施工期水流控制方法及说明.docx
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施工期水流控制方法及说明
第五章施工期水流控制方法及说明
5.1基本资料
5.1.1水文气象
马边河流域地处盆地与高山过渡带，属亚热带季风气候，由于域内高差悬殊，气候变化显著，上游河源地区，为高山气候，较为寒冷潮湿，中下游特点是冬暖夏热、湿润多雨。
舟坝地区多年平均降雨量为1270.4mm，一日最大降雨量为147.5mm，多年平均降雨天数192天。
根据犍为和沐川（与坝址直线距离分别为28km和24km两个气象站资料统计，年平均气温分别为17.5℃和17.3℃，历年极端最高气温为38.2℃和37.9℃，极端最低气温为-2.6℃和-3.9℃，年平均相对湿度为81%和84%，历年最小相对湿度均为18%，年平均蒸发量为1096.5mm和957.6mm，多年平均风速1.5m/s，瞬时最大风速31.0m/s，相应风向NW，据清溪站统计，多年平均水温15.8℃，最高水温26.9℃，最低水温6.3℃。
马边河径流主要来源于降水。
洪水由暴雨形成，径流年际变化较小，年内分配不均，主汛期为6~9月，其中7~9月最为集中。
舟坝电站多年平均流量125m3/s。
马边河属山区性河流，山高坡陡，集流迅速，洪水涨落快，历时短，大洪水多为单峰，复峰多为中小洪水，一般单峰历时1~2天，复峰历时2~3天，涨水历时6~10小时。
舟坝电站径流成果及分期洪水频率成果见下表5-1-1，表5-1-2。
表5-1-1舟坝电站径流成果表
频率P%
平均流量Q（m3/s）
项目
10
50
90
统计参数
均值
Cv
Cs/Cv
全年
151
124
100
125
0.16
2
丰水期（5~10月）
235
185
145
188
0.19
3
枯水期（11~4月）
72.9
60.6
49.6
61.0
0.15
2
表5-1-2舟坝电站分期洪水频率计算成果表
频率P%
数值
分期（月）
10
20
33.3
50
1
72.7
64.7
58
51.6
2
125
103
85.4
70.5
3
245
185
145
115
4
568
441
344
261
5
975
768
607
469
6~9
4910
3800
2960
2280
10
732
554
421
314
11
382
287
218
165
12
103
92.2
82.9
74.0
11~4
600
487
396
316
5.1.2工程地质
坝址区河道呈“U”型河弯地形，枯水期河水面高程378.00m，河水面宽40~60m，水深7~8m。
河谷断面呈“V”形河谷，坝址两岸地形陡峭，在420m高程以下两岸谷坡35°~45°，上部谷坡左岸70°~80°，右岸为陡缓相间了阶梯状谷坡，陡坡75°~85°，缓坡40°~80°，平均坡度60°~70°。
坝址处河流流向S61°E，为横向谷，岩层产状N25~30°E/SE＜22°~28°，岩层倾向下游，微偏右岸。
两岸谷坡基岩露，坡度较陡，约50~60°，枯水期间河面高程378.00m，水面宽度40~60m，水深7~8m。
河床覆盖层深度8~12m。
坝基及两岸坝肩主要为T3xj6、T3xj8厚~层状砂岩，其间夹T3xj7泥岩、泥质粉砂岩。
坝基发育数条与层面平行的层内挤压带，其中j3、j4挤压带发育于大坝主要持力层T3xj6中，对大坝抗滑稳定起控制作用。
左岸坝肩卸荷深度较大，谷坡卸荷带水平深度50余m，垂直深度更大，且卸荷裂隙连续性好，倾角陡，张开这贡度1~3cm，局部达5cm以上，充填次生泥，局部无充填成空缝。
右岸风化卸荷虽较浅，但在新鲜岩体内与河流流向近于平行的N6525~75°W/NE＜70~90°，裂隙多见风化现象，从而降低了裂隙强度。
地区地下水按含水介质特征可分成基岸裂隙水与第四系松散堆积层孔隙水两类。
