水电站施工组织设计.docx
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水电站施工组织设计
水电站施工组织设计
10施工组织设计
10.1施工条件
10.1.1工程概况
XX水电站位于黑水河的一级支流XX沟的上游段之二级支流波洛沟十六沟、波河罗十五沟和波洛沟的下游段，该电站首部均为底格栏栅坝取水，坝址处河床高程在3076～3080m左右，引水线路分别位于波洛沟十六沟左岸、波河罗十五沟左岸和波洛沟沟口左侧一小支沟右岸隧洞引水至波洛沟和波洛沟沟口左侧一小支沟交汇处上游约100m左右处的波洛沟左岸的一级阶地上建厂房，系一高水头引水径流式电站工程，电站装机容量2×8000=16000KW，引用流量5.2m3/s，工作水头386.00m。
工程建设区有国道公路与乡村公路相通，工程建设区距成都322KM，距黑水县城12KM，交通较为方便。
本电站以发电为单一开发目标，无其它综合利用要求。
工程所在地有一乡村公路从XX沟左岸纵贯首尾，对外交通较为方便。
工程首部和厂区地形均较开阔，上、下游零星有Ⅰ级阶地可布置施工企业和生活区。
碴场可就近布置在沿线沟边及阶地。
10.1.2工程布置及建筑物
本电站主要由首部枢纽、引水系统、地面厂房系统等建筑物组成。
10.1.2.1首部枢纽
首部枢纽采用底格栏栅坝挡水,通过取水引水廊道取水。
大沟、十五沟和十六沟的底格栏栅坝底格栏栅坝坝顶高程3070.00m，3071.00m,3077.00m,引水廊道宽2m，引水廊道直接接右岸引水渠道进沉沙池。
取水底格栏栅坝段布于主河槽上,左右侧为防洪墙，坝下设消力斜坡护坦，长6m，末端回填约2.5m宽的大块石。
10.1.2.2引水系统
引水系统由电站引水隧洞、调压室和压力管道组成。
引水隧洞XX沟右岸，隧洞全长8977.35m。
调压室井筒断面为圆形，内径5.00m，底板高程3052.14m，井筒顶部高程3078.50m，相应井高26.36m，阻抗孔布置于井筒底板上，孔口直径2.2m，采用钢筋混凝土衬砌，衬厚0.6m。
压力管道布置为明管式，压力管道上平段与调压井相接，长度为69.01m，前50m为洞内回填管，回填厚度为60cm，尾端19.01m为明管，布置有电动蝶阀。
管道首端中心高程3052.75m，末端中心高程2672.37m。
10.1.2.3厂区枢纽
地面厂房系统由主厂房、安装间、副厂房、开关站、尾水建筑物、进厂公路等组成。
主机间共一层（发电机层），长37.05m，宽21.05m，高25.7m。
内设2台SF8000-6/3150水轮发电机组，机组旁布置机组励磁屏、机组监控保护屏等机组控制设备。
安装高程2672.31m，发电机层高程2502.58m，厂房楼面高程2678.81m，基础为漂（块）卵砾石夹砂。
XX水电站主体工程量见表10-1-1。
XX水电站主要工程量汇总表
表10-1-1
编号
项目名称
土石明挖
m3
石方明挖
m3
石方洞挖
m3
土石填筑
m3
混凝土
m3
钢筋
t
锚杆
根
砌石工程
m3
1
首部工程
5450
430
590
3449
27
1145
2
引水工程
938
1652
46344
11436
373
10670
3
调压室工程
520
1848
943
491
33
79
4
压力管道工程
11690
6062
234
3851
5513
232
3632
5
发电厂工程
9532
3209
4951
365
822
10.1.3自然条件
10.1.3.1水文气象
XX水电站近处流域无气象资料，附近有黑水气象站和松潘县气象站的多年气象资料，考虑到本电站属黑水河流域，并且距黑水县城近一些，海拨与黑水县城接近，所以有关气象资料，选用黑水气象站资料，降水量资料选用知木林雨量站资料。
据统计，流域内多年平均降水量765.1mm，多年平均降水日数125天。
多年平均气温９.0℃；极端最高气温32.8℃；极端最低气温-14.4℃；多年平均地温11.8℃；多年平均蒸发量（20cm口径蒸发皿）1627mm；多年平均风速2.1m/s；最大风速15.0m/s，相应风向SSE；多年平均相对64%；多年平均日照时间为1744小时；多年平均雷暴日数64日。
最大积雪深度16cm。
黑水县气象站特征值统计表
表10—1—2
月份
项目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
全年
备注
降水量（mm）
2.3
6.9
30.0
61.6
117.0
135..5
116.2
91.6
122.4
69.3
13.1
3.9
769..8
分配（%）
0.79
1.45
3.93
7.64
14.5
18.5
14.7
11.3
15.6
8.82
2.04
0.57
