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1、河床式水电站土建工程施工导流和水流控制方案1.1 工程概况本工程采用枯水期原始河床或明渠导流、汛期基坑过水的导流方式。导流标准采用枯水期5年一遇洪水,相应导流流量为537m3s.导流明渠布置在右岸,采用梯形断面,轴线长度为361.0m。一期纵向混凝土围堰施工一期明渠开挖在枯水期为旱地施工,不需要另外填筑围堰挡水。二期上、下游围堰为土石及混凝土混合过水围堰,与纵向混凝土围堰结合形成大坝和厂房施工基坑,确保枯水期大坝和厂房旱地施工。三期上、下游围堰采用土石围堰,与纵向混凝土围堰结合形成三期基坑,确保重力坝段和冲沙闸坝段枯期旱地施工。汛期坝体利用1#、2#、3#泄洪冲沙闸和基坑过流。1.2 水文气象
2、条件1.2.1 水文条件1.2.1.1 径流XX电站工程坝址以上流域集雨面积为4439.3kr2,多年平均流量130m3s,多年平均降雨量1233mmOXX坝址年径流设计成果见表9-1。表1-1XX坝址年径流频率设计成果流量:m3s时段均值CvCsQp().10.2().50.80.9日历年(112月)1290.262Cv17315612599.988水利年(43月)1300.242Cv17115412810391.6枯水期(123月)41.50.362Cv61.453.239.728.723.81.2.1.2洪水特性XX流域位于亚热带季风气候区,河流的洪水特性与暴雨特性、流域的自然地理条件密
3、切相关。XX流域有XX楼水文站,集雨面积4282km2,xx流域4月10月为汛期,一般从4月开始就相继有洪水出现。到10月份基本结束。最大洪峰流量主要集中在67月,其次为5月、8月、9月。11月很少出现。流域暴雨持续时间一般为23d,两天左右强度最大,从历年特大暴雨来看,三天暴雨量又集中在一天,因此流域内洪峰主要是由一日暴雨形成,一次洪水过程的洪量主要集中在三日内。由于该流域山高坡陡,河谷深切,河道狭窄,洪水来势凶猛,汇流时间快,洪水过程具有陡涨缓落的特性。XX电站(坝址、厂房)设计洪峰流量成果见表9-2。表1-2XX电站(坝址、厂房)设计洪峰流量成果表流量:m3sP(%)0.20.5123.
4、35102050Q(m7s)11986104509271809372336526533741492561XX电站(坝址、厂房)各频率设计洪水总量成果表9-3表1-3XX电站(坝址、厂房)各频率设计洪水总量成果表流量:m3sP(%)0.20.5123.33510Wl(InV亿)8.787.556.635.75.044.53.58W3(m7)13.311.5510.319.068.147.366.061.2.1.3 坝址天然设计洪水成果XX坝址距XX楼水文站约IOkm,XX电站工程坝址以上流域面积为4439.3k,XX楼水文站集雨面积4282kn0XX流域4月10月为汛期,一般从4月开始就相继有洪
5、水出现。到10月份基本结束。最大洪峰流量主要集中在67月,其次为5月、8月、9月。11月很少出现。流域暴雨持续时间一般为23d,两天左右强度最大,从历年特大暴雨来看,三天暴雨量又集中在一天,因此流域内洪峰主要是由一日暴雨形成,一次洪水过程的洪量主要集中在三日内。由于该流域山高坡陡,河谷深切,河道狭窄,洪水来势凶猛,汇流时间快,洪水过程具有陡涨缓落的特性。XX电站(坝址、厂房)设计洪峰流量成果见表9-4。表1-4XX坝址不同频率天然洪水成果表P(%)0.20.5123.35102050Q(m7s)119861045092718093723365265337414925611.2.1.4 分期洪水
