截流施工组织设计.docx
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截流施工组织设计
截流施工组织设计
1.概述
1.1工程概况
滩坑水电站工程位于浙江省青田县境内的瓯江支流小溪上,距青田县城西门约32km,该电站由拦河坝、溢洪道、泄洪洞、引水系统、发电厂房等建筑物组成。
拦河坝为钢筋混凝土面板堆石坝,坝顶高程171.0m,最大坝高162.0m,坝顶长507.0m。
电站属一等工程,主要建筑物按Ⅰ级建筑物设计,相应的临时建筑物为IV级。
1#导流隧洞(截流时段的导流建筑物)位于坝址左岸,为城门洞型,衬砌成型后断面为(宽×高)12×14m。
隧洞总长1070m,导流隧洞进口底板高程为34.5m,出口底板高程为32.5m,设计底坡i=0.1869%。
1.2水文气象
坝址多年平均降水量1691.1mm,本流域的气候受东南亚季风影响,四季变化明显,3~4月为初春季节,盛行东北风,细雨连绵,称为春雨期。
5~6月春末夏初暧湿太平洋高压气团渐向大陆推进,造成连续降雨,称梅雨期,7~9月为盛夏季节,天气炎热,盛行偏南风,台风频繁,多降热雷雨和台风雨,对本流域影响较大。
10~11月为秋季,盛行西北风,天气晴朗,降雨日数最少。
12月~次年2月为冬季,盛行北风,海上冷高压常伸入流域内,以及西南季风的影响形成多云天气,雨雪量甚少。
多年平均降水日数166天。
由于降水量不均匀,造成径流年内分配的不均匀性,水量分配以6月、9月为最多;12月、1月最少。
坝址以上河道长度187km,平均坡降2.53‰,控制集水面积3330km2。
坝址多年平均降水量1691.1mm,多年平均流量120m3/s,多年平均径流量37.8亿m3。
受降雨量年内分配不均匀影响,径流年内分配也不均匀,主要集中在4~9月,约占年径流量的75.2%,以6月最大,6~9月为台风雨。
流域气候受东南亚季风影响,四季变化明显,气候温和,坝址多年平均气温19.7ºC,极端最低气温为-5.3ºC,极端最高气温为44ºC。
坝址河床高程30~34m,枯水期水面宽90~130m,枯水期水深1.0~2.5m。
2.截流时段、标准和方法选择
2.1截流时段、标准选择
根据施工总进度安排,截流时间安排在2005年10月上旬。
根据《水利水电工程施工组织设计规范》SL303-2004规定,截流标准采用截流时段重现期5~10年的月或旬平均流量。
本工程采用10月上旬10年一遇旬平均流量Q=114m3/s作为截流设计流量。
2.2截流条件分析和方案选择
2.2.1截流条件分析
a、由于截流流量较小,1#导流洞的分流条件好。
b、目前上、下游围堰一二期防渗墙已按优化后的施工方案实施完毕。
上游围堰一二期防渗墙顶高程分别为EL37.0m,EL38.5m,下游围堰一二期防渗墙顶(围堰、截流戗堤的一部分)高程分别为EL36.0m,EL37.0m。
c、上下游围堰堰址处原河床高程分别为EL34.5m、EL33.5m,相当于预先进行平抛护底2.5m。
由于下游围堰防渗墙施工平台的存在,抬高了截流戗堤下游的水位,分担了落差(由投标阶段计算的3.8米落差减为2.3m)。
2.2.2水力计算成果(按单戗立堵方式计算):
截流最终上游水位为38.3m;
截流龙口最大落差为2.3米;
截流龙口最大流速为3.27米/秒(龙口平均宽度5.0米时计算值);
截流龙口抛投最大石料当量直径大于0.5米,相当于0.17吨/块。
基于上述条件和水力计算成果可知:
由于上下游围堰防渗墙施工平台的修建,相当于预先对龙口河床平抛石碴块石料及护底,减小龙口水深的技术措施,有利于防止合龙过程中戗堤坍塌,减小合龙抛投工程量,降低合龙抛投强度。
2.2.3截流方案
截流采用上游单戗堤双向立堵的方式,龙口布置在上游围堰一期防渗墙施工平台中部靠上游侧位置。
截流戗堤与上游围堰结合,截流戗堤轴线长约180m,堰顶高程为39.5m,顶宽12m,上游坡1:
