05施工导流与水流控制说明.docx
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05施工导流与水流控制说明
5施工导流与水流控制说明
5.1概述
5.1.1工程项目
本工程包括以下项目：
①坝址区的导流（含左河床的明渠拓宽开挖）和截流设计；
②坝址区一、二期上下游横向与纵向围堰的设计与施工；
③坝址区的安全渡汛和防护工程；
④建筑物的基坑排水；
⑤导流建筑物拆除等。
5.1.2控制性工期
2004年2月23日：
左岸导流明渠拓宽开挖完毕；
2003年11月1日：
一期截流；
2004年1月24日：
一期高水围堰填筑完建；
2004年10月14日：
二期截流；
2004年10月24日：
二期围堰完建；
2005年3月21：
二期围堰拆除完毕。
5.1.3工程量
施工导流及水流控制工程量见下表5-1。
表5-1主要工程量表
施工部位
项目名称
单位
工程量
左岸明渠
明渠开挖
m3
57000
一期低水围堰
土石填筑
m3
34920
块石护坡
m3
9500
高喷板墙
m
2880
铅丝笼
m3
650
一期纵向低水围堰拆除
m3
5610
一期高水围堰
土石填筑
m3
31530
块石护坡
m3
6800
铅丝笼
m3
550
钢筋石笼
m3
7430
高喷板墙
m
900
土工布
m2
8900
一期上下游围堰拆除
m3
51370
二期围堰
土石填筑
m3
16740
块石护坡
m3
5900
高喷板墙
m
1370
围堰拆除
m3
40840
5.2施工导流与设计
施工导流采用导流明渠分期导流，共分两期导流。
5.2.1一期导流
一期导流采用左岸导流明渠导流，导流明渠由左岸河床拓宽加深形成。
导流明渠开挖完毕后，进行一期截流（低水围堰）。
在一期子堰的保护下，进行高水围堰的施工。
5.2.2二期导流
在发电厂房及泄水闸右岸五孔施工完毕后，即开始二期导流，二期导流利用已建成的泄水闸和厂房导流。
二期导流工程主要为导流明渠上下游横向土石围堰的施工，在上下游土石横向围堰及纵向高水围堰的保护下进行二期泄水闸及连接段的基坑开挖、防渗墙及混凝土施工。
5.2.3导流施工总布置
临时挡水、一、二期导流建筑物布置见“一、二期导流工程施工布置平面图”（图号QXDTS01-T-07、08）。
一期导流建筑物包括：
上、下游横向围堰（低水和高水）、低水和高水纵向围堰。
二期导流建筑物包括高水纵向围堰、上、下游横向土石围堰。
5.2.4导流施工总程序
导流施工总程序如图5-1所示。
5.3一期导流设计
5.3.1一期导流布置
一期导流采用左岸明渠导流，导流明渠布置于左岸河床，在一期围堰前需进行拓宽加深。
主要挡水建筑物布置有低水纵向围、纵向高水围堰、上游横向高水土石围堰以及下游横向高水土石围堰。
主要挡水建筑物在高水围堰的保护下施工。
5.3.2导流标准
一期导流期间在导流挡水建筑物的保护下施工的工程项目为厂房和一期泄水闸的基础开挖、防渗墙及混凝土浇筑等项目。
各项目的施工时段为2003年11月至2004年6月，因此，一期围堰为全年挡水。
导流标准按P=20%选取，相应设计洪水流量2910m3/s，相应上游水位分别为75.04m、73.80m。
一期挡水低水围堰的挡水时间为2003年10月~2004年1月，为枯期挡水，导流标准按P=20%选取，相应设计最大洪水流量914m3/s，相应上下游水位分别为72.70m、71.36m。
5.3.3纵向低水围堰设计