6、及施工洪水XX的洪水由暴雨产生,所以洪水分期时段是按暴雨及洪水出现的时间和频率,以及量级的大小来划分的。将全年划分为:枯水期ll3月、114月、123月,汛前期4月,汛末过渡期10月五个时段,供选用。分期及施工期不同频率洪水对应流量见表9-5o表1-5XX电站(坝址、厂房)分期洪水成果表单位:m3s频率P%51()2033.35()洪峰流量1广3月9087235373972851广4月220316901199840564频率P%5102033.350(m3s)123月6625163722661834月22231670113776248810月18851455103573549912.15坝、厂
7、址HQ关系曲线XX电站水尺坝、厂址水位流量关系成果见表9-6。表1-6XX电站水位流量关系曲线(天然河床)水位(m)流量(m3s)水位(m)流量(m3s)226.6310242462022850.624453802302682466250232863248727023416102508410236235025297302383090254112002403830254.34115001.2.2气象条件本XX流域属亚热带季风气候区,位于云贵高原东面的迎风坡。流域内有忠路、文斗、马武、白石关和XX楼5个雨量站,邻近还有XX气象站。每年从4月开始进入雨季,直至10月为多雨洪水期,雨量丰沛,境内的暴雨
8、中心位于上游的文斗一带,文斗站多年平均降雨量为1607.5mm,中下游地区为1250mm左右。据XX楼雨量(水文)站(在坝址上游10公里河段处)资料统计,多年平均降雨量为1233.0mm,最大年降水量为1584.9mm(1975年),最小年降水量为890.7mm(1966年)。降水在年内分配上很不均匀,410月占全年的85.8%o由于坝址处无其它气象资料,据XX县气象站(在坝址下游14公里处)1951年2000年资料统计,多年平均气温为17.4,多年极端最高气温为44.1oC(1953年8月19日),多年极端最低气温为-3.8。C(1977年1月29)。多年平均相对湿度为78%,多年平均年蒸发
9、量为987.8mm(口径为20cm),多年平均风速为0.8ms,多年平均最大风速13.2ms,多年瞬时最大风速为33.0ms,相应风向为EN(1992年8月16日)。多年平均远近雷暴日数为18天。1.3 施工导流与水流控制主要工作内容施工导流与水流控制主要工作内容如下:(1)厂、闸、坝区的导流和截流;(2)厂、闸、坝区上下游横向围堰和分期纵向围堰;(3)厂、闸、坝区安全度汛和防护工程;(4)厂、闸、坝等建筑物的基坑排水;(5)施工围堰及堰基防渗(6)施工期的安全度汛(7)导流建筑物拆除;(8)导流建筑物下闸和封堵;1.4 导流方案说明1-4.1导流标准根据招标文件提供的有关资料,本工程主要永久
10、建筑物级别为III级,其导流建筑物级别为V级。围堰枯期导流为5年一遇洪水标准,度汛为20年一遇洪水标准。1.4.2 导流方式本工程坝址处河段较顺直,河谷较开阔。河床靠左岸发育且较狭窄,宽度3040m;河漫滩靠右岸发育且较宽阔,宽度5080m;河谷剖面形态为左岸略缓的较对称的“U”型。根据招标文件采用枯期右岸明渠导流,汛期基坑过水的的导流方式。后期导流为坝体设置冲沙闸底孔和溢流表孔的导流方式。1.4.3 导流规划及程序1.4.3.1 导流规划按施工总进度安排,结合导流设计具体情况,施工导流时段划分为三个阶段:(1)一期导流时段:右岸明渠开挖及纵向混凝土围堰施工时段,即2008年11月中旬2009
11、年1月底。(2)二期导流时段:河床截流至坝体和厂房超过堰体高程前的时段以及三期明渠截流前,即2009年1月下旬2010年11月。(3)三期导流时段:明渠截流至坝体厂房浇筑完成具备永久泄洪能力为止,即2010年11月2011年4月。1.4.3.2 导流程序根据导流建筑物布置及施工总进度计划安排,施工导流程序如下:(1)2008年11月进场后进行一期纵向围堰堰基的槽挖施工和导流明渠及右岸边坡的开挖;(2) 2009年1月中旬,河床截流;(3) 2009年1月下旬2月底,进行堰基高喷灌浆施工;(4) 2009年3月,进行堰体填筑及围堰上下游混凝土面板浇筑施工;(5) 2009年4月2009年10月由