1.5,下游坡1:
1.4。
截流材料采用坝肩开挖利用料和左岸郎回周转料场料,运距0.5Km。
3.截流施工方法
3.1上游围堰非龙口段戗堤施工
戗堤总长约180米,非龙口段戗堤采用先加高二期防渗墙施工平台至设计高程EL39.5米,然后在一期防渗墙施工平台的基面上自右岸向左岸进占的方式形成,所需料源采用就近堆放的右岸坝基开挖料。
戗堤石渣填筑工程量约0.48万m3,非龙口段石碴填筑约0.34万m3,龙口段填筑约0.14万m3。
非龙口戗堤在2005年9月20日开始施工。
根据施工强度,机械设备采用2台3m3和2台3m3的挖掘机,配10台20~32t自卸车,抛填现场320马力推土机进行推铺。
在非龙口段进占将至龙口位置时,抛填物料为粒径0.5m左右的块石料,保护堤头及混凝土防渗墙。
3.2下游围堰戗堤施工
下游围堰石碴戗堤,自2005年8月2日开始进行至2005年9月20日完成围堰右岸非龙口段施工,2005年9月20日开始进行左岸非龙口段施工,并预留与上游围堰对称位置河床35m长度的缺口。
戗堤高程35.5m,戗堤总长约180m。
截流后再进行缺口段的施工,缺口段填筑施工3天完成。
3.3龙口段施工
龙口位置抛填物料考虑部分使用渣场备料,龙口段截流需约1400m3抛填物料,考虑允许流失料及备用料,共需料1800m3左右。
截流时采用双向立堵方式,先抛块石含量较高的混合石渣料,合龙段抛0.5~0.8m3大石块。
3.4截流抛投强度及主要机械设备
合龙计划完成时间5h,其抛投强度约为360m3/h。
龙口合拢施工,石渣采用4台3m3反铲挖掘机,12台20~32t自卸车装卸,龙口段配置2台320马力推土机。
4.截流前需达到的施工面貌
a.导流洞工程完工并具备过水导流条件;
b.上下游围堰防渗墙全部施工完成;
c.左右岸河床水位以上坝基(趾板)开挖完成;
d.左岸交通干线(替代原左岸沿江路)包括左岸上游55交通洞及其附属道路、下游80~68交通洞及其附属道路、左岸坝坡75线全部完成;
e.非龙口段戗堤预进占完成;
f.截流用石渣、大块石戗堤闭气土料备料完成。
5.目前的施工面貌
a.导流洞工程已完工,进出口围堰尚未拆除,拆除时间安排在05年08月至09月中旬;
b.上下游围堰防渗墙已全部施工完成;
c.右岸河床段以上坝基(趾板)开挖已完成;
d.左岸EL100m以上坝基(趾板)开挖已完成;河床至EL100m以上段坝基开挖05年09月下旬完成;
e.左岸交通干线(替代原左岸沿江路)包括左岸上游55交通洞及其附属道路、下游80~68交通洞及其附属道路、左岸坝坡75线正在施工,完成工程量约85%,其余工程量05年09月中旬完成;
f.非龙口段戗堤预进占尚未进行,安排在9月下旬施工;
g.截流用石渣、大块石戗堤闭气土料备料:
石渣就近利用坝基开挖料,闭气土料利用角湾土料,大块石备料05年08月~09月进行。
6.截流后的度汛方案
6.1截流后的度汛任务
a、2005年10月截流后至2006年3月底,完成围堰填筑、过水保护,使围堰具备拦挡枯水期(当年10月至次年4月)10年一遇标准的洪水能力,相应设计洪水流量2420m3/s;具备与导流洞联合下泄全年20年一遇洪水流量10400m3/s的条件。
b、至2006年3月底完成河床段基坑开挖、坝体一期填筑和坝体保护任务,具备与导流洞联合下泄全年20年一遇洪水流量10400m3/s的条件。
c、确保大坝上、下游交通道路通畅。
d、建立并维持水情气象预报系统,及时预报汛情。
e、在汛前,做好各工作面、施工临时设施、建筑物的度汛保护,以及堆(弃)料场的排水和护坡工作。
6.2截流后施工导流及度汛标准
滩坑电站坝址实测水文资料系列较长,连续水文资料有48年。
围堰修建期(05年10月至06年03月)的导流度汛标准采用实测分月10年1遇的标准,其余按照设计施工导流及度汛标准。
具体见表1:
施工导流及度汛标准表1
