石柱沟水库施工组织设计.docx

1、石柱沟水库施工组织设计汝阳石柱沟水库工程施工组织设计（简要）河南省水利第二工程局2008年1月1工程概况及施工条件1.1工程条件金堆城钼业汝阳有限责任公司位于汝阳县城南付店镇，主要从事钼矿采选。由于矿区附近斜纹河枯水期不能满足矿区用水量要求，为了公司生产、生活和发展的需要，拟在矿区附近修建水库工程以供矿山生产和生活用水。矿区要求水库日供水量为2104m3/d，库水将通过输水管道自流送至下游矿区，管道长约7Km。水库坝址位于汝阳县付店乡以南斜纹河的支流石柱沟上，距付店约2.0Km。坝址以上流域面积约48.12Km2，区域内地表水系、植被较发育，紧邻矿区西侧的斜纹河常年流水，历史上未有较强地震发生

2、。1.2工程等别及建筑物级别石柱沟水库总库容小于1000104m3，按照防洪标准GB5020194和水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000的规定，该工程为等工程，工程规模为小（l）型，主要建筑物挡水坝为4级建筑物，次要建筑物、临时性建筑物均为5级建筑物。主要建筑物挡水坝的设计洪水标准为30年一遇，相应洪峰流量为774m3/s，校核洪水标准为200年一遇，相应洪峰流量为1190m3/s。主要建筑物地震设计烈度与建筑物所在场地基本烈度相同为6度。1.3工程布置及主要建筑物石柱沟水库采用碾压混凝土重力坝，由挡水坝段、溢流坝段和引水坝段组成，坝顶长度211.00m，其中溢流坝段长74.00m

3、。坝顶宽度5.00m，坝顶高程753.00m,坝基开挖最低高程695.00m，最大坝高58m。上游坝坡在725.00m高程以上竖直，以下为1：0.15，下游坝坡为l：0.7。溢流堰采用无闸门控制的开敞式表孔自由溢流，净宽70.00m，堰顶高程749.00m，堰型采用WES型实用堰，挑流消能。主体工程主要工程量：土石方开挖7.16104m3，混凝土15.05104m3，钢筋640t。1.4水文气象石柱沟水库位于北汝河支流斜纹河上，属淮河流域北汝河发源于外方山，流域呈羽毛状，南高北低。斜纹河中上游为石山灌木林区，受人类活动影响较小，植被相对较好。坝址以上集水面积为48.12Km2，河长12.5Km

4、，比降为14.3。坝址区气候属温带大陆性季风型气候，春夏秋冬，四季分明，春季温暖雨水少，夏季炎热干早多，秋季常遇连阴雨，冬季寒冷较干燥。气温季差较大，冬季较长，多风雪。根据汝阳气象站资料统计，该地区年平均气温14.0，年极端最高气温44.0，年极端最低气温21.0，年平均蒸发量1861.6mm，年平均降水量669.9mm，年平均风速2.5m/s，最大风速24m/s，年日照时数2212.7h。1.5工程地质坝址区河谷狭窄，为不对称的V型谷，左岸岸坡较陡，坡度一般平均为4050度，右岸岸坡较缓，地形坡度一般平均为2530度，峡谷左岸山体相对雄厚，基岩裸露，右岸垭口处山体相对单薄。坝址区地层岩性简单

5、，出露岩性为中元古界熊耳群中组三段（Pt2xn3-3）安山质火山角砾岩、石英安山岩及第四系松散堆积层（Q)；坝址区断层不发育，发育有4组节理，从节理的发育情况可以看出，节理倾角以50。88。的中等倾角高等倾角最为发育，节理一般延伸长度从几米到几十米，节理面大部较平直，裂隙宽一般0.1cm0.3cm，最宽2cm，附有钙膜及黄色锈斑。坝址区左右岸岩体风化程度有一定差异，左岸坝轴线附近强风化卸荷带下限垂直埋深约为03.0m，弱风化下限垂直埋深约为20m；右岸坝轴线附近强风化卸荷带下限垂直埋深为9.10m，弱风化带下限垂直埋深为29.2m。天然砂砾石料5mm10mm级配的软弱颗粒含量大于规范要求，含泥

