水库枢纽方案水利枢纽土坝截流施工方案.docx
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水库枢纽方案水利枢纽土坝截流施工方案
1工程概况
清远水利枢纽为北江干流梯级规划的第5级，工程开发任务是以航运、改善水环境为主，结合发电、反调节，兼顾改善灌溉、供水条件和水资源配置。
水库正常蓄水位10m，正常蓄水位库容1.4亿m3，总库容为3.018亿m3，多年平均发电量2.1689亿kW•h。
干流枢纽工程从左到右依次为左岸土坝（含连接段）、厂房安装间、厂房主机间、门库段、31孔泄水闸、门库段、船闸、船闸门库段、右岸土坝（含连接段），同时厂房左侧预留位置布置二线船闸，干流枢纽坝顶全长1520.42m。
本工程干流枢纽工程计划分二期施工，其中一期工程主要完成右岸土坝、船闸、门库、14孔泄水闸及左岸电站厂房（受电站厂房基坑开挖的影响，电站厂房相邻的第1#～3#孔泄水闸及左岸门库均在电站厂房全年围堰范围内）的施工；二期工程完成左岸14孔泄水闸、左岸土坝的施工。
二期工程截流龙口设在下游戗堤，采用平抛护底，单戗立堵截流方式，截流计划于2011年8月底择机进行，截流标准相应设计流量为2110m³/s，截流施工按最不利截流流量800m3/s～1000m3/s考虑。
2二期截流设计
2.1设计标准
根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）规定，截流标准采用截流时段内重现期5～10年的月或旬平均流量。
根据北江多年平均径流情况，本工程设计拟采用8月下旬5年一遇下旬平均流量，相应设计流量Q=2110m3/s。
根据设计计算成果，截流施工方案龙口护底及截流按最不利截流流量800m3/s～1000m3/s考虑。
本工程施工导流建筑物设计洪水标准见表2-1。
二期导流建筑物及施工期坝体度汛洪水设计标准表2-1
项目
频率（%）
时段
流量
（m3/s）
泄流
条件
水位
顶高程
上游
下游
二期导流
戗堤
20%
8月下旬
2110
1
6.11
4.97
6.80
上游围堰
10
10月~12年3月
7160
1
10.52
11.52
下游围堰
10
10月~12年3月
7160
1
8.76
10.87
2.2二期截流方案及施工控制性节点安排
（1）二期截流方案
根据设计院《二期导截流设计专题报告》，二期截流采用平抛护底，左右岸同时进占，单戗立堵的截流方法。
本工程二期截流期间，主要利用右岸一期已具备正常使用条件的19#～31#共13孔泄水闸泄流。
（2）二期截流控制性节点
1）7月1日至7月31日，完成龙口护底施工；
2）8月1日至8月20日，完成截流戗堤预进占（预留85m龙口）；
3）8月30日，择机进行龙口截流。
2.3二期围堰及截流戗堤设计
二期上、下游枯水围堰堰顶高程分别为11.52m和10.87m，围堰断面尺寸是戗堤顶高程6.8m，边坡坡比1:
1.5；堰体砂砾料填筑边坡坡比1:
2.5。
二期枯水围堰土石方设计工程量见表2-2。
表2-2二期枯水围堰设计工程量表
序号
项目
单位
工程量
上游围堰
下游围堰
合计
1
龙口护底块石
万m3
3.57
3.57
2
龙口护底9t砼六面体
个
300
300
3
龙口护底钢筋石笼
万个
0.29
0.29
4
截流堆石戗堤
万m3
3.98
3.98
5
截流5t砼预制块
个
140
140
6
截流10t砼预制块
个
105
105
7
截流钢筋石笼（2m*2m*1m）
个
230
230
8
石渣
万m3
7.5
0.37
7.87
9
过渡料
万m3
0.23
0.1
0.33
10
砂砾料
万m3
