洞出口之间，距溢洪道消能段约32m，距坝脚处约80米，具体见附图（龙塘水库上下游围堰平面布置图）。
上游围堰控制点坐标：
右岸：
2833404.176,547172.829
左岸：
2833415.041,547192.718
下游围堰控制点坐标：
右岸：
2833416.362,547488.412
左岸：
2833456.304,547472.558
5截流施工
按照工期计划安排，截流日期为2017年9月10日，为此，必须具备以下几个方面的条件：
（1）导流建筑物施工完毕并通过验收，具备过水条件（或未完工部分通过论证对建筑物没有影响）；
（2）库底清理已经完成；
（3）截流时间安排合理，截流后对后续工程以及其它建筑物施工没有不利影响。
（4）截流材料准备到位，机械设备齐全、到位，运转正常；派选有经验的施工人员实施截流，并经过技术交底。
5.1截流准备
5.1.1料源选择：
围堰填筑料采用河床、右坝肩石方开挖弃料回填，心墙材料在水库淹没区内的山丘开挖粘土填筑，围堰护坡块石可从料场运至现场，目前料场块石备料约20000m3，粘土备料约1000m3，能够满足围堰使用。
5.1.2填筑强度计划：
围堰预计开挖方量662方，填筑方量约2500m3，粘土心墙约962m3，拟采用4辆20t自卸车运输，运距约0.9公里，历时2天。
5.1.3截流规划：
首先进行上游围堰施工，当堰顶高出水面0.5米后停止填筑，安排护坡块石砌筑工作，机械设备转移至下游，进行下游围堰的填筑。
下游围堰施工时首先进行堰体前后大块石护底施工，再填筑堰体土石料与粘土心墙，最后进行下游围堰护坡块石砌筑施工。
当上下游围堰闭气后进行基坑排水，开展基坑开挖工作。
5.1.4截流施工：
截流时根据当时的流量情况，预估堰前水位高程，采用挖掘机进行围堰基础开挖、平整及清理工作，经验收合格后，开始进行围堰堰体土石料及粘土填筑，填筑料可就近取料，既用备料区已堆放的料进行施工，填筑时按照技术要求规范进行碾压压实，堰体平行上升，填筑松铺厚度暂按0.8米控制。
摊铺设备采用CAT320、ZL-50装载机配合，XS202J型振动碾碾压。
堰体填筑至堰顶时，采用挖掘机修坡，修坡完成经验收合格后，开始进行迎水面护坡块石砌筑工作。
下游围堰施工时由左岸向右岸填筑，初始填筑高程略高于下游水位，单戗进占，碾压密实后挖掘机修坡，其余施工方法与上游相同。
5.2基坑排水
5.2.1初期排水
初期排水流量可根据地质、围堰堰体和基础防渗结构型式及覆盖层的渗透系数大小等因素进行计算：
根据工程以上特征，初步拟定按2天排干考虑，选用1台IS100-80-125型，流量100m3/h，扬程20m，电机功率11kw水泵进行基坑初期排水。
5.2.2经常性排水
基坑经常性排水排水量计算应按两种组合考虑，以排水量大者选择设备，两种组合为：
（1）渗水加降雨；
（2）渗水加施工废水。
渗水应按围堰渗水和基础渗水两部分构成计算，从目前左右坝肩开挖情况推断，两岸及基坑渗水很小，根据工程所在区域水文气象情况，该地区枯水季降雨量较少，因此基坑排水主要为降雨、围堰渗水与施工废水。
经常性排水强度的大小，取决于围堰的闭气情况，为综合利用资源，降低运行风险，将初期排水的1台IS100-80-125型水泵（流量100m3/h，扬程20m,电机功率11kw）布置上游，利用反向排水集水坑。
同时布置一台WQ50-18-30-3污水泵排水。
6围堰拆除
6.1.1上游围堰拆除
拦河坝面板、帷幕灌浆、粘土铺盖、弃渣盖重施工完成，上游围堰拆除时首先采用1.6m3挖掘机由右岸往左岸拆除部分戗堤石渣，20t自卸车运输，粘土心墙与土石填料同时进行装运，所有弃渣经库内石料场→右岸临时道路→右岸上坝公路→渣场，运距约2.0公里。
6.1.2下游围堰拆除
