松涛水利枢纽设计.docx
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松涛水利枢纽设计
松涛水利工程施工总进度
网络方案编制
第一局部枢纽根本资料
1.1施工场地及运输条件
〔1〕施工场地
坝址距下游的仙州市河道长约100公里，直线距离约50公里，坝址附近皆为高山峡谷地区。
松涛峡长约12公里，上下游均有比拟平坦的山间盆地，可作为施工场地。
枢纽选定坝址位于峡谷尾部，距峡谷出口约1.7公里，坝区河床两岸山坡陡峻，成V字形。
左岸坡度45°～80°，陡缓相间；右岸坡度60°～85°，两岸山顶均为黄土覆盖。
坝址河床高程一般为410米，枯水季一般水位为418米，河面宽50～60米，深化偏右岸，最深约10米。
坝址左岸山峰起伏高出河面约150米以上。
右岸坝头附近为一狭小丘陵阶地，高出河面约110米左右。
与坝区阶地相连的就是地形平坦面积宽阔的李家台四级阶地，高程560～580米。
自峡谷出口起，两岸地势逐渐开阔，呈狭长的二级阶地，高程约430～440米，沿柳河右岸距坝址约8公里的旧镇，附近有宽阔平坦的二级阶地。
坝内河谷两岸有很多冲沟，左岸主要有坝址下游200米处的滑沟；右岸主要有坝址上游150米处的红柳沟，下游的X家沟、金沟和银沟等。
这些冲沟切割既深且短，均系沿断层及节理裂隙发育而成，与河谷多成70°～80°的交角。
由于这些冲沟的切割，使坝区地形变得非常复杂，给施工场地布置造成一定困难。
坝区附近可供施工场地布置的地段，有右岸李家沟，峡谷出口下游右岸的明坝和左岸的易家湾等阶地，各地段特性如表1所示。
表1各地段特性表
顺序
名称
位置
距坝址离〔公里〕
可利用面积（平方公里）
高程〔米〕
1
李家沟
右岸坝址下游
1．5
1．2
565～580
2
明坝
右岸坝址下游
2．5
0．5
430～440
3
易家湾
左岸坝址下游
3．0
0．3
430～440
4
旧镇
右岸坝址下游
8．0
2．0
425～460
〔2〕运输条件
仙州到松涛的公路线为六级公路，已建成通车，路线全长约50公里。
对于水路交通，因柳河上游为峡谷，河窄水急，不能通行船只。
有国家铁路干线通过仙州市，可沿柳河岸边进工地。
1.2气候特征
〔1〕气温
本区为大陆性气候。
多年平均温度为9.6℃，月平均最高温度为22.9℃，最低为－6.5℃；绝对最高为39.1℃，绝对最低为-23.1℃，日最小变幅1.3℃。
坝址附近历年气温观测统计资料，如表2所示。
表2坝区1953～1988年气温〔℃〕特征
工程
月份
日平均最高
绝对最高
日平均最低
绝对最低
月平均
1
7.5
13.8
-18.3
-23.1
-6.5
2
14.9
17.5
-15.4
-22.1
-1.6
3
22.5
26.9
-7.9
-16.3
5.5
4
28.4
33.2
-2.9
-8.4
12.0
5
32.7
35.5
3.2
0.1
17.4
6
34.2
36.5
8.5
2.9
21.0
7
35.9
39.1
11.7
9.3
22.9
8
34.4
38.3
10.6
5.4
21.5
9
29.1
31.9
5.3
0.5
16.4
10
23.6
28.0
-2.5
-6.6
10.1
11
17.4
21.6
-10.4
-15.3
1.8
12
7.6
10.9
-15.7
-21.6
-5.3
年平均
9.6
〔2〕降雨
本地区雨量稀少，年平均降水量为330.1毫米，最大达471.9毫米，其中60～70％集中在7～9月，最大日降雨量为71.8毫米。
最长一次降水延续时间4昼，最大一次降雨量为21毫米。
暴雨常在下午或晚间出现。
降雪一般于11月下旬开场，最大一次为20毫米，积雪最大厚度为6厘米，积雪日期一般从11月下旬到次年3月上旬，年平均积雪日数为21.6日，土壤冰结深度约1米。
本地区降水统计资料如表3和表4。
表3坝区1952～1988年各月降水量〔毫米〕
月份
工程
1
2
3
4
5
6
平均
1.3
2.9
7.9
13.9
32.5
38.3
最大
16.9
9.0
23.4
27.7
63.8
103.2
最小
0