11.43
7.13
18.56
11
护坡块石
万m3
0.92
0.73
1.65
12
粘土
万m3
0.61
0.48
1.09
13
塑性混凝土防渗墙
万㎡
0.86
0.66
1.52
2.4截流设计
2.4.1设计截流标准
根据设计导截流方案，设计截流标准为8月下旬五年一遇平均流量，相应设计流量2110m3/s。
截流水力学计算表明流量800m3/s～1000m3/s为最不利截流流量，故截流时按1000m3/s流量进行截流设计，水力学标准如表2-3。
表2-3二期截流水力学标准表
项目
时间
截流
流量
最大
落差
最大单宽
能量
龙口最大平均流速
戗堤上游最高水位
单位
8月下旬
m3/s
m
10kn.m/s.m
m/s
m
特性
1000
1.64
32.41
5.5
5.14
2.4.2截流方式
根据设计导截流报告，截流采用平抛护底，单戗立堵方式。
根据现截流石料准备地点，拟从左右岸双向进占，左岸预进占65m，预进占时堤顶高程为▽6.8m，右岸预进占20m，戗堤顶部高程为▽6.8m，右岸预进占钢筋石笼裹头，钢筋笼由ф20和ф12的钢筋焊接而成，钢筋笼数量为230个。
具体见《戗堤进占分区示意图》。
预留龙口宽度85m，截流根据《截流戗堤进占分区特征值表》及实测龙口流速进行实施和调整抛投材料。
（1）戗堤布置
根据二期导流设计方案及工程实际情况，截流戗堤布置在下游围堰下趾处，戗堤顶高程6.8m，戗堤顶长度约213m，戗堤轴线距围堰轴线36.87m，上、下游坡度均为1:
1.5，戗堤特性见表2-4。
表2-4下游截流戗堤特性
项目
戗堤顶长度
顶宽
戗堤顶高程
龙口
宽度
上游
坡度
下游
坡度
进占方
向坡度
特性
213m
15m
6.8m
85m
1:
1.5
1:
1.5
1:
1.5
（2）截流水力计算
根据本工程施工总进度要求，本工程二期截流计划于2011年8月下旬进行，设计采用8月下旬5年一遇下旬平均流量，相应设计流量Q=2110m3/s。
但计算结果表明：
本工程二期截流受控流量并非最大设计流量，受河床下切的影响，本工程截流流量越小，由于其相应的主河槽水位低于泄水闸堰顶高程3.0m，截流期间须将主河槽水位抬高至堰顶高程以上，因此，其截流水力学指标更差，截流难度更大；随着截流流量的增大，由于下游水位逐渐增大，其截流难度反而逐渐相对降低。
经分析，本工程的截流受控流量为800m3/s～1000m3/s，这主要是受一期工程施工期主河槽下切影响及一期泄水闸堰顶高程为3.0m共同作用的结果。
相应截流水力学指标见表2-5。
表2-5截流水力学指标表
龙口宽
m
85
60
50
35
25
15
0
截流流量
m³/s
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
泄水闸分流量
m³/s
197
310
375
500
660
930
1000
龙口流量
m³/s
803
690
625
500
340
70
0
上游水位
m
3.72
3.98
4.11
4.68
4.93
5.04
5.14
下游水位
m
3.50
3.50
3.50
3.50
3.50
3.50
3.50
总落差
m
0.22
0.48
0.61
1.18
1.43
1.54
1.64
龙口平均流速
m/s
2.10
3.07
3.47
4.18
4.72
5.50
-
抛投体粒径
m
0.25
0.54
0.69
1.00
1.28
1.74
-
单宽功率
t*m/s*m
2.36
6.62
9.53
23.60
32.41
14.37
-
注：
单宽功率＝水体容重×龙口单宽流量×龙口水位落差
2.4.3龙口分区及分区工程量