12、导流明渠和基坑联合泄流,过流标准为全年20年一遇的洪水,相应的设计流量为6526m3s,上游围堰堰顶水位为246.05mo(6) 2009年11月2010年3月由上下游围堰挡水,导流明渠泄流,导流标准为枯水期5年一遇洪水,相应的设计流量为537m3s,上游围堰堰前水位为233.68m。(7) 2010年4月初二期围堰拆除,厂房进、出水口闸门下闸度汛。(8) 2010年4月2010年10月由导流明渠和冲沙闸联合泄流,度汛标准为全年20年一遇的洪水,相应的设计流量为6526m3s;上游围堰堰顶水位为246.05m,泄洪冲沙闸混凝土浇筑至248m高程。(9)2010年12月初,明渠截流施工及围堰填筑
13、施工;2010年12月2011年3月,三期围堰内重力坝及5#冲沙闸250.6m高程以下混凝土浇筑。(10) 2011年3月底,三期围堰拆除。(11) 2011年3月以后,永久泄洪建筑物全部建成,参与度汛,2011年9月底工程全部完成。1.4.4主要导流泄水建筑物1.4.4.1 导流明渠导流明渠布置在右岸,梯形断面。明渠最小底宽为54mO导流明渠进口底板高程为229.0m,出口底板高程为228.230m,轴线长度为361.0m,底坡坡度为0.2%。1.4.4.2 混凝土纵向围堰混凝土纵向围堰分别与二期和三期土石围堰结合围成左岸和右岸施工基坑。混凝土纵向围堰总长度为334.05m,断面尺寸分为A、
14、B、C、D、E、F六种类型,具体见:纵向围堰剖面图。混凝土纵向围堰最大堰顶高度为236.80m。1.4.4.3 二期围堰二期围堰为土石和碾压混凝土混合过水围堰,二期上游围堰顶高程为235.0m,最大堰高9.5m,堰顶宽度为5.0m;二期上游围堰迎水面坡比为1:2,并在231m高程设置一宽度为3.0m的马道,背水面231m高程马道以上坡比为1:3,马道23Im高程以下坡比为1:2;二期上游围堰迎水面采用钢筋石笼护面,背水面采用厚度为LOm的C20现浇混凝土护面。二期下游土石围堰堰顶高程为234.20m,最大堰高9.92m,堰顶宽度为5.0m;二期下游围堰迎水面坡比为1:2,并在23Im高程设置一
15、宽度为2.0m的马道,背水面23Im高程马道以上坡比为1:3,马道23Im高程以下坡比为1:2;二期下游围堰迎水面采用钢筋石笼护面,背水面采用厚度为LOm的C20现浇混凝土护面。1.4.4.4 三期围堰三期土石围堰挡水时段为2010年12月2011年3月。三期土石围堰采用粘土斜墙防渗,斜墙布置在土石混合料迎水面一侧。三期上游土石围堰堰顶高程为236.60m,下游堰顶宽度为234.80m,堰顶宽度均为6.5m。1.4.4.5 泄洪冲沙闸泄洪冲沙闸布置在河床右岸,共布置5孔闸门,即1#、2#、3#、4#、5#泄洪冲沙闸,闸孔混凝土底板高程均为231.0m。1.4.4.6 溢流坝本工程溢流坝布置在右
16、岸,连接泄洪冲沙闸和重力坝,全长20.0m。溢流坝上游堰头为垂直面,堰顶上游堰头采用双圆弧曲线,下游堰面采用WES基曲线,接下游1:0.7的斜面,坝体上游设3.0m3.5m城门洞型灌浆廊道。堰顶高程247.2m,最大坝高23.7m。主要施工导流泄水建筑物的布置详见:一期施工导流平面布置图、二期施工导流平面布置图和三期施工导流平面布置图。1.5导流工程进度控制本合同工程导流明渠开挖、河床二期截流、二期上下游围堰填筑、三期截流、三期上下游土石围堰填筑、金属结构安装、下闸及封堵等工程的防洪度汛面貌及水流控制控制性进度要求如下,具体计划安排详见第6章施工总进度计划。(1)2009年1月15日进行河床截
17、流。(2) 2009年2月28日完成二期上、下游围堰高喷防渗墙施工,围堰闭气,具备基坑抽水条件;(3) 2009年3月5日完成基坑初期排水。(4) 2009年3月6日开始上、下游围堰混凝土面板施工,2009年3月30日完成,具备过水条件。(5) 2009年11月初,二期基坑汛后抽水并对基坑进行清理;2009年11月2010年3月,二期基坑开挖及1#、2#、3#冲沙闸及厂房段(含尾水渠)248.7Om高程以下的混凝土浇筑,并完成厂房进出口闸门的下闸,基坑过水。(6)2010年12月初,明渠截流施工及围堰填筑施工;2010年12月2011年3月,三期围堰内重力坝及5#冲沙闸250.6m高程以下等部
