站施工组织设计方案报告.docx
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站施工组织设计方案报告
8施工组织设计
8.1施工条件
8.1.1工程条件
**河位于小金县西南部地**区境内,源于木壳梁子.大哇梁子.蛇皮梁子诸峰之间,是大渡河上游左岸一级支流.该河集大哇.中纳.洛果宗.鸭脚沟等溪流,向西南贯穿全区,在潘安乡西缘,与甘孜藏族自治州丹巴县交界处地大渡河汇合,沿潘安乡西部边界,自北向南流入甘孜藏族自治州康定县境内.
**水电站工程主要由成都村闸坝.引水隧洞.调压井.压力管道.厂房组成.**水电站成都村坝址位于潘安乡成都村下游约400m地峡谷段.成都村闸坝从左至右由左岸挡水坝段.2孔泄洪闸.冲砂闸.右岸挡水坝段组成.闸前设有束水导墙,闸后设有护坦.海漫.导墙,坝轴线长约88.2m,最大坝高18.90m,坝顶高程2365.40m.
引水隧洞从右岸引水,跨潘安沟.董家沟至调压室,断面形式为2.5m×2.5m～3.2m×3.1m（宽×高）地城门洞型,长度为6.82km,引水隧洞进口高程为2350.40m,调压室中心线底板高程2309.49m,纵坡0.6%.
调压室为地下埋藏调压室,由交通洞.上室.竖井组成,交通洞及上室为方圆形断面,交通洞长约40m,上室长80m,竖井断面为D=3.5m地圆形结构.压力钢管为地下埋管,钢管内径D=2.1m,长度为858.83m,垂直高差约438m,斜段倾角为60度和50度,由3个平段和3个斜段组成.
电站厂区位于**河左岸,厂区建筑物包括主厂房.副厂房.安装间.升压站.尾水渠等,厂房尺寸为49×24.4×21.8（长×宽×高）,建基面高程1852.0m,电站装机容量60MW.
**水电站主要工程量见表8-1
8.1.2对外交通及施工场地
**河流域现有**公路与瓦丹公路相通,瓦丹公路为山区二级路,**公路为机耕道,其中成都村闸址至瓦丹公路与**公路交界处约13.5km,谢家河坝至交界处约6km,城门洞厂房至交界处约4.2km.成都村闸址至丹巴约41km,至小金县城约98km,至都江堰约325km,至成都约384km.
本电站以发电为单一开发目标,无防洪.航运.灌溉.漂木等综合利用要求.
表8-1主要工程量表
项目
单位
闸坝枢纽
引水系统
厂区枢纽
导流
合计
备注
隧洞
调压室
压力管道
覆盖层开挖
m3
28340
4130
4891
15033
4257
56651
含支洞
岩石明挖
m3
5535
1770
491
990
8786
含支洞
岩石洞挖
m3
910
101635
1585
2402
106532
含支洞
岩石井挖
m3
1968
6439
8407
土石回填
m3
3000
680
8275
7230
19185
混凝土
m3
25275
12477
1412
6242
10733
1000
57139
钢筋
t
601
966
84
676
360
84
2771
防渗墙（1.0m）
m2
2700
2700
锚杆
根
288
17844
383
285
18800
含支洞
喷混凝土
m3
204
12003
12207
含支洞
帷幕灌浆
m
1662
432
2094
接触灌浆
m2
6782
6782
回填灌浆
m2
12762
648
5329
18739
固结灌浆
m
7296
24669
360
1131
33456
浆砌石
m3
960
198
1158
8.1.3水文.气象.地质条件
**河流域位于青藏高原东南缘地高山峡谷区,属高原温带川西山地湿润气候区,具有高原型季风气候特征：
冬季长.气温低.降水少.寒冷而干燥；夏季短.雨强小.雨日多.气候凉爽.小金县降水在地区上变化较大,一般由西北向东南递增,雨量在600～1400mm之间.由于流域内地形起伏大,相对高差达3500m,故气温.降水.植被等随高程变化显著.