本工程二期截流采用左岸为主、右岸为辅两边进占护底条件下单戗立堵方式。
龙口截流安排在8月30日进行，总抛投量1.78万m3，其中特大石0.27万m3，大石0.51万m3，中石0.59万m3，石渣0.42万m3，钢筋石笼（2m长、2m宽、1m厚，用于右岸预进占戗堤裹头防护）右岸230个，5t混凝土预制块左岸120个、右岸20个，10t混凝土预制块左岸100个、右岸10个。
根据口门分流量及龙口流速等水力学指标，将龙口分为四个区段。
口门从宽85m抛至宽60m为Ⅰ区，龙口分流量803m3/s～690m3/s，最大流速2.1～3.0m/s，抛投量0.28万m3，其中中石、石渣比例5:
5。
口门从宽60m抛至宽35m为Ⅱ，龙口分流量690m3/s～500m3/s，最大流速3.0～4.2m/s，抛投量0.60万m3，其中大石、中石、石渣比例4:
3:
3。
口门从宽35m抛至宽15m为Ⅲ区，设计龙口分流量500m3/s～70m3/s，最大流速4.2～5.5m/s。
其中口门抛至宽23m时，截流进占抛石在护底处已交汇，龙口分流量约270m3/s；口门抛至宽15m时，龙口底高程已拦截至高程EL1.8m，龙口分流量约86m3/s。
Ⅲ区抛投量0.77万m3，其中特大石、大石、中石、石渣比例3:
3:
3:
1。
口门从宽15m抛至宽0m为Ⅳ区，龙口分流量70m3/s～0，最大流速5.5～0m/s，抛投量0.13万m3，其中特大石、大石、中石、石渣比例3:
3:
3:
1。
各分区特征详见表2-6。
表2-6截流戗堤进占分区特征值表单位：
万m3
进占长度
口门分流量m3/s
口门流速（m/s）
左岸
右岸
工程量
特大石>1.4m
大石（1.4m～0.7m）
中石（0.7m～0.3m）
石渣（<0.3m）
砼预制块（单个5t）（个）
砼预制块（单个10t）（个）
工程量
特大石>1.4m
大石（1.4m～0.7m）
中石（0.7m～0.3m）
石渣（<0.3m）
砼预制块（单个5t）（块）
砼预制块（单个10t）（块）
钢筋石笼2m×2m×1m（个）
预进占
左岸65m
1.62
/
/
0.81
0.81
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
右岸20m
/
/
/
/
/
/
/
0.58
/
/
0.29
0.29
230
龙口段
Ⅰ区
85m～60m
803～690
2.1～3.0
0.28
/
/
0.14
0.14
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
Ⅱ区
60m～35m
690～500
3.0～4.2
0.60
/
0.24
0.18
0.18
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
Ⅲ区
35m～15m
500～70
4.2～5.5
0.43
0.13
0.13
0.13
0.04
120
/
0.34
0.10
0.10
0.10
0.04
20
/
/
Ⅳ区
15m～0
70～0
5.5～0
0.13
0.04
0.04
0.04
0.01
/
100
/
/
/
/
/
/
10
/
累计
3.06
0.17
0.41
1.30
1.19
120
100
0.92
0.10
0.10
0.39
0.33
20
10
230
备料量
4.50
0.34
0.81
1.78
1.56
120
100
1.27
0.20
0.20
0.50
0.37
20
10
230
3截流施工
3.1截流前的施工准备
3.1.1截流备料