18、位混凝土浇筑。(7) 2011年3月底,三期围堰拆除。(8) 2011年3月以后,永久泄洪建筑物全部建成,参与度汛。1.6 上、下游土石围堰设计1.6.1 二期土石过水围堰设计1.6.1.1 二期土石过水围堰布置根据拦沙坎布置、基坑施工开挖和上游围堰运行要求,上游围堰布置于拦沙坎上游,围堰轴线距拦沙坎上游25m,二期下游围堰距坝轴线188m。1.6.1.2 设计标准根据防洪标准和水利水电工程施工组织设计规范SDJ338-89规定,对于V级导流建筑物,相应的土石类围堰挡水标准为2010年一遇,本工程土石过水围堰挡水标准采用全年20年一遇,相应设计洪水流量6526m3s0上游围堰堰顶高程按水力学计
19、算成果,考虑安全超高等因素并结合模型试验成果确定。当通过设计流量Qp=2o%砧期=537m3s时,上游水位为233.68m,经综合分析,确定上游围堰堰顶高程为235.0mo1.6.1.3 结构设计上游围堰为土石填筑和现浇混凝土混合组成的过水围堰,通过分析计算确定堰顶设计高程为235.0m,堰顶总长度177.64m,最大堰高9.5m。围堰材料为土石围堰下游边坡碾压一层厚约LOm的C20现浇混凝土。上游土石过水上游面坡度为1:2.0,下游面为台阶型,综合边坡1:1.75,台阶高为1.5m。二期上游围堰顶高程为235.0m,最大堰高9.5m,堰顶宽度为5.0m;二期上游围堰迎水面坡比为1:2,并在2
20、3Im高程设置一宽度为3.0m的马道,背水面23Irn高程马道以上坡比为1:3,马道23Im高程以下坡比为1:2;二期上游围堰迎水面采用钢筋石笼护面,背水面采用厚度为LOm的C20现浇混凝土护面。二期下游土石围堰堰顶高程为234.20m,最大堰高9.92m,堰顶宽度为5.0m;二期下游围堰迎水面坡比为1:2,并在231m高程设置一宽度为2.0m的马道,背水面23Im高程马道以上坡比为1:3,马道23Im高程以下坡比为1:2;二期下游围堰迎水面采用钢筋石笼护面,背水面采用厚度为LOm的C20现浇混凝土护面。1.6.1.4基础防渗堰体及基础采用高喷防渗墙及粘土心墙防渗,二期上下游围堰防渗墙总面积约
21、2364.27r112,高喷防渗墙最大深度约为12.9m。高喷防渗墙布置在围堰轴线上,采用单排布置,孔距初步拟定为08m,施工根据现场情况进行调整。1.6.2 三期土石围堰设计1.6.2.1 三期土石围堰布置三期上游围堰位于坝轴线上游约26m处,下游围堰位于坝轴线下游79m处。1.6.2.2 三期土石围堰设计标准根据防洪标准和水利水电工程施工组织设计规范SDJ338-89规定,对于V级导流建筑物,枯期围堰采用五年一遇标准。下游围堰堰顶高程按水力学计算成果,考虑安全超高等因素并结合模型试验成果确定。当通过设计流量QP=20%制尸537m3s时,上游水位为235.24m,经综合分析,确定三期上游围
22、堰堰顶高程为236.60mO1.6.2.3 三期土石围堰结构设计三期土石围堰挡水时段为2010年11月2011年3月。三期土石围堰采用粘土斜墙防渗,斜墙布置在土石混合料迎水面一侧。三期上游土石围堰堰顶高程为236.60m,下游堰顶宽度为234.80m,堰顶宽度均为6.5n1.6.3 堰体填筑材料要求1.6.3.1 石渣混合料石渣混合料主要明渠覆盖层、风化层开挖的渣料,石渣和粘土混合充分,粘土颗粒含量在2030%之间,具有低压缩性。1.6.3.2 石渣料石渣料主要采用渣场开挖渣料,最大粒径不超过80Omm,小于5mm的颗粒含量不超过20%,小于0.075mm的颗粒含量不超过5%,并具有低压缩性、