导流阶段
导流、度汛标准
设计
流量(m3/s)
上游水位(m)
基坑水位(m)
下游水位(m)
泄流建筑物
围堰挡水
05年10月
分月P=10%
964
41※
36.5
※1#导流隧洞与河床联合泄流
05年11月
616
45.5
36.0
05年12月
343
42.0
34.6
1#导流隧洞
06年1月
540
44.0
35.1
06年2月
893
47.0
36.4
06年3月
1830
53.0
37.0
06年4月
10~4月时段P=10%
2420
55.94
37.57
围堰、大坝过流:
2006年5月
至2006年9月
全年P=5%
10400
63.79
47.8
47.46
1#导流隧洞与河床联合泄流
说明:
表中1000m3/s以下流量的来水,在确定上下游水位时未考虑库区调蓄量。
6.3度汛方案
从“度汛任务”可知截流后度汛任务的中心是:
确保06年03月底围堰、大坝一期的施工度汛面貌,并完成相应的过流保护措施。
根据上述要求,制定以下度汛措施:
a、优化施工措施(道路),在05年的汛期开挖部分河床段的覆盖层,削减截流后的工程量,减轻围堰、大坝达到度汛面貌的压力;
b、配备足够的抽排水设备,确保按期完成围堰闭气、基坑抽排水任务;
c、按分月10年一遇洪水标准下的上游水位确定围堰填筑高程,确保围堰施工安全顺利进行;
d、按照《围堰、大坝过水导流水工模型试验成果》优化、确定围堰、大坝的过流保护措施,确保安全度汛;
e、成立以项目负责人为组长防汛领导小组;
f、加强与地方的水文、气象预报部门的联系,及时掌握气象、水文动态。
7.上游围堰施工
截流后上游围堰的主要工作有:
34m高程以下堰体钢筋笼防护、混凝土浇筑,34m高程以上堰体填筑、土工膜铺设、混凝土锚块、干砌块石、混凝土溢流面板和排水孔施工。
下游围堰的主要工作有:
堰体钢筋笼防护、混凝土溢流面板施工。
7.1、围堰的开挖、修坡
闭气排水后,首先完成自然河床面以下的堰坡开挖及修规施工,采用PC400开挖及修坡。
7.2上游围堰填筑施工
上游堰体预进占施工时,第一填筑层为露出水面0.5m高的以下部分,由20t自卸车运料上堰,D85A-16堆土机铺料整平,BW225D-3振动碾碾压,铺料厚度为100~120cm,碾压6~8遍。
上、下游围堰护坡滞后于堰体填筑30~40m进行,围堰截流前填料取自趾板和坝肩开挖料,运距0.5Km,截流后围堰填筑料取自基坑开挖料和溢洪道石方开挖料,从溢洪道取料运距1.5Km,20t自卸运至堰体填筑面。
上游围堰砂砾石心墙和过渡料采用1.6m3液压反铲挖装,20t自卸汽车运输上堰,D80型推土机推铺,18t振动自行式振动碾碾压,每层填筑厚度0.8m,碾压6~8遍。
砂砾石心墙及过渡料填筑时,土工膜随填筑体呈“之”形交替上升。
7.3围堰钢筋笼施工
上游围堰干砌石及钢筋笼护面工程量约33000m3,下游围堰约3860m3,石料取自坝肩开挖料,运至工作面,经现场加工后用于施工。
钢筋笼在上游围堰附近加工成1.5m×3m的无盖笼,堰体坡面开挖完成后,将无盖钢筋笼运到位,PC200辅助人工装块石,钢笼石笼顶部的钢筋通长布置,与下部钢筋笼的侧面相互连接成一体。
7.4围堰混凝土护面施工
混凝土浇筑前,对34m高程以上干砌石坡面进行机械修坡及填筑砂砾料找平处理,防止混凝土浇筑时水泥浆流失。
混凝土由系统拌和站拌制,6m3搅拌车或自卸车运输直接入仓,坡面上铺设泄槽,每13米设一道沉降缝。
7.5土工膜拼接、铺设、保护
7.5.1土工膜的拼接
(1)复合土工膜的拼接方式及搭接长度满足施工图纸的要求。
(2)复合土工膜的接头采用焊接方式连接,局部采用粘接连接。
施工前进行焊接设备的比较、焊接温度、焊接速度以及施工工艺等试验。
(3)拼接前必须对粘接面进行清扫,粘接面上不得有油污、灰尘。
阴雨天在雨棚下作业,以保持粘(搭)接面干燥。
(4)土工膜的拼接接头应确保其具有可靠的防渗效果。