本工程二期下游戗堤截流需要石料5.8万方（未包含河床护底量），由于二期截流戗堤两侧衔接一期纵向围堰，场地狭小，戗堤端头无法堆放大量的石料，结合工程目前实际建设情况，左岸备料场地分别为厂房右侧纵向全年围堰上游裹头空地（1#备料场）、厂房右侧纵向全年围堰下游裹头空地（2#备料场）以及厂房左侧纵向全年围堰上游裹头空地预备备料场，右岸备料场地为一期纵向围堰上游裹头（3#备料场）、坝轴线下游一期枯水围堰与二期右岸纵向围堰形成的平台以及一枯纵向围堰裹头部位（4#备料场），各备料场地需预先平整和规划,具体备料场见附图。
根据二期截流施工计划，项目部编制了《二期截流工程七月份进料计划》，依据计划左右岸分别确定了3家具备资质的采石场，每个采石场日产量不少于1000方，签订了供销合同，确保截流备料和截流施工用料。
根据截流施工的需要，左岸1#场地堆放1.6万方石渣。
2#场地堆放1.8万中石、0.32万方大石、特大石0.34万方以及5t的120个、10t的100个砼预制块，主要用于下游戗堤预进占及龙口截流。
表3-1左岸截流戗堤备料工程量表
项目
工程量（万m3）
特大石>1.4m
大石（1.4m～0.7m）
中石（0.7m～0.3m）
石渣（<0.3m）
砼预制块（单个5t）（个）
砼预制块（单个10t）（个）
钢筋石笼2m×2m×1m（个）
设计工程量
3.06
0.17
0.41
1.30
1.19
120
100
/
备料工程量
4.50
0.34
0.81
1.78
1.56
120
100
/
右岸3#场地堆放块0.4万方石渣，计划利用右岸一期围堰一部分石料。
中石0.5万方、大石0.2万方、特大石0.2万方堆放在4#场地（一枯围堰下游裹头及两纵向围堰之间位置），该部份石料计划购买。
右岸计划预制5t砼块体30个，10t砼预制块10个，钢筋笼230个（利用一期枯水围堰钢筋石笼），计划在4#场地进行制作及堆放。
表3-2右岸截流戗堤备料工程量表
项目
工程量（万m3）
特大石>1.4m
大石（1.4m～0.7m）
中石（0.7m～0.3m）
石渣（<0.3m）
砼预制块（单个5t）（个）
砼预制块（单个10t）（个）
钢筋石笼2m×2m×1m（个）
设计工程量
0.92
0.10
0.10
0.39
0.33
30
10
230
备料工程量
1.27
0.20
0.20
0.50
0.37
30
10
230
3.1.2施工道路
左岸截流工程有三条施工道路可以利用，一是从明渠钢便桥至厂房下游围堰（顶高程降至EL10.0m，顶宽14m）或厂房下游钢便桥至二期上下游围堰，本通行线路为截流和围堰填筑主要施工道路；二是从导流明渠坝轴位置临时封堵道路至二期上下游围堰，本通行线路为围堰填筑辅助施工道路；三是从明渠钢便桥或临时封堵道路从12#进口拦污栅或拦污栅围堰到二期上、下游围堰，本通行线路为截流和围堰填筑辅助施工道路。
右岸交通道路主要为一期枯水上游围堰以及后期采用轮渡作为车辆运输道路。
运输道路提前硬化修整，具备重型设备通车条件。
厂房下游钢栈桥在截流前具备通车条件，计划完工时间为8月20日。
3.1.3施工用电
施工用电主要为施工照明，利用左右岸现有的配电箱，再接碘钨灯提供施工道路和施工现场夜间照明。
3.1.4一期导流防护设施拆除
为了保证二期工程的基础处理施工顺利，二期枯水围堰填筑前须清除影响施工的一期围堰中的堆石、钢筋石笼和河床钢筋石笼。
清理范围为二期闸坝施工范围内坝上0-10～坝下0+50，二期工程防冲墙施工范围内坝下0+52～坝下0+72，二期枯水围堰上下游防渗墙部位。
水面上的采用吊车或长臂反铲进行吊（挖）运，水下部分采用抓斗船清除。
计划采用两条抓斗船同时进行清理钢筋石笼和块石，钢筋石笼装船到一定数量后直接卸在下游围堰戗堤护底部位。