23、高抗剪强度。1.6.3.3 堆石料堆石料要求岩块的湿抗压强度大于40MPa,干容重不小于2.05gcm3o最大粒径为800mm,小于5mm的颗粒含量不超过20%,小于0.075mm的颗粒含量不超过5%,并具有低压缩性、高抗剪强度。堆石料的填筑标准按孔隙率控制为20%25%1.6.3.4 钢筋石笼钢筋笼骨架采用22热轧带肋II级钢筋,接头采用电弧焊焊接方式连接,焊接长度取35倍钢筋直径;网面采用12光面钢筋。钢筋之间采用电弧焊焊接方式连接,电弧焊烧蚀深度不得超过钢筋直径的1/3。钢筋笼预留一面网面钢筋,待块石填满后,再作封口,钢筋网之间采用12光面钢筋间隔30Cm跳格连接。块石要求石质坚硬,全强
24、风化块石不得用作钢筋石笼内的填料,且不允许使用薄片、条状、尖角等形状的块石,风化岩石、泥岩等亦不得用作填充石料。要求填充块石的干抗压强度应大于50MPao块石粒径大于钢筋笼网格孔径的1.5倍。1.6.3.5 上、下游坝坡护坡块石料护坡块石料要求岩块的湿抗压强度大于40MPa,干容重不小于2.05gcm3o围堰迎水面干砌石粒径为300-500mm,背水面干砌石粒径为200300mn1.6.4围堰工程特性及主要工程表围堰工程特性及主要工程量见表9-7o表1-7围堰工程特性及主要工程量表项目单位二期土石过水围堰三期土石围堰备注上游围堰下游围堰上游围堰下游围堰围堰特性挡水标准枯期P=5%枯期P=5%枯
25、期P=5%枯期P=5%挡水流量m3s537537537537堰型土石+混凝土过水围堰土石+混凝土过水围堰土石围堰土石围堰堰顶高程m235234.2236.6234.8最大堰高m9.59.87.76.i堰顶长度m177.6490.6863.559.64堰顶宽度m5555堰前水位m233.68232.88235.24233.52堰体防渗型式粘土心墙粘土心墙粘土心墙粘土心墙堰基防渗型式高喷防渗墙高喷防渗墙/堰基最大防渗高度m12.913.2/围堰工程量高喷防渗墙9Hr2926.971637.3/截流俄堤n2840/3274/不包括预进占堆石过渡料m35430.52797.5/土石混合料m319345
26、995065396035石渣料m348512499/不包括截流料粘土料m3670/3753/护面块石料m31616832/钢筋石笼n680/护坡C20混凝土m376144583/盖板及面板堰体拆除m32458212663890682211.7 截流1.7.1 截流时段和标准截流时段的选择应兼顾截流难度和围堰施工等因素,选择流量较小时段可降低截流难度,保证截流工程的顺利进行;但由于本工程基础处理工程量大,施工时间短,为了降低围堰填筑强度,使围堰工期更有保证,截流时段宜适当提前。根据导流施工程序本工程截流分为河床截流和明渠截流,即二期截流和三期截流。据施工分期洪水资料、工程施工进度分析并结合截流水
27、力条件,经分析比较,二期截流时段定为2009年1月中旬,三期截流时段定为2010年12月上旬。按水利水电工程施工组织设计规范SDJ338-89(试行),截流标准采用截流时段重现期510年的月或旬平均流量。本工程二期截流标准为1月5年一遇月平均流量,相应设计流量为78m3/s;三期截流标准为12月5年一遇月平均流量,相应设计流量为128r3So1.7.2 截流方式根据XX水电站坝址的地形和施工条件,采用立堵截流。考虑到左岸地势平坦,场地开阔,料场布置及取料运输具有优势,设计俄堤顶宽5.00m,单个堤头可以采用1-2辆自卸汽车同时抛投,抛投强度完全可以达到要求。经水力学计算分析,拟定本工程采用左岸
28、单向进占、单侦立堵截流方式。在预进占之前对龙口底部进行护底,防止截流过程中淘刷龙口河床底部。1.7.3 截流设计1.8 .3.1二期截流设计(1)截流俄堤布置二期截流备料场主要布置在左岸上游渣场,上游围堰为土石过水围堰,基础为高喷灌浆防渗墙,为尽早形成基础防渗施工平台,进行高喷防渗墙施工,将俄堤轴线布置在围堰轴线下游16.0m处。(2)截流能堤设计根据水力学计算,截流闭气后上游水位约230.2m,考虑安全超高确定俄堤顶高程为230.7m。考虑满足12辆汽车(20t15t自卸汽车)同时卸料,截流能堤顶宽15m,上游及堤端边坡为1:1.251.5,下游边坡为1:1.5。(3)龙口位置及宽度设计根据