6、量稍大于规范要求，其余指标均满足规范要求。1.6施工交通工程位于洛阳市汝阳县付店镇的石柱沟下游大步湾附近，工程坝址距付店镇2Km，距汝阳县城公路里程为38Km，距洛阳公路里程为112Km。距郑州公路里程为170Km，对外交通条件良好。根据施工期外来物资运输量要求及可能的货源流向，确定汝阳县城是对外交通运输的中转站。从县城有公路到达工地现场，路面质量尚可。场交通运输采用公路运输，新建场内施工干线道路3.40Km，临时道路支线2Km。1.7施工供电、供水华东电网110kV高压线路从汝阳县城经过，汝阳至付店有35kV高压线路，付店有35kv/10kv变压站，电力资源丰富。工程电源从付店乡10KV线路

7、T接引来，T接点距水库右坝肩约2Km。采用LGJ-50架空线路引至水库右坝肩管理房附近。大坝上游围堰施工期蓄水作为水源地，通过泵站抽水至右坝山顶蓄水池，然后沿2#施工到路边埋管自流至施工营地蓄水池。1.8主要工作内容大坝工程；引水管道及出口控制阀；其他临时工程。1.9主要建筑材料水泥、粉煤灰、钢材、砂采用外购，块石尽量利用开挖料，粗骨料采用外购和自制相结合，以保证施工供应强度为准。1.10工期要求计划2008年1月28日进场，2008年6月30日达到713m高程，2008年9月30日达到734m高程。2施工管理组织2.1机构框图2.2管理职责我局拟在施工现场组建“河南省水利第二工程局石柱沟水库

8、施工项目经理部”，实行项目法施工管理。项目经理对整个工程的质量、安全、进度、文明施工全面负责。项目经理部下设五科二室及四个工区，其职责如下：工程科：按照施工规范及工程施工技术条款制定经济可行的施工方案、施工进度及细则；负责处理工程施工技术问题，为工程施工提供技术支持；负责施工安排和调度、劳动力及机械调配、工程结算、现场协调；负责工程施工的技术资料整理、签认、保存、移交。质检科：按照质量保证体系要求，制定施工质量保证计划（措施），并组织实施。贯彻实施我局质量方针、目标。实施项目现场施工质量检查职能，把好质量关，负责检验和试验，不合格的控制、检验和试验的控制、试验和试验状态控制、产品标识和可追溯性

9、控制，参加质量事故分析鉴定，收集、上报质量情况报表，实施工程阶段的质量检查验收。负责质量体系的运行和经常性自检工作，组织质量体系要素的开展，协同有关单位、部门进行质量标准的宣传、培训，推动质量管理工作的开展。试验室：负责本工程全面试验工作，包括计量器具的定期检验、原材料和半成品质量检验和复验、建立试验档案、填写试验纪录和出具试验报告、检测设备和仪器的保管和维修、本单位人员管理等。物机科：为项目经理提供施工设备及工程材料计划，负责机械设备的调运、维修保养、管理及工程材料、机械配件、油料及其它材料的采购、运输、管理及发放。为工程施工的顺利实施提供物资、设备保证。提供符合质量要求的设备和材料，并为竣

10、工验收提供材料和永久设备的必要的质量证明材料。财务科：负责财务的收支与核算、工程的盈亏分析，实施项目施工成本的控制以及项目的资金管理工作。提供工程资金需求，在资金管理方面对项目经理负责。安保科：负责施工现场的安全检查和监督职能；负责施工现场的安全生产、治安保卫、民事调解等工作。在施工安全方面对经理负责。办公室：负责精神文明建设及日常的行政事务工作，人事劳动管理，协助经理部做好职工的思想政治工作和处理好各方关系等工作。土方工区：负责本标段土方开挖和回填的施工等。水电工区：负责工程生产和生活用电、用水的供应及保障，保证安全用电，施工用水的可靠。建筑工区：负责本标段的挡水工程、边坡处理、交通工程、房