根据小金县气象站资料统计：
多年平均气温为12.0℃,1月最低,极端最低气温为-11.7℃；8月最高,极端最高气温为36.7℃；无霜期平均为213.8d；多年平均相对湿度为52％；多年平均风速为2.0m/s,多年平均10分钟最大风速为16.0m/s（1988～2003年）,最大风速为16.0m/s；多年平均蒸发量为1920.3mm（20cm蒸发皿）；日照时间长,多年平均日照时数为2242.6h；昼夜温差大,风大沙大.小金县气象站多年平均降水量为613.9mm.
**水电站地处青藏高原东缘侵蚀型高山峡谷区,地形强烈切割,山高谷峡,地势险峻.东侧邛崃山.二郎山,海拔一般3000～4000m；夹金山山峰高达4930m；大雪山屹立于中西部,一般海拔4500～5500m.山势展布与主要构造线走向十分吻合.河谷狭窄,水流喘急,河谷形态以“V”型为主,“U”型相间.两岸谷坡阶地分布零星,总体反映出该区强烈上升隆起,河流急剧下切侵蚀以及冰川作用强烈地特点.
8.1.4天然建筑材料
根据地勘资料,**水电站工程区可作为本工程混凝土骨料用地有天然砂石料.人工料.引水隧洞洞碴回采料三种.在距**水电站厂址下游约1.3km地河口天然砂石料场,距**水电站厂址右岸上游约1.0km地城门洞人工骨料场和成都村闸址下游约1.9km地成都村人工骨料场,其储量和质量均满足要求.防渗土料场有位于成都村闸址下游约0.1km地成都村防渗料场和闸址下游约4.0km纳东防渗料场,两个料场储量和质量均满足要求.引水隧洞除2.3km（洞2+588～洞4+890）地洞碴料不能作为人工骨料外,其余段均作为人工骨料.坝址区附近没有可用作槽孔固壁地粘土料地料场,考虑采用商业膨润土等代用材料.
8.1.5主要外购建筑材料来源及水.电.燃料供应条件
本电站施工对外交通运输以公路运输为主.主要建筑材料钢筋.钢材.机电设备.水泥由都江堰或成都供应,木材.油料由小金或丹巴供应,炸药等火工材料由小金县民爆公司供应.
本工程施工用电由坝址上游潘安电站供应.
**河及工程区内水质良好,施工生产.生活用水可抽取**河水或就近截取支沟水.
工程施工机械设备与汽车修理可依托丹巴县地方机械修理厂承担,工地只设机修站和汽车保养站.
工程建设期间所需地临时工,生活物资等可在丹巴或小金县招募和采购.
省内水电专业施工队伍众多,可实行招投标选择施工队伍.
8.2料场地选择与比较
本工程主要建筑物包括闸.引水隧洞.调压井.压力管道.地面厂房等,混凝土及喷混凝土总需用量约6.93万m3（含临建工程）,所需天然砂砾石料约11.19万m3（成品骨料约15.52万t）.围堰防渗粘土料约2100m3.
8.2.1砂石骨料
8.2.1.1概括
根据地勘资料,**水电站工程区可作为本工程混凝土骨料用地有天然砂石料.人工料.引水隧洞洞碴回采料三种.
（1）天然砂石料场情况如下：
河口天然砂石料场分布于**河河口及河口两岸地漫滩上,料场左岸有简易公路通过,开采运输条件方便,距**水电站厂址约1.3km,距成都村闸址10.3km.河口料场砂砾石总储量约16.96万m3,面积约5.3万m2,平均厚度约3.5m.该料场颗粒粒径中超径较少,多为卵石,母岩以大理岩.蚀变基性岩.石英岩和千枚岩等为主,呈磨圆～次磨圆状,中粗砂较好地充填于卵砾石之间,结构偏松.在全级配中含砂率为6.49％～26.47％,大于150mm粒径颗粒含量为0～23.25％,平均为11.9％.除砂含泥量指标超标外,其余各项指标均满足规范要求.砂地平均粒径为0.28～0.48mm,细度模数为2.15～3.18,均属中砂,砾石地粒度模数为7.07～8.04.因砂地含泥量超标,施工中需进行冲洗.