29、现场情况,截流施工道路只能布置在左岸。结合明渠开挖施工进行预进占,预进占方向为自右向左,故龙口布置靠左岸。根据截流水力学计算成果、俄堤堤头使用材料的抗冲能力、合龙抛投强度及道路交通布置,经综合比较研究,确定本工程预留龙口宽20.00m(4)截流水力学计算1)计算模型一般情况下,合龙过程中的河道流量(截流设计流量)Qr可分为四部分,即:=Q+Z+Q,+2,式中Qi龙口流量;Qd导流建筑物分流量;Qac上游河槽中的调蓄流量;Qs俄堤渗透流量。其中QaC和QS作为安全储备不予考虑。本截流水力学计算基于导流明渠进口底板高程为229.0m,出口底板高程为228.230m,底部最小宽度为m(宽X高),长度
30、为361.0m。2)计算成果本工程采用左岸单向进占、单欲立堵截流方式。计算工况不考虑导流明渠洞进、出口岩填的影响。根据设计工况条件下导流洞泄流曲线、1月份20%频率月平均流量78m3s及相关地形资料等进行截流水力学计算,主要截流水力学计算成果见表9-8O表1-8截流水力学计算成果表龙口宽度m20151050明渠分流量m3s1.127.5222.2657.9778龙口分流量m3s76.8870.4855.7420.080上游水位m229.05229.25229.48229.84230.2下游水位m228.252228.252228.252228.252228.252龙口落差m0.7890.998
31、1.2281.5881.748龙口平均流速m/s1.882.092.251.410龙口单宽流量m3s.m3.8444.6995.5744.0160本工程采用左岸单向进占、单俄立堵截流方式。截流计算成果表明:截流俄堤龙口合龙后,上游水位约为230.2m,截流俄堤顶高程按230.7m,堤头进占边坡1:1.25;龙口最大平均流速(俵堤轴线上)约为2.25ms,相应于龙口宽10m;龙口最大单宽流量为5.574m3/(sm);截流最终总落差为1.748m。(5)截流抛投材料1)截流抛投材料粒径计算对于截流抛投材料最大粒径选择,根据龙口分区的最大流速,采用依氏公式换算粒径。龙口不同分区的抛投材料最大粒径计
32、算成果见表9-9O根据XX水电站的施工条件及当地材料状况,宜选用石渣料及大块石作为截流抛投材料。针对坝址区玄武岩开挖料整体性较差,大、中块石料较少,以小于等于0.6m石渣料为主的情况,在截流过程中准备部分钢筋石笼,并考虑备用量作为安全贮备。2)截流抛投材料选择根据XX工程截流水力指标和难度、开挖料岩石特性,通过粒径计算,截流抛投物分别选择石渣料、中石、大石和钢筋石笼。根据龙口断面及水力学指标计算,并考虑流失系数,二期截流需要石渣料(v.4m)2010m3,大石(1.1m0.7m)300m3,中石(0.4m-0.7m)450m3,钢筋石笼80r113(2r113个)。(6)截流备料根据现场交通条
33、件,截流备料场布置在左岸2#渣场(围堰上游侧)。截流前,坝肩开挖料经筛选后按石渣料、块石料、大块石料和钢筋石笼储存在2#渣场。截流材料按规格分类划分备料堆场,堆场应立牌,标出堆场编号、料物名称、面积尺寸、堆料数量等,便于截流指挥调度。在截流施工期实行严格的交通管制确保截流备料场与截流俄堤间道路的畅通。1.9 .3.2三期截流设计根据施工安排,三期截流在2010年12月1日进行。截流设计标准采用五年一遇12月月平均对应流量128m3s经截流水力学计算,截流能合龙后上游水位为234.8,龙口最大平均流速为3.23ms,龙口最大单宽流量为13.22m3(sm);截流最终总落差为2.68m0根据水力学
34、计算,考虑安全超高确定三期截流俄堤顶高程为235.3m,堤头进占边坡1:1.25。根据XX工程三期导流明渠截流水力指标和难度、开挖料岩石特性,通过粒径计算,截流抛投物分别选择石渣料、中石、大石和钢筋石笼。根据龙口断面及水力学指标计算,并考虑流失系数,二期截流需要石渣料(v.4m)2474m3,大石(1.1m-0.7m)320m3,中石(0.4m-0,7m)400m3,钢筋石笼80r113(2m3/个)。三期截流备料场主要布置在右岸渣场。截流前,坝肩开挖料经筛选后按石渣料、块石料、大块石料和钢筋石笼储存在右岸渣场。截流材料按规格分类划分备料堆场,堆场应立牌,标出堆场编号、料物名称、面积尺寸、堆料