为了减少纵向围堰所占河床位置、尽量增加导流过流面积，上下游纵向围堰采用粘土围堰，基础采用高喷板墙（深入基岩0.5m），迎水面采用防冲块石护面和钢筋石笼护底，堰顶高程平均为73.03m，迎水面和背水面坡比均为1:
2，堰顶宽度为4米。
5.3.4纵向高水围堰
纵向高水围堰采用粘土心墙填筑，内填土工布，迎水面和背水面采用钢筋石笼护面，坡比均为1:
0.7，基础采用高喷板墙防渗，堰顶高程平均为75.42m，堰顶宽度为4米。
5.3.5一期低水上下游横向围堰
一期低水上下游围堰均为粘土心墙土石结构，其中上游堰顶高程为73.70m，下游堰顶高程为72.36m，堰顶宽度均为4米。
采用粘土心墙和基础高喷板墙进行防渗，心墙上下游均采用50cm厚的反滤料，土石填筑为利用坝基的开挖料，迎水面均采用1米厚的块石进行护面防冲，高喷板墙深入基岩0.5m，深入粘土1.5m。
5.3.6一期高水上下游横向围堰
一期高水上下游横向围堰在一期低水上下游围堰的堰体上进行加高和培厚，堰顶高程分别为76.04m和74.80m，堰顶宽度均为4米。
围堰的具体结构形式见“一期导流工程施工布置平面图”（图号QXDTS01-T-07）。
5.4.二期导流设计
二期导流作用时段为2004年11月至2005年2月，为枯期导流。
5.4.1导流标准
导流标准按P=20%选取，设计最大洪水流量为805m3/s，洪水由已建三孔泄水闸和发电洞进行导流。
5.4.2围堰设计
二期纵向围堰利用一期已建成的纵向高水围堰。
二期上下游横向围堰均采用土石堰体，粘土心墙和基础高喷板墙进行防渗。
结构形式同一期上下游横向围堰。
二期上游围堰堰前水位为72.13m，考虑1m安全超高，上游围堰顶高程为73.13m。
二期下游围堰堰前水位为71.12m，考虑1m安全超高，上游围堰顶高程为72.12m。
具体结构形式见“二期导流工程施工布置平面图”（图号QXDTS01-T-08）。
5.5施工方法
5.5.1右岸河床拓宽开挖施工
具体开挖措施见第6章：
土石方工程施工说明。
5.5.2一期围堰施工
（1）一期低水围堰的施工
纵向高水围堰施工前，进行上下游横向低水围堰和纵向低水围堰的施工，在上下游横向低水围堰和低水纵向围堰枯水期挡水保护下，进行纵向高水围堰的施工。
围堰的填筑料取自右岸坝肩的开挖料，不足部份取自石料场，填筑方向为上下游向中间进占填筑，水面以下一次填筑到位，水面以上分层填筑碾压，粘土斜墙与堆石体同步填筑。
（2）一期截流
一期截流为纵向低水围堰的截流。
①截流时间与流量选择
为有利于一期纵向高水围堰的施工，截流时间尽量选择在枯水前期时段，因此，本工程一期截流时间选择在枯水期中段在2003年11月1日。
②截流方式
截流采用立堵法。
截流戗堤即为纵向低水围堰的堆石体，龙口位置选择在纵向低水围堰的中点。
③截流水力计算
根据坝址地形条件平面图及一期纵向围堰的布置，当一期纵向围堰合龙时，围堰内外水位相等，因此当截流时，龙口处的水位高差为0m，因此为静水截流。
（3）一期纵向高水围堰的施工
一期纵向高水围堰在枯期低水围堰的保护下进行施工，在基坑初期排水结束后，对纵向高水围堰的基础进行清理，测量放样后，在围堰轴线两侧首先码放第一层钢筋石笼，在钢筋石笼范围内进行围堰土料的填筑，随着土料填筑的上升，在土料的迎水面和背水面分别码放钢筋石笼，并进行土工布的铺设，直至上升至围堰堰顶。
（4）一期上下游横向土石围堰施工
施工方法：
围堰的水下部份采用自卸车直接填筑，自稳密实。
围堰的水上部份填筑采用分层填筑，振动碾压，粘土斜墙与墙体同步填筑上升，护坡石渣随粘土的填筑面同时抛填。
施工程序：
场地清理施工放样碾压试验分区分层填筑。
施工机械：