7
0
0.3
2.1
5.0
月份
工程
7
8
9
10
11
12
全年
平均
62.3
89.8
56.6
19.0
3.9
2.0
330.5
最大
126.7
218.4
108.9
50.6
13.6
9.1
471.9
最小
18.6
33.2
12.2
0.5
0
0
210.8
表41985～1988年各月不同降水量出现天数统计表
降水量
月份〔天数〕
1
2
3
4
5
6
5mm
以下
最多
6
5
7
13
18
20
最少
1
2
4
6
11
12
平均
4.3
2.3
5.7
8.7
15
17
5mm
以下
最多
0
0
0
0
2
3
最少
0
0
0
0
1
1
平均
0
0
0
0
1
1.7
10mm
以上
最多
0
0
0
0
0
1
最少
0
0
0
0
0
1
平均
0
0
0
0
0
0.3
20mm
以上
最多
0
0
0
0
0
0
最少
0
0
0
0
0
0
平均
0
0
0
0
0
0
降水量
月份〔天数〕
全年
〔天数〕
7
8
9
10
11
12
5mm
以下
最多
16
17
11
8
5
15
112
最少
6
12
9
5
1
3
93
平均
12
14
9.7
7
2.7
6
104.3
5mm
以下
最多
4
5
5
2
0
0
16
最少
2
3
1
1
0
0
7
平均
3
4
2
1.7
0
0
12.3
10mm
以上
最多
1
4
2
1
0
0
6
最少
1
2
1
0
0
0
1
平均
0.7
2
1
0.3
0
0
4.3
20mm
以上
最多
1
1
1
0
0
0
2
最少
0
0
0.7
0
0
0
1
平均
0.3
0.3
0.7
0
0
0
1.7
〔3〕冰期
每年11月底或12月初行凌，12月底封冻，次年2月底或3月初解冻。
冰冻期约2～3个月。
冬季行凌初期，多为针状，薄片状冰化闭。
流冰速度最大为1.45米／秒，最小为0.95米／秒。
春季流冰多为坚硬冰块，冰厚一般为0.2米，最厚可达1米。
流冰期一般无过大冰块下泄。
〔4〕风向及风速
本地区春季多风，最大风速为17米／秒，风向多为东北向。
1.3水文条件
柳河的年最小流量多发生在1、2月份，3月份上游开场融雪化冰，流量渐增，6月份以后即进入汛期。
年最大流量一般发生在7～9月间。
坝址区实测最大流量为5640米3／秒，最小流量为205米3／秒，多年平均流量为830米3／秒；河水含沙量最大达5公斤／米3〔7～9月〕，最小为0.01公斤／米3〔1～2月〕。
峡内流速最大为7米／秒，最小为0.8米／秒。
其流量特征资料列于表5～表9。
表5坝址水文站各月不同频率的瞬时最大流量〔米3／秒〕
频率
月份
1％
2％
5％
10％
20％
1
485
462
430
404
370
2
405
393
371
356
334
3
723
680
615
568
507
4
1310
1210
1070
956
839
5
2350
2110
1816
1580
1320
6
4810
4270
3570
3730
2470
7
5470
4920
4210
3650
3090
8
5130
4670
4030
3550
3020
9
6380
5620
4610
3870
3110
10
3700
3410
3010
2700
2370
11
1750
1650
1520
1410
1290
12
796
759
701
659
601
全年
6390
5870
5130
4560
3810
表6坝址水文站不同频率的月平均流量〔米3／秒〕
频率
月份
1％
5％
10％
20％
85％
1
348
327
322
265
218
2
345
338
327
269
229
3
469
432
410
300
240
4
586
499
458
327
332
5
959
569
480
425
354
6
1120
711
607
482
406
7
1890
1020
882
785
620
8
1250
1050
760
580
536
9
1140
870
695
541
480
10
959
630
547
