一期截流施工方案.docx
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一期截流施工方案
沅水桃源水电站
大坝和船闸土建及金结安装工程
（合同编号：
TY-TJ-C1）
一期围堰截流施工方案
编制：
审核：
审批：
中国葛洲坝集团股份有限公司
桃源水电站施工项目部
二O一0年十一月十五日
目录
1概述3
2导流方案规划7
3导流建筑物设计7
4截流施工进度按排8
5围堰截流设计及施工8
6施工期安全度汛11
一期围堰截流施工方案
1概述
1.1工程概况
桃源水电站位于湖南省常德市桃源县城附近的沅水干流上，是沅水干流最末一个水电开发梯级。
桃源水电站坝址控制流域面积8.67万m2，多年平均流量2060m3/s，相应坝址下游常水位31.88m，坝址多年平均径流量650亿m3。
桃源水电站为低水头径流式电站，二等大
（2）型工程，电站枢纽主要由泄洪闸、发电厂房、船闸等水工建筑物组成。
泄洪闸共25孔，孔口净宽20m，堰顶高程26.00m，左侧河道布置14孔，长度326.60m，右侧河道布置11孔，长度257.00m，闸坝顶部高程50.70m，最大坝高30.20m；通航建筑物含上下游引航道、上、下闸首、闸室等部分。
本工程采用分期导流方式，利用双洲岛作为纵向围堰，一期围右岸汊河，二期围左岸主河床。
1.2工程地质
⑴一期上游围堰
围堰所经右河床水下地面高程约为28m～30m，与右河槽中央部位枯水期方才显露的顶高程约35m的小洲洲尾擦肩而过。
左接双洲地面高程约为36m～42m，右接右岸阶地地面高程约为41m~43m（防洪堤堤顶高程约46m）。
枯水期水位30m时水深约2m。
河床砂卵石厚约7.4m～8.5m，多年来受人工水下开采而被扰动，属级配不良砾。
揭露围堰左岸所在双洲覆盖层厚16m～17m，上部以砂质低液限粘土为主的细粒土层厚约8m～11m，下部砂卵砾石层厚约8m；揭露右岸阶地覆盖层上部细粒土层厚约12m，结构与双洲覆盖层相似，上部细粒土层以砂质低液限粘土为主，偶含粘土质砂厚约1m～2m，属弱～微透水，下部砂卵砾石层约2m～7m，属强透水层。
⑵一期下游围堰
一期下游围堰位于一期上游围堰下游约510m处，其主要工程地质条件与一期上游围堰基本一致。
⑶一期纵向围堰
一期纵向围堰位于双洲之陈家洲顺河向中心线偏左部位，方位与沅水流向或陈家洲走向基本一致。
距航道中心线约64m。
1.3水文气象
⑴气象
沅水流域位于东亚季风区，属副热带季风气候，流域内温湿多雨，四季分明。
6月～7月份，常发生大面积、长历时、强度大的暴雨，形成本流域大洪水。
根据桃源县气象站实测资料统计：
多年平均降水量1458.6mm，4月～9月份降水量约占年总量的75.6%。
多年平均气温16.7℃，极端最高气温40.6℃，极端最低气温-15.8℃。
⑵径流
桃源坝址4～9月份水量占全年水量的75.6%，其中5～7月份占50.1%，枯水期（10月～次年3月）径流量仅占全年的24.4%。
月平均流量1月份最小为620m3/s，6月份最大为4480m3/s。
多年平均流量为2060m3/s，最大年平均流量3270m3/s（1954年），最小年平均流量1430m3/s（1985年）。
坝址历年各月平均流量见下表。
桃源历年年、月平均流量表单位：
m3/s
年份
月份
年
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1951
324
417
1160
3970
3870
1930
3200
572
769
1490
657
1060
1630
1952
616
1170
2560
2360
6140
3650
4100
4360
2750
2510
1080
674
2670
1953
536
840
3180
2710
4050
3290
2030
1130
1260
2660
2780
888
2120
1954
1540
1080
1030
3820
6590
7460
9640
5410
920
640
379
461
3270
1955
388
601
1300
1600
5670
5830
1800
2240
1060
399
1170
351
1870
1956
371
649
971
2440
6900
2810
1130
1510
641
400
371
206
1540
1957
401
977
845
3190
4520
2980
2640
3910
459
423
739
1410
1880
1958
691
761
1050
1670
6460
2330
4130
3330
1820
2040
584
333
2120
1959
350
1850
2270
2560
4600
4930
1910
735
452
438
1150
825
1830
1960
566
564
1500
1670
3210
3740
3740
917
486
292
759
352
1490
1961
266
518
2650
4300
2180
2910
938
1190
616
1150
2940
904
1710
1962
885
485
1180
2360
5450
4880
2800
1930
1090
1230