16t振动碾1台，D85推土机一台，PC200反铲一台，蛙式打夯机两台，10t自卸车及5t自卸车若干。
碾压试验：
在进行正式填筑前进行堆石体及防渗土的碾压试验，以确定最优的碾压参数如碾压层厚，碾压遍数，洒水量等。
碾压试验采用逐渐收敛法。
逐步求出各最优参数。
（5）高喷板墙的施工
高喷板墙的施工详见第8章《基础处理工程施工说明》。
5.5.3二期土石围堰施工
（1）二期截流设计
截流时间及设计流量；二期截流时间选在汛后退水期，即2004年10月14日。
经水力学计算，当上游横向围堰合拢后，围堰上游水面高程为72.13m，上下游水位差为1.1m
截流材料及其尺寸和数量的确定:
截流材料选用直径大于0.4m的大块石。
（2）截流施工及主要设备
二期截流采用立堵法单戗截流。
截流使用10t自卸汽车和D85推土机配合抛投。
抛投方式采用上游角突出的进占方法。
（3）上下游堰体填筑施工
上下游堰体的填筑施工大部分为水下填筑。
水下部分的填筑施工直接使用10t自卸汽车倾倒堆石料和粘土，D85推土机推平。
预进占完毕后，进行水上部分的填筑，水上部分进行分层回填摊铺碾压。
运输机械选用10t自卸汽车，摊铺机械采用D85推土机，振动碾采用16t振动碾，块石粒径、摊铺厚度、碾压遍数、洒水量碾压参数均按碾压试验确定的参数施工。
粘土心墙同堆石体填筑同步填筑。
（4）高喷板墙的施工
高喷板墙的施工详见第8章《基础处理工程施工说明》。
5.6围堰高喷防渗墙施工
5.6.1概述
一期围堰施工轴线长610m，墙体最大深度11.2m，高喷墙工程量2270m；二期围堰施工轴线长250m，墙体最大深度7.2m，高喷墙工程量820m；根据墙体厚度要求，施工设计距1.2m。
5.6.2施工场地布置
（1）防渗墙施工平台：
根据防渗墙的轴线位置和可利用场地，将围堰堰顶整平、压实后形成防渗墙施工平台。
（2）在墙顶轴线下游侧布置高喷机械和钻机作业平台、机械行走道路、排水沟、排浆沟、水泥浆制浆平台、供水管。
墙顶轴线上游侧布置施工器材和小型机具停放场地。
（3）水泥浆制浆：
水泥浆制浆平台布置在防渗墙轴线下游侧，沿轴线每间隔150m搭设一座制浆平台。
平台面积10×12m2，安装1台NJ—600型高速浆液搅拌机和一台JJS—10型低速浆液搅拌桶。
5.6.3高喷墙施工工期、强度及设备配备
本合同段防渗墙分两期施工，一期防渗墙工程施工时段为2003年10月12日~2003年12月15日，施工历时63天，完成高喷防渗墙2270m，平均月施工强度1130m，防渗墙施工工效按一台套旋喷机械900m2/台月计算，每台套按配置“3钻1喷”配置设备，投入该段围堰3台套高喷机械，本段的2270m成墙工程量可确保在60天完成。
二期防渗墙工程施工时段为2004年9月24日~2004年10月24日，施工历时31天，完成高喷防渗墙820m，平均月施工强度820m，施工中投入2台套高喷机械，确保在31天完成施工任务。
5.6.4施工程序
高喷防渗墙各旋喷桩孔分序施工，间隔成桩，然后交接成墙。
即按旋喷孔编号划分为一序孔和二序孔，先完成一序孔（奇数孔）的造孔与旋喷灌浆后，再钻进二序孔（偶数孔），并完成旋喷灌浆。
5.6.5高压旋喷灌浆的施工工艺流程见图5-2。
定位钻孔下喷射管制浆喷射旋转、提升
冒浆
冲洗
成墙
静压灌浆充填
图5-2高压旋喷防渗墙施工工艺流程
5.6.6施工方法与技术措施
（1）测量放样：
在防渗墙施工平台形成后，由测量人员准确放出防渗墙轴线和旋喷孔的孔位，埋设孔口管或做上标记以确保孔位准确，并在适当位置布置控制点，进行施工期的检测和校核。
（2）钻孔：