413
385
11
692
579
489
400
328
12
430
421
406
378
285
全年
840
638
553
446
402
表7不同施工期各种频率的最大流量〔米3／秒〕
时段
频率
1％
2％
5％
10％
20％
11.1～5.31
2050
1920
1750
1610
1450
11.16～5.10
1340
1270
1170
1090
997
10.1～6.30
4710
4290
3710
3260
2790
10.16～6.15
2840
2670
2430
2240
2021
表8水位流量关系
水位〔米〕
418.00
418.5
419.4
421.50
422.50
423.60
424.65
425.55
流量
〔m3/s〕
250
500
1000
2000
2500
3000
3500
4000
水位〔米〕
426.40
427.15
427.65
428.20
428.70
429.50
430.05
430.50
流量
〔m3/s〕
4500
5000
5500
6000
6500
7500
8500
10500
表9水位库容关系表
水位〔米〕
418.0
428.0
432.8
435.6
439.1
444.1
447.6
450.3
455.2
库容
（米3）
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.2
1.6
2.0
3.0
水位〔米〕
458.70
461.8
464.3
468.2
471.7
475.40
482.1
492.9
503.2
库容
（米3）
4.0
5.0
6.0
8.0
10.0
12.0
15.0
18.0
20.0
1.4工程地质条件
坝区为高山峡谷区。
狭谷由震旦纪变质岩构成，其上部为第四纪砾石岩，含砂砾石层及黄土。
柳河流向，在坝址附近转为S260°W，河谷呈弯曲形。
河谷两岸变质岩顶板出露标高，左岸约520米，右岸约515米。
在标高515米时，谷宽约135米，坝址左右岸基岩上直接为黄土覆盖。
坝址区及上下游河床覆盖层厚5－12米。
外表0.3米左右为黄土覆盖，以下均由卵砾石夹粗、中砂等物构成。
河床靠右岸有一深槽，顺河呈长条状分布，深槽处水深约10米，覆盖层厚10－12米，此深槽系河水沿构造裂隙侵蚀冲刷而成。
坝址河谷及两岸的变质岩主要由云母石英片岩和角闪岩组成，石质坚硬，相当于16级岩石分类中的第X级岩石，普氏系数f=8云母石英片岩极限抗压强度为1000～1200公斤／厘米2，角闪片岩极限抗压强度为900～1200公斤／厘米2。
坝址右岸距河边480米处，有一天然冲刷的鞍状地形，溢洪道即建此处，该处系古河道的遗址，两侧有大小冲沟数条，与它成70°～80°交角。
此坝址处水文地质情况，地下水属裂隙补给水，数量很少，主要在构造裂隙及局部破碎带内。
在坝区变质页岩中还有裂隙承压水，稳定水位432～446米，单宽涌水量一般为3升／分，最大为120升／分，随岩石裂隙发育程度、联通情况和深度而变化。
松涛是地震涉及区，据上级主管部门提出的松涛水利枢纽地段的地震根本烈度为7度。
1.5当地建筑材料
坝址上、下游均有砂石材料。
特别是坝址下游藏量丰富，开采运输比拟方便，质量一般皆符合要求，只有砂质土尚未找到理想的产地，必要时可以采用两岸的黄土代替。
1.6其他条件
地方工业、住宅、卫生福利和劳动力来源仙州市，有些地方工业可以利用，这些地方工业可考虑在施工期间委托进展局部加工和修配工作。
坝区附近村镇不多，且民房数量不多，只能在明坝村和李家台村用少量民房作为工人临时住宅。
而其它福利设施及住宅需要建立。
施工期间大批的生活物资和粮食、燃料、日用品等，均需从仙州市运来，当地只能解决副食品和局部粮食等供给。
施工期间施工队伍由公开招标选定。
施工用电：
初步估计仙州市可供给量最高负荷约1.2万千瓦。
坝址区地下水硫酸根〔
〕含量约2000～3000毫克／升，对一般水泥有硫酸盐侵蚀性。
因此根底混凝土有抗硫酸盐侵蚀的要求，铝酸三钙的含量应小于5％。
地下水不宜作为工程用水和生活用水。
