水库施工组织设计方案.docx
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水库施工组织设计方案
水库施工组织设计
第一节工程概况
水库位于莱芜市辛庄镇沐汶河支流辛庄河上,流域面积85km2,兴建于1965年。
水库上游控制流域面积85km2，水库总库容2430万m3，兴利库容1400万m3，死库容90万m3，是集防洪、城乡工农业用水等于一身的一座综合利用的中型水库。
水库主要包括主坝、溢洪道、南北放水洞及电站等工程。
本次除险加固工程内容包括：
主坝加固工程、副坝新建工程、新建溢洪闸工程、南北放水洞加固工程等。
主要工程量见表11.1.1。
表11.1.1主要工程量汇总表
序号
项目名称
单位
主坝
副坝
溢洪道（闸）
北放水洞
南放水洞
合计
1
土方开挖
m3
134091
874
134965
2
土方回填
m3
164522
5354
169876
3
石方开挖
m3
878
912
227071
336
336
229533
4
石方回填
m3
173826
4757
36448
215031
5
拆除方
m3
18376
882
9
104
19371
6
干砌石
m3
18320
976
10947
30243
7
浆砌石
m3
2162
225
26691
254
160
29492
8
反滤或垫层
m3
29490
1315
502
31307
9
砼或钢筋砼
m3
49
29
9850
77
141
10146
10
灌注桩钻孔
m
382
382
11
帷幕灌浆
m
8933
2445
4281
15659
12
草皮护坡
m2
48629
1296
49925
13
机房和桥头堡
m2
563.25
24.01
14.44
601.7
第二节施工条件分析
一、地形、地貌与工程地质
坝址区地处辛庄河上游，地形上呈两侧高中间低的箕形洼地，地貌形态以丘陵地貌和河谷地貌为主。
主坝、溢洪道地质情况简述如下：
（一）主坝
主坝分北坝段和南坝段两段，北坝段座于辛庄河主河床，南坝段座于剥蚀残丘、残山之上。
北坝段心墙填筑土为含砂砾质壤土，呈浅棕褐色～棕褐色，局部有少量呈灰褐、灰黑等杂色，湿～饱和，可塑～硬塑状态，上部局部呈坚硬或硬塑状，局部粘性较强。
心墙壤土干密度平均值为1.70g/cm3；上游砂壳主要由砾质粗砂构成，局部为细砾砂，干密度平均值为1.50g/cm3，呈松散～稍密状态；下游砂壳主要由砾质粗砂构成，局部为细砾砂，干密度平均值为1.47g/cm3，呈松散～稍密状态。
南坝段心墙为含砂质壤土，湿～饱和，可塑状态。
壤土干密度平均值为1.58g/cm3；砂壳主要由砾质粗砂构成，局部为细砾砂，呈松散～稍密状态。
根据一般工程土类分级标准，上下游砂壳属Ⅳ类土，心墙属Ⅲ类土。
（二）坝基
坝基下伏岩土层主要为第四系松散堆积层及条带状二长花岗岩。
第四系松散堆积层自上而下分为含土砾质粗砂层、含砂质壤土层、砾质粗砂层、细砾砂层和砂卵砾石层。
坝基下伏基岩为条带状中粗粒二长花岗岩，浅灰～灰白色，风化后灰黄色，中粗粒结构，条纹及条带状构造。
（三）副坝
副坝坝基下伏岩层均为条带状中粗粒二长花岗岩，灰白色局部夹黑色斑点，夹较多暗色矿物条带，有小规模长英岩脉穿插。
受构造影响，岩体破碎易风化，多数岩体具片麻状构造。
一般全风化厚度为1.0～2.0米，强风化层未揭穿，厚度超过11.5米，岩体透水率值为14.91～29.50Lu，具中等透水性。
（四）溢洪道
溢洪道出露表层为砾质粗砂，下伏二长花岗岩，条纹及条带状构造发育，条带可分为由暗色包体组成的暗色条带或由长英质脉构成的浅色条带两种。
岩石多具轻微～中等变质，风化剧烈，节理裂隙发育，片麻状构造、眼球状构造、肠状构造发育，局部岩体内部含大量暗色包体，大小不一，成分以斜长角闪岩、辉绿岩为主。