根据本工程的特点，采用“三重管钻喷法”进行施工，即选用XY—2PC型地质钻机进行旋喷孔钻孔作业。
钻进过程中要记录完整，终孔要经值班技术员签字认可，不得擅自终孔。
为了确保墙体的连续性，采取切实可行的钻进措施，防止钻孔偏斜。
根据一些工程经验，钻孔周围场地必须整平、压实，有利于钻机的平稳、牢固；钻孔时，首先把钻机对准孔位，用水平尺校准机身水平，垫稳、垫牢、垫平机架，控制孔位偏差不大于1%；
（3）下喷射管：
将喷射管下放到设计深度，为防止喷嘴堵塞，可采用边低压送水、气、浆，边下管的方法。
下放喷射管之前，要进行全面试压，一切正常后才能下放入孔；喷管下到孔底时，要通知质检人员到场检查，确认具备灌浆条件后方可开喷。
（4）喷射灌浆：
当喷射管下放到设计深度后，在现场指挥人员的指挥下，送入合乎要求的水、气、浆，喷射1～3min，待注入的浆液冒出地面后，按预定的提升速度、旋转速度，自下而上边喷射、边转动、边提升，直到设计高度，停送气、浆，提出喷射管。
喷射灌浆开始后，现场值班技术员、质检员必须经常检测和监测高喷的流量、气量、压力以及旋转速度、提升速度等各项施工技术参数是否符合设计要求，并且随时做好记录。
因故障造成喷射中断时，应尽快排除故障恢复喷射；在恢复喷射时，必须将喷管下放0.5~1.0m进行复喷。
（5）清洗：
当喷射到设计高程后，喷射完毕，及时将各管路冲洗干净，不得留有残渣，以防堵塞，尤其是浆系统更为重要。
通常是把浆液换成清水进行连续冲洗，直到管路出水澄清为止。
（6）充填：
为解决旋喷凝结体顶部因浆液析水而出现凹陷现象，每当喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直至孔口液面不再下沉为止。
5.6.7防渗墙质量检查
在高喷防渗墙完工后，按照监理工程师指示的位置，在防渗墙的一侧加喷若干根旋喷桩，与原墙体形成三角形或四边形围井，对围井底部亦采用旋喷桩封底。
待凝结一定时间后，采用地质钻机、Φ110~150mm钻具在围井内进行钻孔，进行压水试验或注水试验。
5.7基坑排水
基坑排水分初期排水和经常性排水两部分。
5.7.1一期基坑初期排水
（1）初期排水
一期截流后，基坑蓄水量约为14.8万m3，按5天抽排完，排水强度为1234m3/h，基坑内水位下降速度控制在0.5m/d以内。
开始排水时，采用试抽法确定设备数量及抽水量。
（2）排水泵站的布置
泵站的设置尽量做到扬程低，管路短，少移动，便于管理，施工干扰少，安全，尽可能使排水与施工用水相合。
初期排水按基坑积水深度不同，分别于纵向围堰堰边按上中下布置三个移动式抽水站（另外备用1台）。
（3）抽水设备
根据基坑排水及抽水期，可以确定抽水设备最大容量。
初步选择10SH-9A型水泵（流量468m3/h，扬程30m，功率55kw）5台（1台备用），排水时间约为5天。
5.7.2一期基坑经常性排水
经常性排水包括施工期降雨量、施工用水量和围堰渗水量。
一期工程施工时，在上下游围堰背水面处挖集水坑，将基坑内的积水分别引至上下游的集水坑内，排水强度约为488m3/h，安排8SH-13A型水泵（扬程36m，流量270m3/h，功率45kw）3台（其中1台备用）进行抽排。
5.7.3二期基坑初期排水
二期截流后，基坑积水量约为7万m3，按5天抽排完，排水强度为1186m3/h，基坑内水位下降速度控制在0.5m/d以内。
根据基坑排水及抽水期，可以确定抽水设备最大容量。
初步选择10SH-19型水泵（流量486m3/h，扬程14m，功率30kw）5台（1台备用），排水时间约为5天。
5.7.4二期基坑经常性排水