11、屋工程和其他建筑工程等工作。安装工区：负责本标段的机电设备和金属结构设备及安装工程。2.3管理和技术人员拟投入本项目工作的主要人员专业配备包括：水工、地质、测量、质检、施工、机械、爆破、试验、机电、金结、经济、会计、政工、保卫等专业齐全的技术和管理人员，其中，高级职称人员2人，工程师10人，助理工程师15人，技师160人。3施工总体布置在施工布置上采用总承包人的成果，根据本工程的施工征地范围、场地条件及施工方法，进行本工程施工临时设施布置。营地建设满足环境保护及文明施工的要求，根据现有地形条件进行施工布置，施工区与生活区分开布置，施工辅助工厂根据现有条件分开布置，以减少场内运输。施工交通：永临

12、结合，修筑永久及场内施工临时道路，并在施工期进行维护和管理，成果如下表：场内干线公路特性表道路编号起止点道路长度（Km）路面宽度（m）道路等级路面结构1#道路A点至坝址1.46.5矿级碎石路面2#道路B点至右坝肩0.86.5矿级碎石路面3#道路C点至坝址0.46.5矿级碎石路面4#道路D点至坝址0.86.5矿级碎石路面合计生产、生活设施：混凝土拌和站、钢筋加工厂、木工加工厂、材料仓库、人工骨料加工系统、预制厂、停车场等；办公室、宿舍、食堂、现场试验室、公共安全、文明施工等房屋建筑及设施；成果如下表：生产生活设施特性表序号项目名称生产能力建筑面积（m2）占地面积（m2）1人工骨料加工厂200t/

13、h1300140002混凝土拌和系统180m3/h120070003钢筋加工厂2t/班30016004木工加工厂7m3/班20010005混凝土预制厂7m3/d20010006机械停放保养厂20020007施工供电1445Kva3007008施工供水108m3/h50029409综合仓库1000400010生活区520人42008400合计渣场：在大坝下游布置两处渣场，其特性如下表：渣场特性表序号项目名称堆渣高程（m）渣场容积（万m3）堆渣量（万m3）占地面积（万m2）11#渣场69670416.9015.873.7622#渣场7007054.704.551.56合计施工供电主要用电设备额定功

14、率估算主要电动设备额定功率估算表序号机械名称使用台数额定功率Kw总功率Kw使用部位一生产生活营地4801混凝土拌合站2+12902钢筋设备4603模板加工设备2404生活用电505机修设备40二人工骨料加工厂3901破碎62802筛分3603堆存1550三施工现场2501抽水设备5602基础工程设备2903其他设备4100合计1120施工变压器容量估算P容=KP/cos式中 P-施工供电高峰负荷时的有功功率，KwK-需要系数，取1.05cos-功率因数，取0.8P容=1.05480/0.8=630Kva、512Kva、328Kva。根据变压器估算容量，本工程计划在施工生产营地配备1台S9-63

15、0/10型变压器、在人工砂石骨料场配置1台S9-500/10型变压器、在右岸坝头配置1台S9-315/10型变压器。砂石骨料厂从付店乡直接架线至变压器，场内施工输电线路主导线按照容许电流和容许压降进行设计，并使之满足架空敷设铜导线的机械强度要求为原则选择。备用电源，采用柴油发电机组，在生产生活营配置2200Kw，在右坝头配置120Kw，在人工骨料加工厂配置200Kw，总计720Kw。施工供水施工生产用水量为：q1=K1Q1N1K2/（163600）式中 q1-施工工程用水量，m3/sK1-未预计的施工用水系数，取1.1Q1-每天完成的工程量，取浇筑高峰强度为548.9m3/dN1-混凝土施工用