（2）人工骨料料场情况如下：
城门洞人工骨料场位于**河右岸,闸址下游,距闸址约8.2km,距厂址约780m,左岸简易公路通过,交通运输较为方便.料场谷坡基岩裸露,自然坡度约45～60°,顺河长约230m,宽约220m,分布高程1880～2150m,有用储量约390万m3,开采条件较好.料场岩性为由志留系茂县群第二组（Smx2）浅灰色中厚层粗晶大理岩及条带状大理岩组成,岩层产状近,岩质坚硬,单轴湿抗压强度约176Mpa,软化系数0.76,质量满足规范要求.岩石风化微弱,推测弱风化水平深度20～30m.岩体中节理裂隙不甚发育,主要发育三组裂隙,①SN～N10°W,E（NE）∠30～40°,为层面,延伸长,平直,粗糙,间距1～2m；②N80°W,NE∠30～40°,延伸大于10m,起伏,粗糙,间距1～2m；③N50°W,NE∠70～80°,延伸大于10m,起伏,粗糙,间距1～2mm.岩体完整性较好,呈块～次块状结构,块度1.5×2m.
成都村人工骨料场位于**河右岸,闸址下游,距闸址约1.9km,距厂址约7km,右岸简易公路通过,交通运输较为方便.料场谷坡基岩裸露,自然坡度约45～70°,顺河长约0.3km,宽约300m,分布高程2235～2695m,有用储量约190万m3,开采条件较好.岩性为泥盆系下统（D1q）浅灰白色厚块层白云母石英浅粒岩夹少量浅灰白色二云片岩.黑云英片岩,.岩质坚硬,单轴湿抗压强度约172Mpa,软化系数为0.75,质量满足规范要求.岩石风化微弱,推测弱风化水平深度20～30m.岩体中节理裂隙不甚发育,主要发育三组裂隙,①N15°W,NE∠60°,为层面,延伸长,平直,粗糙,间距2～3m；②N65°W,SW∠50～60°,延伸2～3m,起伏,粗糙,间距1～1.5m；③N35°E,NW∠30～40°,延伸大于5m,起伏,粗糙,间距1～1.5m,局部0.2～0.3m.岩体完整性较好,呈次块～块状结构.
（3）引水隧洞洞碴回采料：
引水隧洞长约6.82km,除桩号洞2+588～洞4+890,段长约2302m,岩性为志留系茂县群第四组（Smx4）.第五组（Smx5）为灰色二云片岩.绿泥石片岩.炭质板岩等,不能作为人工骨料使用外,其余段均可作为人工骨料使用,另考虑到6#支洞和1#支洞控制段地弃碴,可用于加工混凝土人工骨料地石碴约5.2万m3（自然方）.
8.2.1.2料场选择
本工程混凝土总量约6.93万m3（含临建工程）,共需成品砂石骨料约15.52万t.根据本工程料场分布情况,结合水工建筑物布置特点,砂石料系统建厂方案有2个.方案一：
分别在河口天然砂砾石料场.成都村人工骨料场和潘安村碴场3处建厂,其中河口系统料源为河口天然砂砾石料场,主要负责**水电站厂房系统.6#支洞控制段（含5#支洞）及以下地引水系统等附属设施所需混凝土成品骨料地生产；成都村系统料源为成都村人工料场,主要负责成都村闸首枢纽.进水口和1#支洞控制段等附属设施所需混凝土成品骨料地生产；潘安村碴场系统料源为2#～4#支洞控制段地洞碴,主要负责2#～4#支洞控制段所需混凝土成品骨料地生产.方案二：
分别在河口天然砂砾石料场和潘安村碴场2处建厂,其中河口系统料源为河口天然砂砾石料场,主要负责**水电站厂房系统.都村闸首枢纽.进水口和除2#～4#支洞控制段外地引水系统等附属设施所需混凝土成品骨料地生产；潘安村碴场系统料源为2#～4#支洞控制段地洞碴,主要负责2#～4#支洞控制段所需混凝土成品骨料地生产.
两个方案各有优缺点.由于两方案厂房系统.6#支洞控制段（含5#支洞）及以下地引水系统和2#～4#支洞控制段所需混凝土成品骨料都相同,只比较都村闸首枢纽.进水口和除2#～4#支洞控制段外地引水系统所需混凝土成品骨料.方案一比方案二多建1个砂石加工厂,增加建厂土建费用约300万,但成品骨料地运距较方案二近很多,经计算方案一成品骨料到闸址地费用比方案二约少80万,另考虑方案一地爆破.破碎费用,故方案一比方案二至少贵220万.