二期工程施工时，在上下游围堰背水面处挖集水坑，将基坑内的积水分别引至上下游的集水坑内，排水强度约为380m3/h，安排8Sh-13A型水泵（扬程36m，流量270m3/h）3台（其中1台备用）进行抽排。
5.8渡汛措施
5.8.1渡汛措施
（1）成立防汛领导小组，明确职责，对防汛工作统一领导协调。
（2）加强与水情部门联系，及时收集水情预报，密切关注河水水位和流量变化情况，作好防大汛的思想准备。
（3）备足防汛所需的材料和设备，做好防汛的物质准备和劳动力安排。
（4）为了保证工程的安全度汛，在平常安排生产时贯彻全年抓防汛的思想，始终把工程汛前施工形象作为重点，提前作好防汛工作。
（5）在每年汛前，当坝址流量、水位超过围堰设计挡水标准，根据水情预报情况，在漫堰之前进行基坑充水。
（6）经常检查防汛材料的储备和防汛设备的到位情况，及时对防汛材料加以补充与设备维护，使其处于良好的状态。
（7）对有可能被洪水淹没部位的设备，随时作好撤退的准备，一旦出现险情，以最快的速度撤到地势高的部位，尽量减少洪水带来的损失。
（8）成立防汛临时突击队，突击队员在汛前随时作好突击防汛的准备。
（9）在汛期配备专人日夜查巡，一旦发现险情，及时通报。
（10）服从业主和监理工程师的指示和安排，配合其他承包人的防汛工作。
5.8.2超标洪水应急措施
在施工期间，为防止超标洪水的影响，特制定应急措施如下：
（1）在上下游围堰左右两岸现场储备部分编织袋，以防洪水提前到来，快速将上下游围堰加高形成子堤临时挡水，保护基坑内设备不被淹没；
（2）当遇到超标洪水来临前，将围堰两岸备用的渡汛填筑材料填到围堰上进行加高，并做好加固措施。
（3）迅速撤离基坑内的设备和人员，若设备来不及撤离，将电机设备拆卸转移，并将设备固定牢靠，以防被洪水冲走。
（4）在汛期配备专人日夜查巡，一旦发现险情，及时报警，全力投入防汛抢险。
在汛期及时掌握水情，进行预报，做好防汛准备工作。
5.9围堰的拆除
5.9.1土石围堰采用机械直接拆除，使用反铲和10t自卸汽车直接挖装。
钢筋石笼采用吊车吊装，自卸汽车运输。
5.9.2围堰拆除顺序
围堰拆除顺序为：
一期纵向低水围堰拆除一期上下游横向土石围堰拆除上下游纵向高水围堰拆除二期上下游横向围堰拆除。
在各围堰拆除时，基坑进行预充水，使基坑内外水位保持一致，防止拆除时，弃渣被有压水流带至基坑。
预充水可采用虹吸法。
5.10机械设备配置
表5-2机械设备配置表
序号
设备名称
型号及规格
单位
数量
1
反铲
PC300，1.6m3
台
2
2
PC220，1.0m3
4
3
自卸车
东风EQ3208G，10T
台
20
4
东风EQ141，5T
10
5
装载机
KLD85Z，3.1m3
台
2
6
推土机
D85A-18，162kw
台
4
7
振动碾
YZ16，16t
台
3
8
凸块振动碾
YZK12，12t
台
2
9
蛙式打夯机
HW60
台
3
10
水泵
10Sh-9A
台
5
11
水泵
8Sh-13A
台
3
12
水泵
10Sh-19
台
5
13
轮胎式起重机
QY8，8T
台
1
14
钻机
XY-2PC，15kw
台
9
15
泥浆泵
BW250/50，15kw
台
9
16
高喷机
BZK-3A，30kw
台
3
17
制浆机
NJ-600，7.5kw
台
3
18
高压水泵
3D2SZ75/50，75kw
台
3
19
空压机
VY9/7，9m3/min
台
2
20
抽水机
3B33，7.5kw
台
3
21
污水泵
5.5kw
台
6
22
砂浆泵
2SNS，15kw
台
3
23
电焊机
25kw
台
3
升级会员 