抓斗船在清理施工过程中利用测量定位清理轴线，每条清理轴线至少进行两遍清理，第一次进行全面清理，第二次为检漏清理。
清理时段尽量安排在截流戗堤预进占开始后进行，清理出来的钢筋石笼和块石直接进入龙口护底或戗堤进占施工。
3.1.5一期围堰拆除
厂房全年上游围堰因为压占厂房进口14～16#孔拦污栅，需要先行拆除。
在厂房进出口闸门具备启闭条件，二期左侧纵向围堰施工完成后，对厂房上游全年围堰进行全面拆除。
在拦污栅围堰的保护下，围堰分两次拆除，首先拆除至高程7.0m，再降低至拦污栅施工平台高程。
厂房下游围堰分两次拆除，截流前拆除至高程11.0m，在厂房钢便桥通车后，厂房计划具备发电条件前全面拆除厂房下游围堰。
拆除块石、粘土和砂砾料用于二期上、下游围堰填筑施工。
厂房右纵拆除部分先拆除至高程6.8m，作为截流备料堆放场地，截流后进行全面拆除。
右岸一期纵向围堰护坡、护脚块石钢筋石拆除笼先拆除进行下游龙口护底，截流后堰体进行全面拆除。
围堰拆除利用2m3反铲开挖，20t自卸汽车运输。
高峰期计划配置反铲10台，自卸汽车30台。
3.1.6明渠防渗墙位置临时加高填筑
二期工程采用右岸13孔泄水闸导流，根据二期截流水力学计算结果，截流流量1000m3/s截流后上游水位为5.14m，高于导流明渠土坝防渗墙预留顶部，为了保证土坝粘土心墙与防渗墙的衔接质量，计划在截流前对导流明渠进行临时封堵。
粘土堤顶宽28m，顶高程为5.2m，上下游坡比为1：
2.5,粘土心墙填筑底高程EL3.0m，底宽14m，上下游坡比为1：
0.5。
粘土心堤上下游坡脚及边坡采用土工布和钢筋石笼防护，顶部采用土工布、石渣及面层混凝土防护。
3.2截流施工
3.2.1施工程序
河床护底→左岸预进占→右岸预进占→合龙→戗堤加宽培厚→闭气。
3.2.2施工方法
（1）龙口护底施工
龙口护底施工计划在7月施工完成，护底范围为垂直水流方向长122m，顺水流方向为79.4m，护底高程-1.0m，共抛投3.57万m3护底材料。
表3-3龙口护底分区材料特性表
项目
单位
单位
龙口护底
工程量
特大石>1.4m
大石（1.4m～0.7m）
中石（0.7m～0.3m）
石渣（<0.3m）
龙口护底石料
1区
m3
16300
/
/
9780
6520
2区
m3
3150
/
/
1890
1260
3区
m3
7200
/
4320
1440
1440
4区
m3
9060
2720
2720
1810
1810
合计
m3
35710
2720
7040
14920
11030
9t砼六面体
块
300
钢筋石笼（2m×2m×1m）
m3
2860
土工布（300g/㎡）
㎡
11760
龙口护底施工按如下流程进行：
土工布铺设→抛投料装船运输→石渣抛投→9t混凝土六面体及钢筋石笼抛投。
1）土工布铺设
土工布的施工工艺为土工布加工成卷、铺设土工布、水下检查、砂袋抛压稳固。
土工布铺设前应用Φ100的钢管卷成卷材，然后利用全站仪在左右两岸给工作船定位，随后顺水流方向铺设土工布，要求各段横向搭接宽度不小于1m。
施工时，铁环套在定位钢管上，系上砂袋下沉。
水下铺设于工作船将土工布沿导线平缓展开，潜水员水下张拉定位，并由水上工作船及时抛砂袋压稳，其后及时抛投石块砖稳固。
为保证相邻两块铺设块搭接长度和两块铺设块吻贴，在铺展后一块时，潜水员将前一铺设块上的砂袋移开，待其吻合再压上，潜水员还要进行调整，以防铺展偏斜而产生搭接长度减少。
在工作船只不能到达处，土工布用人工直接铺设。
2）抛投料装船运输
平抛护底所用石渣、块石均在左岸的临时码头装船运输到抛投区，在船上进行抛投施工。