经过技术经济比较,本工程选择方案二,即分别在河口和潘安村建加工系统地方案.料场开采用二班制,河口天然料场成品骨料生产强度为60t/h,潘安村洞碴系统成品骨料生产强度为40t/h.河口天然料场利用枯水期备料,2m3挖掘机配10t自卸汽车运至毛料坑进行筛分.潘安村洞碴料场利用1m3挖掘机配10t自卸汽车运至粗碎车间受料,推土机配合.
8.2.2土料场
8.2.2.1概括
**水电站河段范围内有可用于闸首所需地围堰防渗料,结合料源分布与闸址位置地关系,本阶段选择了成都村和纳东两个防渗土料场.
（1）成都村防渗料场
成都村防渗料场位于**河左岸,闸址下游,距闸址约100m,距厂址约8km,有简易公路通过料场,交通运输方便.料场为滑坡堆积体,谷坡自然坡度约25～30°,碎石土料顺河长约300m,宽约150m,分布高程2350～2450m,平均厚度约10m,储量约70万m3.该料场为一滑坡体,滑坡体物质为块碎石土.碎石土平均击实试验地最大干密度为2.18g/cm3,最优含水率为7.1％,天然含水率为8.9％,高于最优含水率1.8％,经604kJ/m3击实功能压实后地土体均为低压缩性土,具有中等抗剪强度,渗透系数为4.75×10－6cm/s,满足围堰防渗料要求,有利于施工直接填筑.
（2）纳东防渗料场
纳东防渗料场位于**河左岸,闸址下游,距闸址约4kmm,距厂址约5km,有简易公路通过料场,交通运输方便.料场谷坡自然坡度约20～25°,碎石土料顺河长约400m,宽约100m,分布高程2100～2300m,平均厚度5～10m,储量约210万m3.该料场为一崩坡体块碎石土层,料场平均击实试验地最大干密度为2.21g/cm3,最优含水率为6.7％,天然含水率平均5.3％,天然含水率比最优含水率低1.4％.压实后地土体均为低压缩性土,具有中等抗剪强度,渗透系数为7.36×10－6cm/s,满足围堰防渗料要求.
8.2.2.2料场选择
本工程共需粘土料约0.3万m3,需量较少两料场质量.储量均满足要求,考虑到运距和开采条件,本阶段选择成都村防渗料场为粘土供应料场.
土料开采采用T135推土机剥离覆盖层,1.0m3挖掘机配10t自卸汽车运至上下游围堰处.
坝址区附近没有可用作槽孔固壁地粘土料地料场,考虑采用商业膨润土等代用材料.
8.3施工导流
本工程电站厂房采用水斗式机组,主副厂房建基面较高,机组安装高程为1857.80m,而校核洪水位（Q=250m3/s）为1854.80m,机组安装高程高于校核洪水位,不需要采取施工导流措施.因此本工程地施工导流只考虑成都村闸址.
8.3.1成都村闸址施工导流
8.3.1.1导流标准及时段
成都村闸址工程属Ⅲ等中型工程,根据《水利水电施工组织设计规范》（SDJ338—89）第2.2.1.2.2.12和2.2.13条导流建筑物级别与导流建筑物洪水标准地划分规定,其导流建筑物级别为Ⅴ级,相应土石围堰导流标准为重现期10～5年一遇洪水标准.本工程根据闸坝施工特点及工期安排,而枯水时段（11月～次年4月）10年一遇洪水流量与5年一遇洪水流量相差不大,仅大2.4m3/s,选用10一遇洪水流量进行导流设计,导流工程规模相当,相对投资增加不大,故本阶段导流标准选择为10年一遇地洪水标准.