1480
977
2070
1963
411
560
510
2670
4270
1680
3000
2150
333
1180
2610
1570
1760
1964
1180
1180
2720
6420
4350
5470
2050
2110
1320
1260
996
476
2460
1965
495
515
997
3080
4410
3830
2110
2430
1370
2500
1290
1200
2030
1966
648
1010
616
3120
2580
3950
4630
616
330
1030
535
377
1620
1967
330
818
1360
2370
7430
5580
2510
2940
1930
1480
1640
990
2460
1968
667
734
2700
3990
3600
3840
4760
2110
2010
1060
1640
845
2330
1969
1000
568
980
1660
3930
3630
8070
4950
2170
1300
1610
505
2550
1970
456
909
1230
3430
6560
3110
6910
1310
2390
772
577
982
2400
1971
800
1150
1020
2920
4690
6040
1630
1730
1120
810
672
344
1910
1972
373
762
1150
3340
4330
2580
770
320
1290
2840
2830
818
1780
1973
1010
1720
1280
4160
5130
6210
2540
2450
3680
881
565
349
2490
1974
364
709
564
2670
3950
3400
5890
1450
636
1140
337
330
1800
1975
315
414
725
2780
7960
4340
1190
1100
832
716
1660
672
1900
1976
364
626
1130
2570
4910
5500
4200
1040
896
1450
1690
575
2080
1977
413
872
1310
5210
5690
7150
4560
2400
973
1520
2040
585
2730
1978
731
537
615
1190
3400
4110
1260
1020
1060
806
1870
736
1450
1979
494
783
693
872
2590
6930
4070
2290
2720
630
375
301
1900
1980
396
631
1280
3000
3910
4830
4910
6080
1020
1790
682
654
2440
1981
530
749
1030
3670
3570
3150
1180
768
560
745
1750
597
1520
1982
340
1640
1480
2490
2940
6280
1500
3080
3650
1440
2610
1750
2430
1983
1090
1590
1600
2850
4370
4650
4220
1230
1580
1310
1040
432
2160
1984
396
415
559
2140
3580
5380
1980
1720
1030
1920
599
1120
1740
1985
476
911
1970
2050
2570
3480
2060
850
951
462
844
570
1430
1986
469
691
909
2050
1600
4630
4640
1070
925
627
711
460
1570
1987
504
359
468
1920
3280
3960
4270
2090
1010
2740
1590
629
1910
1988
480
517
1170
917
2240
2690
1600
3270
6360
900
513
368
1750
1989
395
846
1710
3920
2690
3070
2250
941
2460
1300
1720
573
1820
1990
676
1300
2250
2740
2100
7060
2580
1070
622
1410
1600
656
2000
1991
1730
1980
2290
2290
3540
3960
6480
2360
1090
612
466
600
2290
1992
594
823
2540
2890
4520
4750
3480
725
578
384
283
262
1820
1993
497
745
1170
1440
2050
4060
6900
5530
1790
891
1420
816
2290
1994
488
698
952
3180
3080
3780
2340
2560
1570
4640
913
1390
2140
1995
1260
1980
1110
2650
3490
7430
5340
1990
643
1160
501
356
2320
1996
443
348
765
1400
2530
4550
11100
2840
1280
1200
1250