16、水定额，取1.9m3/m3K2-施工现场用水不均匀系数，取1.5q1=1.1548.901.91.5/（163600）=2.9910-2m3/s生活、管理区用水量为：q2=P1N2K2/（243600）式中 q2-生活用水量，m3/sP1-施工现场高峰期昼夜施工平均人数，取500人。N2-每人昼夜生活用水量，取0.1m3/dK2-生活用水不均匀系数，取2q2=5000.12/（243600）=1.1610-3m3/s因为生活用水的需求量较小，生产用水量较大，为满足消防用水需要，临时供水应比较有保证，抽水设备采用同步工作制，取水构筑物及抽水设备设计的供水流量取310-2m3/S。4施工进度规划2

17、008年1月28日按照总承包方的要求组织进点；2008年1月29日至2008年2月15完成施工营地建设，施工供电工程、机械设备及人员全部到位，完成进场道路路基工程；2008年2月16日，主体工程开工；2008年2月16日至2008年4月15完成岸坡及河槽段土石方开挖工程；2008年4月16日至2008年6月30日完成713高程以下坝体工程、导流底孔工程和永久道路路基工程；2008年7月1日至2008年9月30日完成734以下坝体工程；2008年10月1日至2008年12月31日完成749以下坝体工程、度汛坝体缺口封堵和坝基灌浆工程；2009年1月1日至2009年5月31日完成753以下坝体工程

18、，完成坝体封顶、金属结构安装、导流底孔封堵和与蓄水安全鉴定相关的工作；2009年6月1日至2009年9月30日完成坝顶交通桥、永久道路路面工程和房屋建筑工程；2009年10月1日至2009年10月31日完成其他附属工程和尾工处理；2009年11月1日，工程全部完工；总工期：2008年1月28日至2009年11月28日，共671日历天，22个月。主体工程形象进度如下图示：5主体工程施工方法5.1施工导流基坑排水：坝基覆盖层分层开挖的同时开挖基坑排水沟和集水井，基坑渗水通过排水沟汇集到集水井，然后用离心泵抽排至下游河道。施工导流：采用坝底导流底孔进行导流，导流底孔设计标准采用5年一遇非汛期洪水标准

19、，坝址洪峰流量为27.70m3/s，导流底孔设计结构为单孔，断面尺寸2.53.5m（宽高）。根据坝址水位流量关系表推算，坝址通过非汛期五年一遇洪峰流量时，水位约为700.70m，导流底孔穿过坝体的上下游部分修建梯形断面浆砌块石衬砌明渠，向上游延伸20m，向下游延伸15m，进口处修筑浆砌石重力式挡水围堰。在基坑施工期间，为防止河道回水进入基坑，在下游修筑挡水围堰，施工完毕后拆除。导流底孔进口处设安装封堵闸孔，设封堵用平板钢闸门，重约3.5t,埋件重约1.5t。设计挡水水头18.5m，度汛施工期间导流底孔保持运行通常。设计过流量计算采用水力计算手册（7-1-6）进行校核，导流底孔设计经总承包方批准

20、后实施。导流底孔平面布置示意图如下：施工度汛：2008年汛期之前，大坝计划填筑至713.00m高程，度汛施工采用预留坝体缺口（交替上升）进行度汛，度汛标准根据建筑物等级和规范采用10年一遇洪峰流量标准，设计流量489m3/s，坝体缺口位于35#坝段，总长69m。预留缺口高度为12个升层，即36m，过流断面207414m2，具体根据设计流量计算确定，并采取护岸措施避免在泄洪期间对下游河道造成淘刷和冲蚀。2008年9月30日，大坝填筑至734.00高程，开始填平坝体预留度汛缺口，将库区内水通过导流底孔放空，随后对导流底孔进行下闸封堵。按照施工规划2009年5月31日坝体封顶，在此之前按照设计文件要