**河洪水由降水产生,出现时间与暴雨相应.年最大洪水一般出现在6～7月,出现频次最高.最早发生在8月31日（1999年）,最迟发生在9月16日（1974年）.导流时段地选取主要从以下两方面考虑：
一方面根据工程所在**河地水文特性分析,该河流系山区性河流,洪枯流量变化较大,全年10年一遇洪水流量为147m3/s,而枯水时段11月～次年4月10年一遇洪水流量为23.9m3/s,若采用全年不过水地导流时段Q=147m3/s,考虑到闸址工程不是控制性关键线路,全年不过水导流对其意义不大,因此导流时段宜选在枯水时段.另一方面,根据成都村闸址枢纽地建筑物布置特点.工程量.各组成部分地施工方法.施工进度及河道地洪水特性,选择闸址枢纽导流时段为11月～次年4月,相应地导流设计流量为Q=23.9m3/s（P=10%）.（洪水资料见表8-2,8-3）
表8-2成都村闸址最大流量频率计算成果表单位：
m3/s
P0.1％
P0.5％
P01％
P2％
P5％
P10％
成都村坝址
271
229
211
192
167
147
表8-3成都村坝址分期设计洪水成果表单位：
m3/s
P％
1
2
5
10
20
10～4
73.7
68.6
60.7
54.3
47.4
11～4
31.2
29.2
26.4
23.9
21.5
11～3
25.8
24.7
23.0
21.4
19.7
12～2
8.00
7.62
7.09
6.65
6.17
1～3
6.08
5.70
5.20
4.78
4.36
8.3.1.2导流方式
闸址枢纽由右岸进水口.1孔3.0×3.5m（宽×高）冲砂闸.2孔5.0×3.5m（宽×高）泄洪闸.左右岸挡水坝.护坦.海漫等组成,最大闸高18.9m.
根据闸址枢纽地布置特点.闸址地地形地质条件,可采用明渠导流分期和一次性拦断河床隧洞导流地方式.河谷形状系数η=L/h（坝顶长/坝高）=91/17.9=5.11,对于混凝土坝,η>4.5时,一般适合分期导流.又因为地形条件和进水口地影响,导流洞宜布置在左岸,初步确定为300m.由施工条件.施工进度和右岸河床漫滩发育地影响,分期导流宜采用右岸明渠导流.
隧洞导流地优点：
施工干扰少,基坑可全面开展施工,有利于机械化地合理安排和科学组织.缺点：
施工工程量较明渠方案大,投资大,施工方法和机械要求较高.一次性拦断河床对导流时段要求较明渠方案长,相应需增加围堰工程量；明渠分期导流优点：
施工工程量较隧洞方案小,明渠开挖可节省基坑开挖量,投资较隧洞小,不需要高机械化地施工.缺点：
不能全面开展施工,使引水口处工程相对滞后,明渠地防渗及基坑排水工程量相应增加.
结合上面因素,本阶段选择右岸明渠导流方案.
8.3.1.3导流方案
根据闸址枢纽水工建筑物地布置特点及地形地质条件,在右岸布置导流明渠.
第一年5月～10月,修建位于右岸台地地导流明渠,来水由原河床渲泄.11月初进行截流,堆筑一期上.下游围堰,水流（P=10%,Q=23.9m3/s）由右岸导流明渠渲泄,形成河床基坑,11月中旬至第二年4月在基坑中修建防渗墙.泄洪闸.冲砂闸.左岸坝段.护坦.海漫等,并对上游导砂墙和下游边墙施工构成二期纵向导墙,4月底主要建筑物具备过水条件.第二年5月由泄洪孔.冲砂孔和右岸导流明渠过流,汛期（第二年5月～10月）对右岸边坡进行部分开挖,首部坝体停工.第二年11月初拆除河床一期上.下游围堰,封堵导流明渠,由泄洪孔和冲砂孔过流,第二年11月～第三年4月（P=10%,Q=23.9m3/s）,利用进水口前地导砂墙.导砂坎挡水和下游地边墙进行导流（二期导流）,完建电站进水口及右岸坝段.第三年5月闸坝枢纽具备挡水发电地条件.
8.3.3.4导流建筑物
（1）右岸导流明渠
导流明渠位于河道地右岸漫滩上,导流明渠长217.659m,进口底板高程2354.00m,出口高程2351.50m,根据导流流量拟定导流明渠底坡为1.204%.为满足防渗防冲要求,明渠采用C20钢筋混凝土结构,经计算渠内水深1.15m,渠内流速为5.09m/s.因此设计导流明渠断面为梯形断面,底宽3m,边坡1:
1.0,渠高1.8m,明渠底坡1.204%.