河水除含沙外，无其它杂质，经沉淀处理后可作为工程和生活用水。
第二局部施工工程及进度设计
2.1混凝土工程
混凝土工程规模
松涛水利枢纽位于柳河干流上的松涛峡，系一级建筑物，由河床混凝土重力坝、溢洪道、右岸土坝和坝后厂房等局部组成。
枢纽主要任务是发电，共装三台机组，每台机组15万千瓦，发电的最低水位为500米，相应库容19.5亿米3。
枢纽的右岸适当位置布置有排砂放空洞，可满足封孔蓄水期对游供水100米3／秒流量的要求。
枢纽各组成建筑物的工程量见表10。
表10主要水工建筑物的组成和工程量表
序
号
工程工程
挖方〔千米3〕
填方〔千米3〕
混凝土钢
筋混凝土
〔千米3〕
灌浆工程〔百米〕
土万
石
方
合
计
土
方
堆
砌
石
反
滤
层
合
计
总
计
固结
灌浆
1
河床坝
110
327
437
743
207
137
2
右岸坝
240
35
275
118
85
46
3
溢洪道
1210
510
1720
24
24
150
4
土坝
1430
1
1431
700
205
110
1015
5
厂房
96
96
48
松涛水利枢纽工程河床坝段混凝土量为74.3万m3，右岸坝段混凝土量为11.8万m3，溢洪道混凝土量为15万m3，坝后厂房混凝土量4.8万m3，总计105.9万m3。
初步估算得砂石原料开采量为315.7万t，选定料场为明坝四级阶地。
参考同坝型的施工进度资料，由坝体混凝土月平均浇筑强度参考值，坝体混凝土总量为105.9万m3，取月均浇筑强度为3.6万m3。
不均衡系数在1.5～2.0之间，取1.7，那么最高月浇筑强度为6.12万m3。
骨料料场的规划
骨料料场的规划是骨料生产系统设计的根底，料场开采规划应遵循以下原那么：
1〕骨料要机械化集中开采；
2〕合理配置采、挖、运设备，满足施工强度要求；
3〕采取有效措施提高料场开采率，合理规划使用料场；
4〕对位于坝址上游的料场，应考虑施工期围堰或坝体挡水对料场开采和运输的影响；
5〕受洪水或冰冻影响的料场应有备料、防洪或冬季开采等措施；
6〕符合环境保护和水土保持要求。
在资料中提及的四个料场中，明坝四级阶地料场距坝址最近，而且它处于右岸，山坡较缓，对运输线路的修建和施工场地的布置简单而迅速。
同时考虑到料场储量的问题，前面初步估算的开采量为315.7万t，考虑到平安裕度，只有明坝四级阶地料场的储量满足要求。
同时其高程较高，不受洪水季节的影响，可开采时间长。
缺乏之处是料场覆盖层厚，去除覆盖层要花费较长时间，同时细骨料含量较少，可考虑用粗骨料磨细制成人工砂，或在选用下游老虎沟砂料场，其细度模数和储量均能满足要求，这需要通过技术经济比拟确定。
综合考虑，选用明坝四级阶地为主要料场。
细骨料缺乏时，可选择在右岸下游老虎沟砂料场开采。
混凝土运输
混凝土运输是连接拌和与浇筑的中间环节。
运输过程包括水平和垂直运输，其设备应配合协调；在运输过程中要求混凝土不初凝、不别离、不漏浆、无严重泌水、无过大的温度变化，能够保证混凝土入仓温度的要求。
从混凝土出机到浇筑仓前，主要完成水平运输，从浇筑仓前至仓里主要完成垂直运输。
大量混凝土的水平运输以有轨机车拖运装载料罐的平台车更为普遍，同时地形较开阔，可铺设环形线路
河床坝段为高山峡谷地区，因而在浇筑河床坝段时选用缆机浇筑入仓。
考虑到坝体为重力坝，选用平移式缆机，其覆盖面为一矩形。
结合平台车的水平运输并考虑施工顶峰期的浇筑强度，缆机承载力为20t，缆机台数选用2台，他们布置在同一轨道上。
对于右岸坝段及溢洪道可以选择用塔机作为起重机械。
混凝土的浇筑
（1）浇筑块的厚度
水工大体积混凝土浇筑层厚度确实定，主要是与温度控制因素有关，在温控要求允许的范围内，可以结合模板形式、立模方式、构造特征、混凝土入仓能力等因素作适当调整。
根据国内实验结果，当浇筑层高超过4.5m时，坝体内部混凝土便处于绝热状态，逾此层高那么内部热量无法散发，容易引起混凝土块体开裂。
另外，当坝体按柱状块轮流浇筑时，坝内块体见的高差过大，那么会引起坝基的不均匀沉降，对施工也有不良影响。
而高度差过小，那么不利于混凝土内热量的散发，故浇筑块厚与相邻块体间的高差也有规定。