21、求拆除、回填、清理所有不必要的导流工程和设施，大坝开始蓄水初步运行。5.2土石方开挖工程主要工程量：覆盖层开挖23321m3、风化层开挖4096m3、石方明挖69632m3、基础石方开挖8192m3、石方洞挖210m3、总工程量105451m3。规划工期60天，轮廓开挖强度1757.51m3/d。覆盖层开挖：覆盖层开挖之前，首先开挖范围内的区域进行清理，规划好施工弃渣道路。覆盖层开挖采用1.22.0m3挖掘机开挖装1520t自卸汽车，运至弃渣场。风化层开挖：采用1.22.0m3挖掘机开挖装1520t自卸汽车，运至弃渣场。石方明挖：自上而下，采用Q5080潜孔钻机造孔，边坡预裂爆破，按照设计图纸

22、进行梯段爆破开挖，2#岩石炸药，以导爆索组织非电起爆网络进行，清渣采用1.22.0m3挖掘机挖装1520t自卸汽车，运至弃渣场。渣场压实采用T160推土机平整，20t凸块振动碾压实。石方洞挖：按照设计断面尺寸，由外至内，全断面单向掘进，手风钻造孔，光面爆破，人工装渣，斗车外运，循环作业。采用Y27手风钻，2#岩石炸药，以导爆索组织非电起爆网络进行，渣场压实采用T160推土机平整，20t凸块振动碾压实。5.3坝体工程5.3.1总体规划坝体工程包括：碾压混凝土131490m3，常态混凝土26900m3，总工程量约158390m3，本阶段主要针对碾压混凝土方案作简要说明。713m以下坝体，断面最大，

23、估算工程量（常态和碾压）约为20000m3，规划工期75天，平均月施工强度8000m3/月，平均日施工强度267m3/d，日工作小时按10h计算，计划施工强度为267m3/d1.5/10h=40.05m3/h。最大仓号位于695m处3#5#坝段，面积约为44m（宽）89m（长）=3916m2。分层厚度按照0.3m计算，整仓浇筑工程量1174.8m3，控制层间间歇时间为8h内覆盖完毕。在施工过程中需要采取必要措施，保持常态和碾压混凝土均衡上升。713734m以下坝体，总填筑量10万m3，施工月数3个月，为本工程最大月施工强度，即3.33万m3/月，高峰日强度548.90m3/d。常态混凝土采用搅

24、拌站拌制，自卸汽车运输，汽车起重机配吊罐入仓，插入式振捣器振捣，溢流面混凝土采用滑模台车，分仓浇筑。5.3.2原材料水泥：按照设计要求、有关国家标准及水工混凝土试验规程SD10582规定的方法进行试验，并对水泥品种及标号与掺合料的品质、掺量进行技术经济论证。掺和料：为改善碾压混凝土性能，节约水泥用量，降低水化热温升，在碾压混凝土中掺加粉煤灰。粉煤灰选用、级粉煤灰，粉煤灰质量应符合GB1596-1991用于水泥和混凝土中的粉煤灰中规定的标准。外加剂：为了改善碾压混凝土的工作性能，提高混凝土抗冻、抗裂、抗渗性能，需在碾压混凝土中掺入符合设计要求的外加剂。使用外加剂时需做外加剂对水泥和掺和料的适应性

25、试验，凝结时间及安定性正常的才可以使用。高温季节施工时，拟掺入少量的MgO，以补偿碾压混凝土的温降收缩，提高碾压混凝土的自身抗裂能力、减少裂缝的发生。粗骨料：采用人工粗骨料，最大粒径不大于80mm，连续级配。砂：碾压混凝土使用人工砂或洁净河砂，颗粒级配良好，细度模数宜控制在2.23.0之间。拌和用水：凡符合国家标准的生活饮用水，均可拌制碾压混凝土。5.3.3混凝土配合比设计根据碾压混凝土的设计标号（强度等级）、强度保证率、抗渗、抗冻标号等。确定水胶比、掺合料掺量、浆砂比、砂率、外加剂进行配合比初步设计，进行试拌调整及实验室配合比确定。5.3.4工艺试验通过现场工艺试验确定碾压混凝土拌合工艺参数