根据岩石分级标准，该处岩石属Ⅳ～Ⅷ类岩石。
二、水文地质
坝址区地下水类型主要有：
松散岩类孔隙水、碳酸岩类裂隙岩溶水、碎屑岩类、岩浆岩类裂隙水。
松散岩类孔隙水赋存于第四系冲积、冲洪积、坡洪积地层中，冲积、冲洪积含水层主要分布于辛庄河河床及漫滩，岩性为砾质粗砂、细砾及砂卵砾石。
含水层透水性强，补给充沛，径流畅通，富水性强。
水位埋深1～3m,年变幅1～2m。
碳酸岩类裂隙岩溶水主要赋存于库区东部的寒武系、奥陶系灰岩中，富水性受灰岩浅部岩溶发育程度影响，具不均一性。
碎屑岩类、岩浆岩类裂隙水主要赋存于晋宁期二长花岗岩构造裂隙及风化裂隙中，大气降水为其主要补给来源，受地貌及岩性、构造控制，裂隙发育程度不均一，多为细微裂隙，富水性弱，水位埋深1～10m不等。
坝址区地下水水质良好，对砼无腐蚀性。
三、水文气象
库区属于黄河下游的暖湿带，半湿润区。
四季分明，降雨主要集中在7、8两月，这两月降雨量占全年总降雨量的53.5%，多年平均降雨量723.10毫米，最大年降雨量1404.6毫米，最小年降雨量264.1毫米。
多年平均气温12.6℃，年平均最高气温18.6℃，年平均最低气温７℃，多年极端最高气温39.2℃，多年极端最低气温-22.5℃。
多年平均蒸发量1574毫米，最大月蒸发量286.8毫米，最小月蒸发量28.4毫米，最大冻土深度0.44米。
根据以上资料，考虑到降雨、低温等对工程施工的影响，年有效施工天数约250天。
四、天然建材及土料供应
砂料料场位于坝址区下游右岸村南，相距主坝约800m。
水库周围分布若干石料场，主要为二长花岗岩，抗风化能力尚可，运距5～10km。
另外，可由埠东、茶叶口及章丘等地提供石灰岩料石，抗风化能力强，运距在20～50km，以上石料场货源充足，质量符合要求，能够满足设计要求。
土料场拟定在后峪村北部、莱芜～沂源公路北侧，距主坝平均距离约为1.5km。
五、施工交通
莱马公路在水库以北山坡上通过，可作为本工程的施工对外交通路。
工程施工期间，需修筑一条通往土料场的临时道路，溢洪道石方外运需修筑一条石方运输专用路。
同时需修筑几条场内施工临时道路。
六、施工供电
水库现有供电电源来自水库管理局。
主体工程开工前，拟将10千伏高压线自管理局接线，先行架设高压线路至溢洪闸，并分区安设临时变压器，再经临时低压线路向各用电点供电。
为提高用电保证率，各施工点配备50kw柴油发电机，作为备用电源。
七、施工供水
本工程库内和地下水水源丰富，水质较好。
施工期间，利用离心泵或潜水泵，自库内取水作为施工用水。
生活用水可在生活区内就近打井解决。
第三节施工导流
本工程坝前工程项目包括：
南北放水洞洞口加固、溢洪闸、上游护坡石翻修、上游坝脚压重等，其中南放水洞进口底高程271.2米，北放水洞进口底高程264.95米,溢洪闸闸前底高程276.75米,主坝上游翻压底高程为275.00米。
水库泄水出口有三个，分别为南放水洞、北放水洞和溢洪道，三个泄水出口全部需加固处理。
为确保工程安全施工，必须做好施工导流。
一、导流方式选择
根据施工进度安排，工程跨汛期施工，因此施工导流方式应根据泄水建筑物底高程和坝前工程工作面顶高程以及施工总进度计划安排。
为减少导流工程量，确定汛前导流采用腾库调蓄方式，即工程开工前先将库水位放至死水位，然后同期施工南、北放水洞，在北放水洞前修筑围堰，利用腾出的库容调蓄上游来水,南放水洞施工无需修筑围堰。
溢洪道安排在汛后施工，其间可利用北放水洞敞泄放水导流。
二、导流标准确定
根据《山东省水利工程施工组织设计编制办法（试行）》，根据保护对象、失事后果、使用年限和临时工程规模等综合因素确定，导流建筑物级别为Ⅴ级，其相应洪水重现期为5～10年。
根据本工程特点及以上综合因素，确定本工程洪水重现期为非汛期10年一遇洪水标准。
三、导流设计
非汛期坝前工程项目主要为南北放水洞洞口加固工程、溢洪道开挖、上游坝脚压重台填筑工程等。