混凝土五面体及钢筋石笼从左、右岸备料场利用汽车吊运至船上后用船上起重设备运到护底部位。
3）石渣抛投施工
施工时，在下游布置一条锚艇作为指挥船，指挥抛投船到指定位置进行抛投，并记录各船的抛填位置和抛投量。
利用锚艇作为交通和测量用船，用对讲机把指挥锚艇、测量锚艇等连成通讯网络，以控制施工有序进行。
测量锚艇必须经常在抛填区内测量，进行整个施工的动态控制，并及时将测量信息反馈到抛填船。
护底抛投的石渣（包括流失量）均装船运输，抛投船定位后，人工抛填，船上配备2～3人用测探仪探测水深，以保证抛填料的厚度及连续性。
为确保石渣抛投质量，建议在石渣抛投前进行抛填试验，保证石渣的抛投位置符合设计要求。
4）块石、9t混凝土六面体及钢筋石笼抛投
护底需抛投块石3.57万m3、钢筋石笼0.29万m3和9t混凝土五面体300个。
抛填块石和混凝土五面体前需对石渣抛填进行复测，特别是对混凝土五面体的投放基面进行平整，以便施工。
潜水员要对抛填质量进行检查，抛填石渣质量满足设计要求后才进行下序施工。
块石抛投施工顺序为：
铺土工布→石渣施工→9t混凝土六面体抛投→混凝土六面体上、下游护底块石及钢筋石笼抛投。
中石用人工抛填到指定位置，大石、特大石和混凝土五面体通过起重船吊放指定位置。
混凝土五面体采用平板车运输，起重船吊机吊放，边吊放边在预制块之间的空隙内填石渣作为下一循环的工作面。
护底9t五面体混凝土块的布设在龙口流速4.0m/s的主龙口区，垂直水流向11排，顺水流向27排，抛投面积为50m×17.7m。
（2）戗堤进占施工
截流戗堤进占采用自卸汽车运输，反铲装车，进占前先适当降低二期围堰端头的一期围堰，减少卸料高差，开始进占时直接在一期围堰上卸料，卸料时靠近戗堤上游直至戗堤露出水面，戗堤进占进入水中后，自卸汽车卸料至戗堤端头靠上游侧，由推土机平整堤头进占。
戗堤进占时观察水流流速，根据流速抛填不同粒径的石料，当流速较大时，可采取大石或特大石在戗堤上游进行挑角，挑角稳定后戗堤石料迅速跟进加宽。
左岸戗堤预进占65米，作为截流龙口的左端，龙口采用大块石进行裹头。
戗堤进占十米后，砂粒料堰体填筑跟进。
左岸戗堤设备配置：
左岸戗堤预进占65m，戗堤顶高程为6.80m，抛投量1.11万m3，其中中石0.81万m3，石渣0.81万m3。
计划10天完成，平均每天抛投强度1620m3/d，配备2m3反铲两台，1m3反铲2台，20t自卸汽车8台。
1台88Kw和1台235kw推土机。
同时配备2台1m3反铲和6台20t自卸汽车运输砂粒料填筑堰体。
右岸进占设备在水位较低的时候由上游围堰道路进入截流场地，右岸戗堤与左岸戗堤同时进占，方法相同，预进占20米后，剩余截流龙口宽度为85米，右岸戗堤龙口端头采用钢筋笼裹头。
右岸戗堤顶高程为6.80m，抛投量0.76万m3，其中中石0.29万m3，石渣0.29万m3。
计划10天完成，平均每天抛投强度580m3/d，预留在右岸1台2m3反铲，2台1m3反铲，1台88Kw和1台235kw推土机，预留5台自卸汽车。
上游戗堤滞后下游戗堤二十米左右进占（观察上游水位壅高影响流速情况而定）。
计划左岸进占100m，预留50m左右作为抽砂船进出通道。
左岸上游戗堤计划15天完成进占，配备1m3反铲3台，20t自卸汽车10台。
砂粒料堰体滞后戗堤10米跟进。
（3）龙口段施工
龙口段施工采取左右两岸同时进占的方式，龙口段施工采用20t自卸汽车运料。
左岸采用两列车道进行施工，一列为重车道，另一列为空车道，组织车辆分别装载块石料在重车道等待指挥抛投。
在堤头上设两个投料点，堤头指挥人员根据现场指挥交叉抛投，左岸堤头储
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