372
2350
1997
574
1410
1320
3840
3040
3110
3340
1160
855
2350
1180
1240
1950
1998
1730
1410
2480
2410
3890
6260
6150
3240
990
848
511
284
2530
1999
339
331
336
2590
2970
5770
8440
2280
1900
824
1340
549
2320
2000
516
668
2080
2100
1870
6230
1990
2660
1260
2330
949
964
1970
2001
967
896
1070
2590
3340
4460
2480
1640
595
810
1350
487
1720
2002
382
764
1940
2740
7670
5250
3730
4890
1230
1280
1180
1230
2710
多年平均
620
875
1380
2750
4120
4480
3680
2190
1370
1290
1190
701
2060
⑶坝址水位流量关系曲线
桃源坝址水位流量关系具体见下表。
桃源水电站坝址水位流量关系表
序号
水位（m）
流量（m3/s）
序号
水位（m）
流量（m3/s）
1
29.05
243
21
39.05
12400
2
29.55
416
22
39.55
13500
3
30.05
686
23
40.05
14600
4
30.55
1020
24
40.55
15700
5
31.05
1400
25
41.05
16800
6
31.55
1780
26
41.55
18000
7
32.05
2210
27
42.05
19400
8
32.55
2680
28
42.55
20800
9
33.05
3180
29
43.05
22200
10
33.55
3680
30
43.55
23600
11
34.05
4250
31
44.05
25100
12
34.55
4840
32
44.55
26600
13
35.05
5480
33
45.05
28400
14
35.55
6170
34
45.55
30200
15
36.05
6920
35
46.05
32000
16
36.55
7730
36
46.55
33800
17
37.05
8540
37
47.05
35600
18
37.55
9350
38
47.4
37000
19
38.05
10300
39
48.6
48100
20
38.55
11300
1.4工程特点
一期工程一枯时段（2010年10～次年3月）施工工期紧，施工强度高，施工部位多。
⑴一期围堰施工，其施工准备期短，围堰及戗堤填筑量大，围堰防渗、基坑抽排水和基坑开挖,砼浇筑时间短，工期非常紧张，围堰填筑、防渗、基坑开挖存在同步穿插施工问题，相互干扰较大；
⑵工期紧，施工强度高，对设备的数量和性能要求高，配备满足施工强度的设备是实现目标的关键；
⑶围堰基础地形复杂，由于河床受人工采砂船开采超径石弃料地域零乱，造成防渗处理难度加大。
⑷截流施工时段，因上游电站间歇发电，右槽河道截流设计流量变动较大，因此截流在时段内择机进行工程截流施工。
1.5现场施工条件
⑴场内临时道路已基本形成，充分利用场内道路进行围堰截流施工。
⑵右河床内围堰基础及基坑内被采砂船大面积开采过，河床内超大径卵石较多，围堰基础可能被扰动。
⑶一期上下游围堰戗堤总承包单位已部分施工，其基础底部透水量较大，水流很明显。
⑷双洲副坝上下游围堰总承包单位已部分施工，其基础底部透水量较大。
⑸陈家洲树木砍伐进展缓慢，造成植被清理，后序开挖，料源规划无法展开。
2导流方案规划
2.1导流方式
根据招标文件规定，桃源水电站确定采用分期导流方案，利用双洲岛作为纵向围堰，第一期先围右岸，在右槽修筑一期上下游横向土石围堰，形成一期基坑；第二期围左岸，在左槽修筑二期上下游横向土石围堰，形成二期基坑。
2.2导流建筑物轴线布置
本标施工导流建筑物轴线布置沿用发包人提供。
一期上游横向土石围堰位于坝轴线上游约248m处，轴线全长约979m。
一期下游横向土石围堰位于坝轴线下游约255m处，轴线全长约712m。
一期纵向土石围堰位于船闸左侧，轴线全长约526m。
2.3施工导流与渡汛标准
一期导流为2010年11月开始施工至2012年9月，围堰挡水标准为枯水时段9月1日～次年3月31日10年一遇洪水，洪峰流量11400m3/s，汛期围堰过水度汛标准为全年超20年一遇洪水，相应洪峰流量为23000m3/s。
由左侧主河床泄流及通航。
3导流建筑物设计
3.1围堰设计
一期上、下游围堰和纵向围堰均采用土石填筑结构，堰体及基础均采用高喷防渗墙防渗。
一期上游横向围堰迎水面采用块石护坡、30cm模袋混凝土护面，背水面采用30cm厚模袋混凝土护面及干砌石护坡，下游横向围堰迎水面采用50cm厚钢筋（格宾）石笼护面，背水面采用30cm厚模袋混凝土护面。
纵向围堰两侧坡面均采用模袋混凝土护面。
一期上、下游横向围堰上部在枯水期采用粘土草袋挡水，汛期自溃，以保证度汛安全。
粘土草袋与围堰高喷防渗墙连接形成防渗整体。
一期上游围堰长约979m、堰顶高程40.9m，一期下游围堰长约712m，堰顶高程39.2m；一期纵向围堰长约526m、堰顶高程42.5m。