据水质分析成果，区内地表水、地下水均为HCO3-—Ca2+—mg2+或HCO3-—Ca2+—mg2+—K+Na+型水。
PH值6.9~7.6之间，对砼无侵蚀性。
5.2导流方案
5.2.1导流建筑物级别
本电站装机2台，单机容量51MW，总装机容量102MW。
电站枢纽由拦河大坝、进水口、引水隧洞、压力管道及地面厂房等建筑物组成。
工程等级为Ⅱ等工程，永久性水工建筑物为2级，次要建筑物为3级，根据《水电水利工程施工导流设计导则》，导流建筑物为5级。
5.2.2导流标准
根据《水电水利工程施工导流设计导则》，导流建筑物为5级，土石围堰的设计洪水重现期为5~10年。
根据本工程施工特点，本工程导流标准是：
2004年10月~2005年5月围堰设计挡水标准为3年一遇（洪水流量607m3/s），2005年汛期基坑过水标准为10年一遇（洪水流量4910m3/s），2005年10月~2006年4月围堰设计挡水标准为3年一遇（洪水流量421m3/s），2006年5月坝体挡水标准为5年一遇，2006年汛期坝体渡汛标准为100年一遇（洪水流量8510m3/s），2006年6月~2007年3月各施工工作面设计洪水标准为相应施工时段内5年一遇洪水。
5.2.3导流工程的进度控制时限
导流工程的进度控制时限根据招标文件第二卷技术条款的规定。
5.2.3.12004年10月上旬实施主河床截流；
5.2.3.22004年10月至2005年5月完成基坑内的开挖部分混凝土浇筑，坝体浇筑顶高程不低于380.00m高程；
5.2.3.32005年6月~9月，基坑过水，基坑内工作停止；
5.2.3.42005年10月恢复上、下游围堰，至2006年5月完成基坑清淤并将溢流坝浇筑至溢流堰堰顶高程413.00m，溢流坝具备泄流条件，闸墩及两岸挡水坝段浇筑至423.50m高程，满足汛期继续施工要求；
5.2.3.52006年6月初导流洞下闸，水库蓄水，6月中旬第一台机组具备发电条件；
5.2.3.62006年7月两岸挡水坝段完工；
5.2.3.72006年10月闸墩完工；
5.2.3.82006年12月溢流坝闸门及启闭机完成安装调试，水库具备正常蓄水发电条件；
5.2.3.92007年3月导流洞封堵堵头完工；
5.2.3.102007年3月工程竣工。
5.2.4导流方式、导流时段及导流流量
本工程采用枯期（10月-5月）隧洞导流，汛期允许水毁围堰，河床、坝面导流洞同期过水，汛后围堰修复的导流方式。
其中2004年10月下旬~2005年5月，导流设计流量607m3/s，左岸导流隧洞过流，2005年6月~9月，导流设计流量为4910m3/s，由导流隧洞和基坑过水。
2005年10月~2006年5月，导流设计流量为607m3/s，左岸导流洞过流。
2006年6月~9月，导流设计流量为6010m3/s，溢流坝过水，2006年11月~2007年3月导流流量为218m3/s，溢流坝过水。
5.3导流建筑物布置及结构型式
5.3.1导流建筑物布置
本工程导流建筑物包括上、下游围堰。
上游围堰位于坝轴线上游28m处，下游围堰位于公路桥下游20m，且上、下游围堰两端均与左右岸边相接。
其布置见导流布置图。
5.3.2导流建筑物结构型式
上、下游围堰均为土石围堰，堰基冲积层的承载能力尚能满足土石围堰要求。
上游围堰堰顶高程为394.00m，顶宽为6m，迎水面坡比为1:
1.5，块石护坡；背水面387.00m高程以上坡比为1:
1.5，387.00m高程以下坡比为1:
4。
戗堤顶高程为383.00m，顶宽为6m，上游坡比为1:
1.25，下游坡比为1:
1.5，防渗采用粘土和高喷防渗墙相结合的方式。
下游围堰顶高程为380.50m高程，顶宽20m，上游坡比为1:
1.5，下游坡比为1:
1.75，大块石护坡，防渗采用高喷防渗墙。
其结构型式见导流布置图。
5.3.3导流工程量
导流建筑物工程量见表5-3-1。
表5-3-1工程量表
项目
石碴填筑
（m3）
粘土填筑
（m3）