在涂胶时,必须使其均匀布满粘接面,不过厚、不漏涂。
在粘接过程中和粘接后2h内,粘接面不得承受任何拉力,严禁粘接面发生错动。
土工膜接缝粘结强度不低于母材的80%。
(5)土工膜剪裁整齐,保证足够的粘(搭)接宽度。
当施工中出现脱空、收缩起皱及扭曲鼓包等现象时,将其剔除后重新进行粘接。
(6)在斜坡上搭接时,将高处的膜搭接在低处的膜面上。
(7)在施工过程中,若气温低于0℃,必须对粘接剂和粘接面进行加热处理,以保证粘接质量。
粘接强度必须符合施工图纸的要求。
(8)选用4宽幅的复合土工膜,若幅宽较窄,在工厂内或现场工作棚内拼接成宽幅,卷成长卷材运至铺设面,以减少现场接缝和粘(搭)接工作量。
7.5.2铺设
(1)复合土工膜每幅长30m,宽4m,横向拼接后成卷,随着填筑层的上升而左右往返铺设,“之”型向上展铺,每拆厚1.1m,坡比1:
1.6。
(2)复合土工膜铺设面上清除一切树根、杂草和尖石,保证铺设砂砾石垫层面平整,不允许出现凸出及凹陷的部位,施工时先填筑土工膜一侧的砂砾料,经人工修坡后,用1t小振动碾坡面碾压密实,再将土工膜折过来铺在坡面上,填筑另一侧砂砾料。
排除铺设工作范围内的所有积水,土工膜铺设与堰体填筑同步。
(3)土工膜上、下游侧分别填筑2.0m及1.0m厚的砂砾料。
砂砾料利用河床中的天然砂砾料,去除大于15cm的大石,其中土工膜两侧1m范围去除大于8cm的石子。
(4)复合土工膜铺设时,应形成折皱,并保持松弛状,以适应变形。
(5)复合土工膜与支持层之间应压平贴紧,避免架空,清除气泡,以保证安全。
(6)铺设过程中,作业人员不得穿硬底皮鞋及带钉的鞋。
不准直接在复合土工膜上卸放混凝土护坡块体,不准用带尖头的钢筋作撬动工具,严禁在复合土工膜上敲打石料和一切可能引起材料损坏的施工作业。
(7)为防止大风吹损,在铺设期间所有的复合土工膜均应用沙袋或软性重物压住,直至保护层施工完为止。
当天铺设的复合土工膜应在当天全部拼接完成。
(8)采用现场粘接方式进行复合土工膜的拼接,应保证有足够的搭接长度,做到粘接剂涂抹均匀,无漏粘。
采用焊接方式进行材料拼接时,土工膜搭接10cm,采用双道焊缝,防止发生漏焊、烫伤和折皱等缺陷。
,
(9)尽量不规划跨越土工膜施工道路,当车辆、设备等需要跨越土工膜时,采取相应的保护措施。
(10)对施工过程中遭受损坏的复合土工膜,及时按监理人的指示进行修理,在修理复合土工膜前,应将保护层破坏部位下不符合要求的料物清除干净,补充填入合格料物,并予整平。
对受损的复合土工膜,外铺一层合格的复合土工膜在破损部位之上,其各边长度大于破损部位1m以上,并将两者进行拼接处理。
7.5.3土工膜与防渗墙、岸坡的连接
(1)土工膜与基础防渗墙的连接
上游基础防渗墙的顶高程37~38.5m,清理干净后,先凿除墙顶疏松体,再浇一层厚50cm的C10砼,土工膜的下端埋入砼中,埋深大于30cm。
(2)土工膜与两岸坡的连接
左右两岸岸边浇筑砼刺墙,刺墙顶高程54.5m,宽2.2m,厚度根据地形条件确定,土工膜两端按“之”字型固定在刺墙中。
8.基坑排水
8.1基坑初期排水
基坑初期排水在上、下游围堰防渗墙完成(闭气)后进行,经估算,截流闭气后基坑初期排水总量约为25万m3,土石围堰控制基坑水位下降速度1m/d以下,按5~7d抽干基坑积水,初期排水强度为1490m3/h,共选用6台水泵(含1台备用),其中IS200-150-400型3台(排水量460m3/h,扬程48m),IS200-150-315型3台(排水量400m3/h,扬程32m)。
8.2经常性排水
经常性排水主要由围堰渗水、施工弃水及雨水组成,采用水泵抽排与明沟截水相结合的方式,利用两岸山坡开挖施工道路内侧设截水沟,山坡雨水直接引出基坑。
经估算,围堰基坑经常性排水强度为200m3/h,在上游围堰34m高程平台布置固定式泵站,配置IS125-100-400A型3台水泵,在不同情况根据基坑水量和施工作业面的施工要求,使用不同数量水泵抽排。