按照施工进度安排，南、北放水洞施工期定于1～5月，即汛前完工。
施工期间应尽量降低水位，确保施工安全，根据本工程特点，该时段内按10年一遇洪水标准。
经计算，在此时段内洪水总量为150.7万立方米，按起调水位264.95米计算，相应上游水位为268.5米，由此确定北放水洞围堰控制水位为268.5米。
考虑到风浪爬高和安全超高，确定北放水洞围堰顶高程为269.6米。
南北放水洞同时施工，如果发生超标准洪水，应提前安排抽水泵抽取围堰前的水，以降低水位，确保施工安全，防止事故发生。
溢洪闸工程、溢洪道工程安排在汛后10月～第二年6月，为确保施工安全，施工期间应尽量降低水位。
可利用已改造加固好的北放水洞进行导流控制。
由于溢洪闸闸前底板高程为276.75m，因此溢洪闸及溢洪道的施工不用修筑围堰，施工期间可利用北放水洞控制放水即可满足施工要求。
四、围堰设计
北放水洞围堰设于洞口前30米以外，整个围堰呈弧形布置，两端与主坝相接，总长约140米。
堰顶宽度确定为5.0米，堰高4.65米，围堰自然边坡定为1∶2.5，背水坡定为1∶2.0，迎水坡铺设两布一膜复合膜防渗，编织袋装石碴护坡。
由于南放水洞进口底板高程为271.2m，因此南放水洞施工期间不需再修筑围堰。
北放水洞围堰填筑后，应尽快排除堰内积水。
先期进行基坑内排水，然后进行经常性排水。
经常性排水采用明排方案，即在基坑四周开挖排水沟，排水沟内设一眼集水井，用电动潜水泵将基坑渗水排至库区内。
为保证施工安全和安全度汛，汛期除可进行溢洪道部分石方开挖及部分拆除工程外将不安排主体工程施工。
五、围堰筑、拆施工
北放水洞洞前围堰填筑利用溢洪道尾水渠段开挖的石方填筑，拟采用1.0立方米反铲挖掘机开挖，配8.0吨自卸车运输，推土机推运整平，拖拉机压实。
围堰填筑自两侧向中间进占，合龙后，上部围堰填筑与复合土工膜铺设、编织袋装石碴护坡及初期排水同时施工。
复合土工膜采用人工铺设，并在上游围堰坡脚处采用编织袋装石碴压牢，编织袋装石碴护坡采用人工抛填。
放水洞洞口加固完毕应立即拆除围堰，拆除料全部运至主坝坝后堆存。
库水位以上采用1.0立方米反铲挖掘机配8.0吨自卸车挖运。
根据现有施工设备情况，开挖水下石碴采用长臂反铲挖掘机，并采用自卸车运至主坝坝后堆存。
第四节施工方法
一、料场规划
根据土方平衡与调配，本工程主坝心墙281.20米高程以上翻压、主坝两端齿槽回填、副坝齿槽回填、副坝心墙填筑等工程共需在料场开挖土料3.5万立方米。
拟采用的土料场位于后峪村北部、莱芜～沂源公路北侧，距主坝平均距离约为1.5公里。
本料场场区土料成因属山前坡洪积堆积层，可用层含砂质壤土厚度3.5米，总储量估算为42.35万立方米。
根据设计需要防渗土料用量约为3.56万立方米。
按《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251-2000）第4.3.4条规定，初步设计阶段勘察储量不得少于设计需要量的2倍，即设计需要7.0万立方米。
因此勘察储量满足设计要求。
本工程上游抛石挤淤需外购块石25896m3，可由库区周围石料场供应或由埠东、茶叶口及章丘等石料场提供。
以上料场储量及质量均能满足施工要求。
二、土石方与拆除工程
（一）本工程土石方项目包括：
1、主坝上游砂壳翻压、主坝下游砂壳翻压和心墙开挖及填筑、上下游补填土方、上游坝脚压重、齿槽开挖及回填；
2、坝清基、排水沟开挖及齿槽开挖和回填；
3、洪道石方开挖及回填；
4、放水洞石方开挖，围堰填筑及拆除；
5、南放水洞石方开挖；
6、外购土石方等。
以上共计开挖量364498m3（自然方），填筑量384907m3（自然方）。
（二）本工程拆除工程项目包括：
1、主
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