块石护坡
（m3）
高喷防渗墙
（m2）
C10砼
（m3）
基坑清淤
（m3）
上游横向围堰
65025
2977
31623
2430
703
14400
下游横向围堰
23400
4127
1333
5.4导流建筑物施工
5.4.1上、下游横向围堰石碴填筑
上游横向围堰施工先进行戗堤填筑，后进行戗堤上游石碴、块石护坡，以及加高培厚。
施工采用进占法，从左向右，分层压实填筑，填筑料采用15t自卸汽车运输至坝面，推土机平料，振动压路机压实。
粘土和石碴同步平行上升。
后进行防渗墙施工。
下游横向围堰从左向右填筑，大块石护坡与堰体同步上升，堰体达到设计要求后再进行防渗墙施工。
待堰体填筑一定高度后，可进行大块石护坡施工，石料使用前应将其表面的泥和水锈杂质清除干净。
且堰体破坡面须平整，大块石直接采用自卸汽车运输，推土机和人工辅助施工，迎水面的块石铺砌应以一层与一层错缝锁结方式铺砌，垫层与干砌石砌层配合砌筑，随铺随砌。
护坡表面砌缝宽度不大于25mm，砌石边缘顺直、整齐牢固。
砌体外露面的坡顶和侧边，选用较整齐的石块砌筑平整，为使沿石块的全长有坚实支承，所有前后的明缝均应用小片石料填塞紧密。
5.4.2高压喷射灌浆施工
高压喷射灌浆应用于本工程上、下游横向围堰堰体和堰基防渗。
上游横向围堰约95m，河床覆盖层厚约7m，主要为卵砾石夹砂，具强透水性，高压灌浆在387m高程上进行。
下游横向围堰约65m，河床部位为冲积卵砾石夹砂，厚8~10m，两岸地表覆盖层较薄，地基条件同上游横向围堰，高压灌浆在380.5m高程上进行。
5.4.2.1高压喷射灌浆材料及设备
（1）高压喷射灌浆采用425#普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，其水泥浆的水灰比为1:
1~0.6:
1。
水泥质量应符合国家标准GB175-92，水泥浆应保持新鲜、受潮结块的水泥不得使用。
水泥应经过筛滤，超过4h的余浆不宜使用。
（2）根据高喷灌浆需要，可以加粉煤灰掺和料、速凝剂等外加剂。
外加剂的掺量应通过试验确定。
（3）高压喷射灌浆采用H30、XU300型钻机造孔。
高喷台车（包括高压泵、灌浆机、空压机、卷扬机、喷杆、孔口装置、台车）进行高喷作业。
（4）高喷钻孔、灌浆设备除性能应满足规定外，其数量应与工程量和施工进度相适应，配套应尽可能优化。
（5）高压水、气、浆系统分别应有压力、流量监测仪表，提升装置应有提升速度仪表或标记，孔口装置应有放置速度、摆角、频率的仪表或标记。
（6）提升装置与高压泵、空压机、灌浆机、孔口装置间宜设联动装置。
5.4.2.2喷灌方式及技术参数
本工程采用摆喷方式建造防渗板墙、防渗板墙采用折线型联接。
孔距2m，摆动角30º。
施工技术参数见表5-4-1。
表5-4-1高喷灌浆施工技术参数表
项目参数
压力（Mpa）
流量（L/min）
喷嘴数量×直径（mm）
水
30.0~40.0
80
2×φ1.75~2.5
气
0.6~0.8
2000~4000
2×φ1~2（环向间隙）
浆
＜1.0
80~100
2×φ12~16
提升速度6~12cm/min，摆动频率10~20次/min，摆动角30º
5.4.2.3施工程序
高压喷射灌浆分为四个工艺程序，即造孔、试喷下喷杆、喷射灌浆和灌浆结束静压灌浆。
（1）造孔作业
a、钻孔分为二序施工，先钻一序，后钻二序。
b、采用XU300钻机跟管冲击回转钻进，或用H30型钻机冲击钻进。
套管护壁。
c、钻孔孔径须大于喷杆直径，孔径采用φ130mm。
d、孔位偏差不大于10cm，孔斜不大于1%。
（2）试喷和下喷杆
a、喷塔就位后，必须试喷1~2min，待水嘴、水、气、浆路及监测装置和其他机具均正常后，才能向孔内下喷杆。
b、下喷杆时，应对水、气、浆嘴采用保护措施。
c、喷杆必须下至设计深度。
d、水、气、浆路必须畅通，输送距离不宜大于50m。
e、摆喷的喷射方向角度误差不大于1º。