35、数量等,便于截流指挥调度。在截流施工期实行严格的交通管制确保截流备料场与截流侦堤间道路的畅通。1.7.4截流施工1.7.4.1 截流施工准备工作(1)精心编制截流施工组织设计。(2)提前组建高效、精干、反应快捷的截流组织指挥系统,结合现场生产性试验预演系统动作的高效性及反应快捷性,确保截流目标圆满实现。(3)对参加截流的设备提前进行检修、保养,使每一台设备都以良好的工作状态投入截流施工。(4)在截流施工前,对截流备料场、截流施工道路、回车场等进行全面检查,包括排水、照明设施等。(5)在截流施工前,在现场建立施工监测和信息管理系统,对截流施工全过程监测、信息传输和辅助决策。(6)建立通达的通信网
36、络,确保截流前指挥高度的灵活性和准确性。(7)加强截流前后与截流施工时的水文观测预报,为截流提供各种所需的水文信息。(8)建立截流施工期安全保障系统,彻底清除施工期的不安全因素,准备安全措施,预备安全抢险设备,对员工进行安全培训,提高全员安全意识。1.7.4.2 截流施工道路截流俄堤顶宽为30m,根据溪洛度截流施工经验能满足45辆汽车(32t自卸汽车)同时卸料,上游及堤端边坡为1:1.251.5,下游边坡为1:1.5。左岸进占的交通道路,路基7m宽,可满足20t自卸汽车双向通行要求。1.7.4.3 截流预进占根据截流俄堤设计和截流施工道路的布置等条件,本工程截流时采用从左岸向右岸单向进占,预留
37、龙口宽20m。预进占从右岸进占,采用1.23.0m3挖掘机、装载机装渣,15t、20t自卸汽车运输至能堤端头,端进法卸料,推土机推赶,俄堤行车路线拟布置两车道,堤头全面抛投。预进占至设计位置后,采用大块石作裹头保护,保护水位以下预进占俄堤不被水流冲刷淘空。根据设计施工进度安排,截流俄堤预进占考虑在12月中旬开始,按12月平均流量128m3s作为控制流量。根据现场的地形条件以及截流料场的位置,预进占以左岸进占为主,进占长度为25m,预留龙口宽度20m。1.7.4.4 龙口合龙截流采用从单向进占、单俄堤立堵截流的方式。12月中下旬自左岸适时开始预进占,1月15日截流,设计截流流量Qp20%=78m
38、3s0合龙时以左岸进占为主。左岸堤上车辆运行线路重车在公路外侧,空车走内侧;堤头行车区域分3个区布置,即“卸料区,回车区,编队区”。合龙区堤头推进顶宽5.0m,下游侧视情况尾随跟进填筑,推进堤头布置12个抛投卸料点。截流俄堤龙口段主要采用全断面推进和凸出上游挑角法两种进占方式:(1)全断面推进:是在水力条件较好,流速较小时一般材料可满足,12个卸料点进占不分先后、齐头并进。(2)凸出上游挑角法:即在堤头上游侧与能堤轴线成30。45。角的方向,用大块石和钢筋石笼串抛填形成一个防冲矶头,在防冲矶头下游侧形成回流区,中小石、石渣混合料尾随进占。堤头抛投拟采用直接抛投、集中推运抛投和卸料冲砸抛投3种方
39、法:(1)直接抛投:即自卸汽车运料至堤头后直接卸料入水中,少量渣场由推土机配合推入水中;(2)集中推运抛投:在堤头坍塌较严重,自卸汽车不便靠近堤头直接抛入水中时,特种截流材料由自卸汽车卸料后在堤头顶上完成串联后,由大功率推土机集中推入水中。(3)卸料冲砸抛投:将大块石、特大石、混凝土四面体或钢筋石笼从自卸汽车上直接卸料抛入水中,冲砸抛投。龙口抛投方式与方法根据现场堤头时推进实际水流及抛投料流失情况及时果断进行调整。1.7.4.5 截流强度分析龙口抛投强度与俄堤前沿能同时布置的抛投点数成正比,可以用以下公式表示:S=mnVP其中:S:为龙口抛投强度,m3hm:一个堤头的同时卸车点,顶宽15m时按