26、、碾压施工参数（运输、平仓方式、摊铺厚度、碾压遍数、振动行进速度等）、骨料分离处理措施、层面处理技术措施、成缝工艺、变态混凝土施工工艺等，同时验证室内选定配合比的可碾性和合理性、常温季节碾压混凝土质量控制标准和措施，确定碾压混凝土施工配合比。主要内容包括：碾压混凝土配合比验证试验（可碾性综合评价、VC值试验、凝结时间测定、压实容重测定、力学性能指标测定）；施工工艺、工法试验（投料顺序试验、拌和时间试验、拌和均匀性试验、检测选定）、碾压混凝土运输试验、铺料与平仓试验、碾压遍数试验、层间允许间歇时间试验、层面处理试验、变态混凝土施工工艺试验5.3.5 资源配置砂石骨料生产系统配置为满足碾压混凝土高

27、强度填筑施工要求，原材料成品必须有足够的储备，一般备料量应经常保持日平均填筑量的57倍。砂石料生产系统主要根据粒径、级配要求和混凝土浇筑强度具体确定。砂石骨料系统的生产能力按下式计算：Qh=KQ/T式中 Qh系统小时生产能力，t/h；K生产过程中的损耗系数，一般取1.11.2；Q高峰月混凝土骨料用量，333001.51.6=79920t；T月生产小时数，h（一般按一个月25d、一天20h计）。Qh=183.82t/h，规划人工砂石料加工系统产能为200t/h。混凝土生产系统配置生产系统应根据实际施工强度和最大仓面入仓强度需要，综合最大骨料粒径选用相应容量的搅拌机。根据前述混凝土浇筑强度综合计算

28、成果，选取最大仓号作为混凝土生产设备配置依据。其要求入仓强度按下式计算：Q=(F)/(tK)式中 Q-入仓强度，m3/h-混凝土分层厚度，0.3mt-允许间歇时间，8hF-混凝土分层面积，3916m2K-时间利用系数，取0.85Q=（39160.3）/（80.85）=172.76m3/h配置2部HL75Y-2F1500混凝土搅拌站，生产率27290m3/h，总产能144180m3/h。另外配置：HZ25混凝土拌和站1部用于拌制常态混凝土，制浆站1部用于拌制纯水泥浆。混凝土运输设备配置暂定运距1Km，采用20t自卸汽车运输，自卸汽车数量目前按概算定额进行估算，单车运输能力16.52m3/h，须配

29、置自卸汽车10辆。平仓设备配置平仓设备选用湿地推土机（120Kw），单机概算定额产能111m3/h，则须配置2部。振动碾的配置采用进口双钢轮震动碾（BW202AD）型。BW70S型手扶式震动碾用于边角部位。按照概算定额进行配置，面积按照3000m2。合计配置2部。冲毛设备的配置采用高压水冲毛机（最大工作压力3050MPa），一般情况下，仓面面积在2000m2以内的可配置1台冲毛机，拟采用高压水冲毛机（HCM-MI型）型。切缝机械的配置根据经验和现场情况选用，一般12台，采用设备型号为HCQ-30型，还可以根据现场机械情况改装。质量检测仪器检测碾压混凝土工作度VC值主要采用秒表及VC稠度仪。检测碾压混凝土压实度采用核子密度仪。仓面人员的配置5000m2以内仓面单班人员配置见下表：5000m2以内仓面单班人员配置工 种人 数工 种人 数工 种人 数平仓机驾驶员2振捣人员约3质量控制人员约5振动碾驾驶员3值班模板工2诱导员约2切缝人员3值班电工1仓面指挥长1铺浆人员约3配合人员约15合计约405.