拦河坝主体填筑至一定高度，下游干砌石护坡、排水棱体、量水堰等已经完成，溢洪道主体工程完工之后，计划开始对下游围堰拆除，具体拆除方法同上游围堰。
所有弃渣通过下游公路运至弃渣场，运距约1.3km。
7应急措施
7.1溃堤应急处理方案
围堰填筑过程中，出现溃堤情况分为：
施工过程中溃堤与合龙后溃堤。
施工过程中出现溃堤的主要原因为坝体填料粒径偏小、河道水流流速较高、戗堤填筑速度较慢、堰体透水性较大等原因引起。
针对该种情况出现采取的应对措施为：
首先往渗漏部位上游戗堤倾倒粘土，利用挖掘机械沿坡面压实，必要时往渗漏部位填充草筋速凝混凝土堵漏。
合拢后溃堤主要是因为筑坝材料块度偏小，渗漏过大，渗流带走坝体内土粒，形成流沙、管涌从而引起溃坝。
预防措施为：
排水值班人员有规律定时观察渗水情况，发现异常立即汇报，及时组织疏散基坑工作人员，在保证安全的前提下指挥车辆、装载机往溃堤缺口填筑石块与粘土。
因此要求日常在围堰端头或附近备用一定数量的块石与粘土。
7.2超标洪水处理方案
龙塘水库位于污奶河上，洪水主要为降雨，库区无蓄水，选择在汛末进行截流，围堰受洪水影响的可能性极低。
为预防特殊情况，发生超标洪水时加高围堰，采用沙袋挡水，库房备用一定数量的编织袋，就近选取土料场，紧急情况下ZL-50装载机装车，20t自卸汽车装运至堰顶，人工装袋挡水。
8人力资源及设备投入
根据围堰截流戗堤工程量及填筑技术要求，预计投入截流时的人力及机械设备资源如下表：
表8-1截流人力资源投入计划表
序号
工种
人数
1
技术人员
4
2
重机工
3
3
驾驶员
4
4
车辆卸料指挥
1
5
电工
1
6
普工
6
7
安全管理员
1
8
合计
20
表8-2截流机械设备及专用工具投入计划表
序号
设备名称
型号
单位
数量
1
振动碾
20t
台
1
2
装载机
ZL-50
台
1
3
挖掘机
1.3m3斗容
台
1
4
自卸汽车
20t
辆
4
5
洒水车
10m3
辆
1
6
全站仪
台
1
7
水平仪
DS32H
台
1
9质量保证措施
围堰填筑施工能否顺利合龙，主要取决于龙口流量大小，围堰裹头石头、或者是混凝土棱体的块度以及戗堤进展速度。
为顺利截流，为后期闭气工作创造良好的作业条件，做好以下几个方面工作：
（1）裹头石块应足够大，沉入水中后不被冲走，同时便于装卸运输及挖运、起吊就位；
（2）截流戗堤高出水面控制在0.5米左右，以上部分参照心墙坝体填筑方式填筑；
（3）戗堤填筑料除裹头部位外，其余粒径不宜过大，级配应均匀合理，保证碾压的密实度；
（4）上下游戗堤之间填筑的细粉土应逐层碾压密实；
（5）应准备足够的运输车辆，保证填筑料及时跟进，较少水流冲刷带走填筑料；
（6）戗堤的碾压应与推进速度保持一致，每推进一次，碾压一次，保证戗堤的密实度，同时避免陷车现象的发生。
10安全保证措施
大坝截流围堰戗堤填筑施工时，施工机械繁多，车流量大，临水临边等作业存在较多安全隐患，为此，截流时应做好一下几方面工作：
（1）截流前召开截流工作动员大会，统一指挥，分工明确，责任到人；
（2）戗堤填筑由专人指挥，未施工的机械设备靠边停放，驾驶员不能离岗，随时待命；
（3）闲杂人员不准进入施工现场；
（4）在戗堤上运输车辆与挖掘机在无专人指挥下不能同时作业；
（5）填筑完成的戗堤边缘立即安装警示标识，夜晚施工应配足照明，危险部位应架设警示灯；
（6）施工现场应准备救身衣以及救身绳索等物品；
施工现场配备一定数量的钢丝绳、U型扣等物品，当车辆陷车、倾斜时能够及时救护，防止坠河事故发生。
11施工计划
根据目前施工情况，截流日期安排如下：
日期
项目
2017年9月
10
11
12
13
上游围堰施工
下游围堰施工
基坑排水
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