40、12个计n:一个卸车点上的小时卸车数(单车卸料循环时间平均按3.0分钟考虑,一个卸车点的循环车辆数为20辆h)V:m3/车.次,20t汽车按8m3车计P:同时进占堤头数,1个根据以上公式及所取参数,俄堤堤头平均抛投强度可达320m3h根据龙口抛投材料计划,并考虑流失系数,二期河床截流龙口合龙段总抛投量2840m3,计划12.0小时合龙,平均抛投强度为237m3h.三期截流总抛投量为3274m3,计划12.0小时合龙,平均抛投强度为273m3h因此,堤头抛投强度能满足截流施工要求。1.7.4.6 下游围堰截流上游围堰截流施工龙口段合龙以后,随即进行下游围堰填筑施工,此时游围堰填筑施工基本在静水中
41、或流速很小的条件下进行,水下部分堰体填筑施工条件良好,填筑工作面开阔,采用自左向右进占合龙后,尽快形成防渗墙施工平台。1.7.4.7截流主要施工设备配备(1)装载设备配置根据截流抛投强度要求,截流选用的主要设备及强度计算如下:。1320反铲斗容1.6013,装载能力为95r113h,共配置3台;PC400反铲斗容量为nA装载能力为105r113h,共配置3台;ZL50C装载机斗容为5.0m3,装载能力为I45r113h,共配置1台;另配1台ZL50C装载机主要进行道路清渣和道路维护。以上装载设备总装载能力为:953+1053+145=745m3h,截流期间时间短,利用率高,装载设备效率按80%
42、考虑,实际总装载能力为596m3h,满足截流平均抛投强度273m3h的要求。(2)运输设备配置从左右岸渣场到截流俄堤运输距离均不大于1.5km,为泥结石路面宽度7m,能满足20t自卸汽车双向通行要求。截流施工运输设备以15t20t自卸汽车为主。15t自卸汽车装渣容量8m3,20t自卸汽车装渣容量Iom3。2#渣场备料场至左岸截流能堤的施工道路长约2.0km,考虑装卸料时间,每趟运输时间约需要25分钟,即每台车每小时可以运输2.4趟。为满足273m3h的抛投要求,根据计算20t自卸汽车15辆,另外考虑5台15t自卸汽车。另外配置三台TY220推土机和一台16t汽车吊。1.7.4.8截流施工设备表
43、为满足截流抛投强度的要求,必须配备足够的装、挖、吊、运设备,优先选用大容量、高效率、机动性好的设备。截流主要施工设备配备见表9-9。表1-9截流施工设备表名称规格及型号数量单位备注挖掘机CA3201.6m3台3被料场PC4001.8m3台3备料场装载机ZL50C3.Om3台2场地维护及渣场运输汽车东风I5t台5石渣、钢筋石笼运输斯太尔20t台15四面体运输推土机TY220162kw3备料场和堤头汽车吊QY1616t台1吊装钢筋笼1.7.5截流施工的组织指挥与现场调度1.7.5.1截流施工组织机构截流实施期间,联营体将成立截流工程指挥部,并成立专家顾问组、施工技术组、质量安全组、生产调度组、安全
44、保卫组、设备管理组、物资供应组等部门,全面负责截流的施工组织、实施与管理工作。1.7.5.2施工组织机构的职能为了确保截流目标圆满实现,结合现场施工,组建高效、精干、反应快捷的截流组织指挥系统。截流组织指挥系统自上而下分4个层次设置,第一层为决策系统,是截流施工指挥部;第二层为指挥系统,由上游左岸指挥所组成;第三层为保障系统和服务系统,分别由若干专业组和1个办公室组成;第四层为施工作业系统。每一层的各职能单位都有明确的职责,人员有明确岗位。设置有线和无线通信进行联络,使决策意图很快落实到现场施工中,得到认真贯彻。1.7.6施工安全与质保证措施1.7.6.1施工安全措施(1)建立健全可靠的安全保护组织体系,加强对职工的施工安全教育,工人上岗前进行安全操作培训和考核。(2)严格遵守国家现行的有关安全防护技术规程、文件,制定各项专用安全防护管理措施,如防洪、防火、救护、警报、治安、危险品等防护措施。(3)严格遵守国家劳动法律、法规的规定,及时配备、发放和更换各种劳保用品。劳保用品必须经安全部门检查合格后方可投入使用。(4)以班组、部门为单位,进行安全学习和总结,及时消灭安全隐患。(5)作好各项技术准备,经审核批准后的施工技术措施,逐级对施工人员进行交底,并认真贯彻执行,保证安全生产。(6)在施工区内设置一切必须的信号装置,并严禁施工