除在坝基垫层处理设必要的反向排水管外,基坑经常性排水应尽可能保持下游侧优先于上游侧,防止反向渗水。
9.安全施工措施
(1)严格按照SD67—88规程及本局制定的有关安全生产规定执行安全生产。
在施工前进行安全教育,提高安全意识。
(2)建立以施工队负责的安全生产管理机构,各机组负责人为机组安全员,对本机组的安全生产负责。
施工的机组要服从专职安全员的统一指挥,不在有危险时段或地点进行施工作业。
高边坡及闸井开挖,属高空作业,加强洞内照明,人员设备统一指挥。
(3)截流施工时,现场施工所有车辆统一指挥,保障交通安全。
(4)各种机械应由专人养护,避免机械出故障时伤人。
(5)施工用电应由专人负责接线和维护,工作面由系统用电中接出,每个工作面安装一个配电盘,配电盘上安装触电保安器,各单机设备用电均从配电盘都接出,并做到一机一闸。
(6)禁止带电移动机械设备及带电安装或改装,电器设备的接线均由电工进行操作,其它人员不得随意联接有关电器线路。
(7)及时发放带动保护用品,如安全帽,胶鞋、手套、防尘口罩等。
进入施工现场一律戴安全帽,在围堰施工时,粉尘较大的地方必须戴口罩。
10.进度保证措施
(1)采用计算软件进行料源规划,实行优化调度,保障堰料供应。
(2)合理划分堰面施工区块,确保流水作业顺利进行。
(3)对分区填筑进行项目分解,控制好关键工序和施工进度,并对影响进度目标的因素进行分析,确定相应的预控措施。
(4)加强设备的维护保养,确保出勤率。
(5)设立激励机制,实行联产计酬的分配制度,调动施工人员的积极性。
(6)做好与其它标段和其他工种的协调工作,减少施工干扰。
(7)加强道路设施的养护,确保运输道路通畅。
11.质量保证措施
截流后围堰工程包括基础开挖处理、堰体填筑、过流保护面板浇筑、以及相应的临时工程的施工,施工工艺复杂、技术要求高。
因此,要保证施工质量必须从总体施工程序安排、施工技术方案选择和施工总进度安排上进行优化,合理配置资源,要求施工队伍具有丰富的施工经验,并且在施工中不断总结经验,提高施工技术水平和管理水平,以保证优质、高效完成本工程的施工。
围堰施工时,石碴填筑严格按照现场确定的最佳填筑厚度进行填筑,只有上一层达到填筑压实指标后,方能进行下一层填筑。
碾压沿围堰轴线方向进行碾压,土工膜周围的砂砾料、过渡料填筑严格按照设计要求的施工秩序和厚度要求进行。
干砌石严格按照规范施工。
钢筋笼施工时,保证护面厚度,且钢筋笼之间利用钢丝两两相连,提高抗冲能力。
12.主要施工机械设备
主要施工机械设备表
表2
序号
名称
型号与规格
台套数
备注
1
反铲挖掘机
EC460
1台
2
反铲挖掘机
RH30E
1台
3
反铲挖掘机
HD1430
2台
4
反铲挖掘机
PC400
1台
5
反铲挖掘机
ATLAS3306
1台
6
汽车起重机
16t
1台
吊运
7
清水泵
单级
2台
抽水
8
电焊机
交流28KVA
6台
焊接
9
自卸车
20~32t
20
10
直流电焊机
AX320
2
11
自卸汽车
5T、8T
6辆
混凝土运输
12
装载机
CAT980G
1台
平场、倒运
13
装载机
ZL-50
1台
平场、倒运
14
推土机
TY320
2
推平
15
振动碾
BW225D-3
1
碾压
16
振动碾
YZ26C
2
碾压
17
振动碾
CA602D
1
碾压
18
水泵
IS200-150-400
6
备用1台
19
水泵
IS200-150-315
4
备用1台
20
水泵
IS125-100-400
5
备用2台
13.主要劳动力安排
主要劳动力表
表3
序号
工种
人数
序号
工种
人数
1
挖掘机司机
12
2
自卸车司机
30
3
汽车吊驾驶
2
4
电工
4
5
普工
30
6
测量工
4
7
水泵工
6
8
振动碾司机
9
总计
97