一期上、下游围堰和纵向围堰的平面布置及典型结构设计详见附图：
《一期施工导流平面布置图》和附图：
《一期施工围堰典型结构设计图》
3.3主要施工项目及工程量
本标工程施工导流截流主要施工项目及工程量见下表：
一期围堰主要施工项目及工程量表
部位
项目
一期上
游围堰
一期下
游围堰
纵向
围堰
合计
备注
戗堤填筑（m3）
90520
90520
石渣料，双洲岛开挖料
4截流施工进度按排
根据现场实际情况及导流工期要求，截流主要项目施工进度安排如下：
2010年11月04日~2010年11月10日完成围堰截流戗堤进占；
2010年11月15日~2010年11月16日择机完成右槽截流施工；
2010年11月17日~2011年02月06日完成一期围堰工程全部施工；
5围堰截流设计及施工
5.1截流时段及截流戗堤设计
⑴截流时段
根据总控制性工期要求及施工总进度安排，一期围堰截流时间计划为2010年11月，根据总承包单位提供的水文气象资料，2010年11月份月平均流量为多年同期平均流量1190m3/s，最大流量为1800m3/s，最小流量为500m3/s。
⑵截流戗堤设计
戗提截流施工按11月的月平均流量1190m3/s进行施工，根椐水文气象资料显示，月平均流量1190m3/s时，水位高程在为31.05m以下。
据现场踏勘坝址河段河道左右槽分流比加大，右槽河道现过流量约30m3/s；在凌津滩发电时段右槽河道过流量约100m3/s，因此戗堤施工时采用顶面高程34.00m，顶宽20m，坡比1:
1.3，截流后再进行培厚加高。
截流选择在凌津滩发电时段进行，右槽河道截流施工准备依据按11月份最大流量为1800m3/s，经分流后最大流量进行。
⑶截流水力计算
根据水力学相关公式,按11月份最大流量为1800m3/s，河道左右槽分流后，计算龙口合龙宽度分别取25m、20m、15m、10m、5m时相应流量、流速，见下表：
龙口水面宽（m）
龙口底宽
（m）
上游水位
（m）
下游水位
（m）
水位差
（m）
流量
（m3/s）
流速
（m/s）
25
19.5
32.2
31
1.2
376.4
7.69
20
12.75
32.3
31
1.3
305.8
7.76
15
7.5
32.4
31
1.4
223.8
7.77
10
2.25
32.5
31
1.5
123.8
7.2
5
0
32.6
31
1.6
31.8
4.90
根据计算龙口水面宽15m时为流速最高峰，按以往施工经验取龙口水面宽度20m时进行龙口合龙施工。
因此截流石块备料约3000m3（其中大于1t石块备料500m3）。
对于截流请业主单位协调解决上游水库放水流量，以利于截流工作顺利实施。
但备料准备工作应需按计算进行，做到有备无患、稳妥可靠。
5.2截流施工布置
⑴施工道路布置
现场主要临时道路已基本形成，充分利用场内临时道路，拟布置3条临时道路，分别为L1临时道路由右岸修建一条临时道路通向上游围堰；L2临时道路由右河床上游围堰左岸通向基坑内；L3临时道路将上游围堰连通至船闸开挖部位；具体布置见附图：
《一期导流截流道路布置图》。
⑵截流施工方式
根据本标施工条件，一期截流戗堤由双洲岛向右河床右岸方向单向预进占，龙口位于右岸边坡附近，右岸坡采用抛块石护岸处理，抛块石护岸长度30m，抛石料约为3500m3。
（右岸抛块石护岸处理需在满足右岸征地后施工道路形成条件下实施）
5.3截流施工方法及措施
5.3.1施工准备
⑴施工设备、人员进场满足施工强度要求。
⑵测量网点建立及地形测绘完成。
⑶施工备料、场地及道路等工作完成。
5.3.2截流材料和备料
截流材料主要包括戗堤填筑料、块石、反虑料及围堰填筑料，戗堤填筑料利用戗堤下游河床内砂卵石及河床上游右侧开挖料，块石料采用外购，反虑料及围堰填筑料利用赵家洲上游河床细料及船闸开挖细料。
为确保截流安全顺利，正确计算截流材料的备料十分必要，备料按设计的戗提体积再增加一定富裕度，主要考虑到堆存、运输中的损失，水流冲失及可能发生的比设计更坏的水力条件而预留的备用量。
主要备料场围堰右岸堤防平台及右河床上游围堰左侧附近两处，右河床上游围堰左侧主要砂石细料备料场及块石备料，备料约30000m3，围堰右岸堤防平台主要块石备料场，场内备料约1500m3。
5.3.3施工方法
戗堤填筑施工采用水下一次抛填法，水上分层碾压方法填筑，分层厚度拟定为80~100cm，振动碾压2~3遍，填筑料采用自卸汽车运输，推土机配合施工，围堰闭气加高培厚跟进施工。
⑴截流戗堤非龙口段施工
①戗堤非龙口段填筑料采用自卸汽车运输，端进法抛填，使大部分抛投料直接抛入江中，推土机配合施工；深水区进占时，为确保安全，部分采用堤头集料，推土机赶料抛投。
②非龙口段进占抛投材料，一般用石渣料全断面抛投施工，进占过程中，如发现堤头抛投料有流失现象，则在堤头进占前沿的上游角先抛投一部分大、中石，在其保护下，再将石渣抛填在戗堤轴线的下游侧。
③必要时采用防冲裹头保护。
根据业主提供的前3天准确的水文、水情预报，当沅水河流量较大时，可采用抛投大石或中石进行裹头保护。
④在戗堤进占过程的同
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