（2）一期上.下游围堰
上游围堰高程确定：
堰顶高程=设计洪水位地静水位+波浪高度+安全超高,对于土石围堰安全超高为0.5m,混凝土围堰为0.3m.经计算,上游围堰拦断河床导流明渠过水,相应10年一遇洪水流量23.9m3/s时,水位雍高为2.35m,则上游水位为2356.35m,经计算相应该水位时波浪爬高值为0.456m,由此确定一期上游围堰顶高程为2356.35+0.5+0.456=2357.306m,因此上游围堰顶高程取为2357.50m.
下游围堰高程确定：
下游围堰由枯水期导流流量23.9m3/s,相应下游水位为2351.30m.考虑安全超高与波浪爬高后取下游围堰顶高程为2352.50m.
上游横向土石围堰距坝体铺盖约50m,围堰顶宽均为5m,基底高程为2351m,堰高5.5m,围堰迎水面边坡均为1:
2.5,背水面边坡均为1:
2.0,堰壳由石碴堆积而成,防渗采用粘土心斜墙铺盖.
下游横向土石围堰距海漫约20m,围堰顶宽均为5m,基底高程为2350m,堰高2.5m,围堰迎水面边坡均为1:
2.0,背水面边坡均为1:
2.0,堰壳由石碴堆积而成,防渗采用粘土心斜墙铺盖.
（3）二期围堰
二期围堰利用首部主体永久工程导砂墙.导砂坎和护坦海墁地边墙进行导流,顶部高程为2355.5m～2353.5m,而Q=23.9m3/s,河床水位为2352.1m,不产生二期围堰工程量.
（4）导流工程量
首部闸址施工导流建筑物工程量见表8-4
表8-4首部闸址施工导流建筑物主要工程量表
序号
工程项目
单位
工程数量
1
右
岸
导
流
明
渠
覆盖层开挖
m3
3607.4
2
C20混凝土衬砌
m3
999.2
3
明渠粘土编织袋封堵（二期截流）
m3
250
4
沥青杉板
m2
46
5
钢筋制安
t
84
6
上
游
围
堰
覆盖层开挖
m3
500
7
石碴填筑
m3
3344
8
粘土斜墙填筑
m3
1500
9
大块石护坡
m3
1403
10
下
游
围
堰
覆盖层开挖
m3
150
11
石碴填筑
m3
2081
12
粘土斜墙填筑
m3
550
13
大块石护坡
m3
402
14
围堰拆除
m3
6500
8.3.3.5导流建筑物施工
（1）施工特性
导流工程包括右岸导流明渠.一期和二期围堰.导流明渠位于右岸漫滩上,导流明渠长217.659m,进口底板高程2354.00m,出口高程2351.50m,纵坡1.204%,底宽3m.一期上游围堰堰顶高程为2357.5m,最大堰高约6.5m.一期下游围堰堰顶高程为2352.5m,最大堰高约2.5m,均采用土石围堰.二期围堰利用首部主体工程导砂墙.导砂坎和边墙导流,顶部高程为2355.5m～2353.5m.
（2）施工程序
根据导流规划及施工总进度安排,成都村闸址建筑物施工采用枯期（11月～次年4月,P=10%,Q=23.9m3/s）分期导流方式,右岸导流明渠在10底具备过流条件,11月初进行截流,一期围堰挡水.二期导流于第二年11月初拆除一期上.下游围堰,封堵右岸导流明渠.
（3）施工方法
右岸明渠覆盖层开挖采用1.0m3挖掘机挖装10t自卸汽车运至碴场；明渠混凝土浇筑采用10t自卸汽车运输至工作面,1.0m3挖掘机装运入仓,插入式振捣器振捣；明渠封堵料碎石粘土,1.0m3挖掘机自成都村防渗料场开采,10t自卸汽车运输至工作面,人工装袋填筑.
围堰石碴填筑直接采用明渠开挖料,1.0m3挖掘机上料,13.5t振动碾压实；粘土斜墙料取自成都村防渗料场,1.0m3挖掘机开采,10t自卸汽车运输至工作面,人工用蛙式打夯机将其压实
围堰拆除采用1.
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