（3）喷射灌浆
a、先向孔内送浆，待浆液冒出孔口，并达到规定的浓度或送入不少于1.0m3浆量后，才可依次送入高压水和压缩空气。
b、在水、气、浆压力、流量和摆动频率、摆动角度、喷射方向均达到要求后，才能按要求提升喷杆。
c、不同的地层的提升速度应根据试验确定，本工程暂拟定6~12cm/min。
d、喷射灌浆作业应连续进行，若喷杆分段提升，其搭接喷灌长度不小于10cm。
e、喷灌至设计高程后，应用水灰比0.6:
1的浓浆进行静压灌浆，直至终喷高程浆面不下降为止。
f、喷灌结束后，应将所有设备、机具清洗干净。
（4）喷灌过程中应有专人控制、观察和记录，对施工工艺参数和施工中出现的异常现象应作详细记录。
（5）特殊情况处理
对喷灌过程出现喷灌中断、漏失孔段、墙体缺陷等情况的处理，按《小型水电站施工技术规范》SL172-96有关规定执行。
（6）高喷质量检查
a、灌浆过程经常性质量检查包括：
钻孔和喷灌过程中各施工参数及各种特殊情况处理是否符合要求。
b、高喷灌浆结束28d后，对墙体进行质量检查，包括开挖检查，围井注水检查和钻孔取芯作压水试验检查。
以上检查项目，可根据工程具体情况和重要性，有针对性的作一项或数项检查。
（7）施工记录和资料整理
a、施工记录应有专门的记录表格。
施工记录应真实、准确、完整。
b、资料整理内容主要有：
原始记录资料、竣工总平面及剖面图、质量检查验收资料、质量评定资料、施工报告。
5.4.3导流隧洞封堵
5.4.3.1导流隧洞封堵时间
根据施工总进度安排，导流隧洞封堵时间于2006年11月，封堵下闸的设计设流量选用该时段（5~10年）重现期的月或旬平均流量，或按实测水文统计资料分析确定。
5.4.3.2导流隧洞封堵准备工作
导流洞在封堵前，首先对各种永久泄水和挡水建筑物的闸门、门槽、启闭机和拦污栅进行全面检查，并将检查记录报送监理人。
发现有不合格的部件及时进行修复或更换，并按监理人的指示，在规定的期限内进行闸门和启闭机的试运行，并向监理人提交试运行记录。
其次，还按有关合同的规定和监理人的指示，对施工区域内的水库淹没范围进行清理，拆除淹没区内的临时工程建筑物，清除一切垃圾，采取措施保护水下边坡的稳定，防止岸坡坍方。
5.4.3.3封堵方法
导流隧洞封堵采用C20低热微膨胀砼封堵，其砼方量为780m3，且堵头两端设置止浆铜片，采用C25二级配细石砼回填，其砼方量为5m3，堵头上游端设置一道橡胶止水带。
堵头与隧洞边墙采用φ22@150×150的插筋相连接，插筋梅花型布置，插入堵头砼1m，插筋单根长4m和3m，其根数分别是32根和62根，砼封堵工艺流程为：
基面清理→立模→砼浇筑→灌浆→检查验收。
基面清理：
将洞内砼封堵段原衬砌的洞壁砼表面进行凿毛至粗骨料并冲洗干净。
立模：
封堵时，先用闸门挡水，如有小孔洞漏水，则采用麻包或橡胶封堵止水。
封堵两端直墙下采用浆砌条石，顶拱采用异型模板，支撑采用φ14mm拉杆。
砼浇筑：
监理人验收合格后再浇筑砼，砼采用5t自卸汽车从拌和站运至现场卸入砼集料斗，人工辅以简易机械入仓，砼入仓后人工平仓，软轴式振捣器捣实。
砼浇筑至洞顶部位时，采用砼泵且边浇筑砼边安装洞内顶部灌浆管。
灌浆：
采用灌浆机对隧洞顶部预埋的灌浆管进行隧洞顶部回填接缝灌浆，以确保导流隧洞封堵良好。
其详细施工方法见第九章。
检查验收：
在完成封堵后由监理工程师、设计、业主、施工单位共同对封堵进行检查验收是否符合质量标准和设计要求。
其工程量见表5-4-1。
表5-4-1导流洞堵头主要工程量表
项目
单位
工程量
备注
混凝土凿毛
m2
407
低热微膨胀混凝土（C20）
m3
780
二级配细石混凝土（C25）
m3
5
回填灌浆
m2
127
接触灌浆
m2
307
止浆片（铜）
m
55
未计接头损耗
插筋（φ22，L=4m）
根
32
插筋（φ22，L=3m）
根
62
排水管（φ150，L=18m）
根
1
通水冷却
项
1
变形、温度监测