根据国内经历及相关规定，根底部位浇筑块厚度取为1.5m，脱离约束区部位浇筑块厚度取为2.5m。
（2）浇筑日程进度方案
松涛水利枢纽系在山区峡谷地带施工。
因此，混凝土施工主要集中在河槽主坝段，这不仅是因为河槽坝段工作面狭窄，施工干扰大，而且还考虑到河槽坝段混凝土放量加上坝后厂房混凝土方量多，占全部混凝土工程量的比例也越高。
故研究混凝土施工特性时根本以河槽坝段为准，分初、中、后三期进展论证。
坝体混凝土浇筑进度方案曲线如下：
坝体混凝土浇筑进度方案曲线
阶段
混凝土浇筑高程〔m〕
时间〔月〕
上升速度〔m/月〕
浇筑混凝土方量〔万m3〕
平均月浇筑强度〔m3/月〕
浇筑方量所占百分率〔%〕
初期
395～403
0～2
4
2.6
1.3
11.4
403～421
2～6
4.5
7.2
1.8
中期
421～441
6～10
5
10.4
2.6
66.5
441～486
10～16
7.5
30
5.0
486～516
16～22
5.0
16.8
2.8
后期
516～538
22～27
4.4
12
2.4
22.1
538～552
27～31
3.5
7.0
1.4
〔３〕混凝土工程停工规定
对控制直线工期的工作日数，宜将气象因素影响的停工天数从设计日历数中扣除。
停工的标准如下：
〔1〕日降雨量大于10mm〔机械化程度低的工程〕，或20mm〔施工机械化程度较高工程〕时，假设无防雨措施，宜停工。
〔2〕月平均气温高于25℃时，假设温度控制措施费用过高，可考虑白班停工。
〔3〕当日平均气温低于－10℃时，应停顿露天混凝土浇筑；当日平均气温低于－20℃或最低气
〔4〕温低于－30℃时，宜停工。
〔5〕大风风速在六级以上宜考虑停工。
〔6〕能见度小于100m时应停工。
2.2工程工程分项说明
根据设计资料，以施工导截流、大坝基岩开挖及处理、混凝土浇筑、拦洪度汛、封堵蓄水、发电为主线，列出工程工程35个，其中准备工程2个，施工导截流工程6个，河床重力坝工程7个，右岸重力坝工程5个，溢洪道工程3个，右岸土石坝工程2个，厂房工程9个，收尾工程1个，具体见下表：
代号
工程名称
紧前工序
紧后工序
工期
A1
准备工作1
/
B1、A2
6
A2
准备工作2
A1
B2
11
B1
隧洞开挖和衬砌
A1
B2
12
B2
截流〔合龙、闭气〕
B1、A2
B3、B4
1
B3
基坑排水
B2
C1、C2、G1
1
B4
土石围堰加高倍厚
B2
D1、E1、F1
4
B5
围堰撤除
C5、C7
B6
3
B6
封堵蓄水
B5
G8
4
C1
河床重力坝岸坡土石方开挖
A1
B2
3
C2
河床重力坝河床土石方开挖
B3
C3
5
C3
河床重力坝根底段混凝土浇筑
C2
C4
3
C4
河床重力坝固结灌浆
C3
C5、C7
1
C5
河床重力坝上升至500m段、接缝灌浆
C4
B5、C6
21
C6
河床重力坝上部混凝土浇筑
C5
G8
12
C7
河床重力坝帷幕灌浆
C4
B5
4
D1
右岸重力坝土石方开挖
B4
D2
4
D2
右岸重力坝根底段混凝土浇筑
D1
D3
1
D3
右岸重力坝固结灌浆
D2
D4、D5
1
D4
右岸重力坝上部混凝土浇筑、接缝灌浆
D3
G8
5
D5
右岸重力坝帷幕灌浆
D3
G8
2
E1
溢洪道土石方开挖
B4
E2
13
E2
溢洪道堆砌石填方施工
E1
E3
1
E3
溢洪道混凝土浇筑、接缝止水
E2
G8
7
F1
右岸土石坝土方开挖
B4
F2
11
F2
右岸土石坝填筑
F1
G8
8
G1
厂房根底石方开挖
B3
G2
2
G2
厂房根底混凝土浇筑
G1
G3、G4
3
G3
1#机组安装
G2
G8
3
G4
开关站土石方开挖
G2
G5
2
G5
开关站混凝土浇筑
G4
G6
2
G6
开关站设备安装
G5
G8
3
G7
1#机组调试运行
B6、C6、D4、D5、E3、F2、G3、G6
G8
8
G8
2#、3#机组安装调试运行
G7
H
1
H
收尾工作
G8
/
4
2.3主要工期说明
2.3.1准备工程
依据经历，工期为1.5年，开工时间
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