项
1
5.5汛后基坑清理
汛后基坑清理主要指2005年6月~9月，基坑过水，上游和两岸坡经洪水冲积在基坑内的砂卵石、淤泥以及其它杂物，2005年10月恢复上、下游围堰，施工溢流坝、消力池以及消力池两岸挡墙，需完成基坑清淤工作，清淤采用装载机和推土机集料，挖掘机挖装，自卸汽车运至监理工程师指定地点，若遇淤泥稠度较小，推土机和装载机不能集料，则采用泥浆泵抽排至基坑外侧。
自卸汽车运输淤泥时，需关严车门，不能沿途撒落。
汛后基坑清理工程量见表5-3-1，且需集中抽排集水25万m3，采用6台200IS-200-200离心式水泵集中抽排4.5天。
5.6围堰拆除
本工程围堰拆除的下游横向围堰采用液压反铲挖掘机挖装，自卸汽车运输至弃碴场。
5.7截流
5.7.1截流时段及标准
根据施工总进度安排，截流时间在2004年10月上旬。
按照规范规定，截流标准采用10月上旬重现期5~10年的平均流量。
由于招标文件未提供10月上旬5~10年重现期平均流量。
故在进场后，根据当地水文站提供的资料，通过充分分析水文资料和水力计算参数，施工条件，进行技术经济比较后再报送详细施工组织计划报送监理工程师审批。
5.7.2截流施工
截流采用自左向右进占的单戗堤单向立堵方式。
龙口设在右岸边。
合龙时，汽车背运大粒径块石向上游作挑角抛投，超前进占，同时在过水断面作裹头逐渐推进，随着龙口束窄，流速增大，此时用挖机将已备好的大粒径块石集中抛投，直至合龙成功。
5.8基坑排水
5.8.1基坑排水布置
施工排水系统布置在基坑上、下游，排水沟布置在轮廓线外侧，渗流水经排水沟流入集水中，安设水泵排入河床。
5.8.2围堰初期排水
枯期围堰闭气后，基坑积水约24万m3，配备6台200IS-200-200离心式水泵，集中抽排4.5天。
5.8.3围堰经常性排水
经常性排水有围堰渗流，地层渗水、砼和岩石冲洗及养护弃水。
枯期经常性排水，根据粘土和石碴渗透特性，需配备4台200IS200-200离心式水泵和2台6BA-12水泵，上、下游横向围堰的内侧分别布置3台水泵，抽排渗漏水。
坝中积水由潜水泵抽至集水井处，再排入河中。
另外备用2台200IS-200-200水泵。
排水时间从2004年10月~2006年5月。
汛期不施工，不排水。
5.9施工安全渡汛
本工程施工经过2004年、2005年、2006年三个汛期，且2004年和2006年汛期利用“汛中枯”继续施工。
汛期工程进度面貌必须达到相应要求。
汛期采用必要措施，对过流建筑物按监理工程师和技术规范要求进行保护，以实现安全渡汛。
5.9.1渡汛标准
根据招标文件技术条款，本工程2004年6月1日开工，2004年汛期开挖左、右岸坝肩，渡汛标准可选用5年一遇洪水，河床过流，2005年汛期基坑过水标准为10年一遇，洪水流量为4910m3/s，2006年汛期坝体渡汛标准为100年一遇，洪水流量8510m3/s。
5.9.22004年渡汛施工
本工程计划开工时间为2004年6月1日。
施工左右坝肩开挖，河床过流。
5.9.32005年渡汛施工
5.9.3.1渡汛施工内容
2004年10月~2005年5月，完成基坑内的开挖，浇筑左、右岸挡水坝段部分砼、溢流坝段部分砼、岩洞开挖，以及围堰防冲的保护。
5.9.3.2汛前应达到的工程面貌
2005年5月底以前开挖完成，坝体浇筑顶高程不低于380m高程，且围堰防冲保护完成。
5.9.42006年渡汛施工
5.9.4.1渡汛施工内容
2005年10月~2006年5月，恢复上、下游围堰、完成清淤、浇筑溢流坝段砼和闸墩及两岸挡水坝段砼、帷幕灌浆。
5.9.4.2汛前应达到的工程面貌
2006年5月底以前，完成基坑清淤并将溢流坝浇筑至溢流堰堰顶高程413m，溢流坝具备泄流条件，闸墩及两岸挡水坝段浇筑至423.5m高程，满足汛期继续施工要求。
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