100
降水日数（日）
3
4
8
12
17
18
15
12
18
12
4
2
125
气
温
℃
最高
20.4
24.5
28.2
30.4
30.7
31.7
32.8
32.5
30.5
25.6
22.0
19.1
32.8
最低
-14.4
-11.6
-9.4
-3.6
-0.5
2.2
4.9
4.6
-0.4
-4.9
-8.5
-13.9
-14.1
平均
-0.9
1.5
6.6
10.8
13.3
14.9
17.5
17.3
13.8
9.3
4.3
0.0
9.0
最大积雪深度（cm）
8
8
9
4
5
16
最大风速（m/s）
12.0
14.0
15.0
14.0
15.0
13.0
10.0
13.0
10.0
10.0
12.0
13.0
15.0
风向
N
S
SSE
S
S
S
NW
WNW
SSE
SSE
S
S
SSE
平均风速（m/s）
2.0
2.3
2.8
2.7
2.3
1.8
1.8
2.1
1.7
1.6
2.1
1.9
2.1
最多风向
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
SSE
平均相对湿度（%）
51
51
55
58
69
75
76
74
78
73
60
52
64
地
温
℃
平均
0.6
4.0
9.2
13.9
16.7
18.0
21.0
20.8
16.9
11.7
6.3
1.5
11.8
最高
36.5
43.5
52.9
64.8
66.9
66.4
65.8
60.8
55.9
52.7
39.2
40.0
66.9
最低
-20.4
-15.7
-11.5
-8.0
-2.5
-0.3
4.7
4.3
-1.3
-4.6
-12.1
-18.1
-20.4
10.1.3.2工程地质
1）区域地质及地震
工程建设区河段内出露的地层，除有各种成因类型的全新统和更新统第四系松散堆积物分布于沟谷、斜坡、平台、山顶夷平面外。
主要出露地层为中生界三迭系西康群上统侏倭组（T3zh）岩层。
工程建设区内无区域性断裂分布，新构造运动以平缓的升降运动为主，建筑场地的地震动峰值加速度为0.10g（对应其地震基本烈度为Ⅶ度），地震动反应谱特征周期为0.40s。
2）坝址地质条件
取水枢纽处河流流向由南西向北东流经底格栏栅坝区，河床宽约8～15m。
左右岸地势开阔平缓，高出河水面约3～5m左右，系河流冲积形成的高河漫滩和一级阶地，其地层岩性为漂卵砾石夹砂组成，卵砾石成份主要为钙质石英砂岩（或凝灰质砂岩）、粉砂质板岩、钙质板岩、钙质粉砂岩、黑云花岗岩、石英脉等。
卵砾石摩园度较好，为滚园状和次滚园状，少数为次棱状，粒径一般为0.10～0.50m，少数达到1.00m以上，分选性较差。
砂为中粗粒，主要成份为石英、长石、云母及岩屑等，颜色为灰、灰黑等杂色。
结构较为紧密，透水性强，其承载能力完全满足底格栏栅坝对地基的要求。
3）引水线路地质条件
引水隧洞在XX沟右岸山体中，全长4756.242m，洞线所经山体，以中硬岩为主，属完整性较好的薄～中厚层状结构岩体，洞线所经岩层为中生界三迭系上统西康群侏倭组（T3zh）变质岩，以变质砂岩为主，板岩和粉砂岩次之。
从岩体、岩体结构、结构面性状等围岩特征分析，成洞条件具备。
整个洞线以Ⅲ类围岩为主，Ⅱ类、Ⅳ类围岩次之，主体属Ⅱ类围岩约占30%左右，主体属Ⅲ类围岩约占60%左右，只是在隧洞洞身穿越强风化卸荷岩体、裂隙发育密集带、小断裂破碎带及深切溪沟底部时为Ⅳ类围岩约占10%左右。
4）压力管道地质条件
压力管道沿隧洞出口的山坡斜向XX沟布置，斜坡平均坡度约为45°左右，镇墩主要放在中生界三迭系西康群上统新都桥组（T3x）、新生界第四系崩坡积层（QCoL+dl4）、新生界第四系河流冲积层（Qal4）漂卵砾石夹砂层上，其承载力均满足镇墩基础对地基的要求。
5）厂区地质条件
厂房位于波洛沟和波洛沟沟口左侧一小支沟交汇处上游约100m左右处的波洛沟左岸的一级阶地上
位于XX水电站大坝库尾的XX沟约30m左右的左岸一级阶地上，其地层为河流冲积之漂卵砾石夹砂层，阶地顺河流方向分布，长80m，宽30～40m，高出河水面约1～3m，阶地平缓开阔，堆积物深厚厚度大于20m。
10.1.3.3天然建筑材料
XX水电站工程所需天然建筑材料，除块石及围堰土料可就近、就地采取外，粗骨料碎石可利用隧洞开挖出来的硬质岩洞碴，用碎石机加工后使用，从质量到数量均能满足工程要求。
细骨料砂，工程建设区内XX沟只有少量的砂，远远无法满足工程需求，只能从离工程建设区约8km左右处的黑水河上，下游10km的范围内的砂石料场购运，从质量到数量均能满足要求。
10.1.3.4施工场地条件
本工程首部枢纽、引水建筑物沿线及厂区山势地形较陡，而区内开阔集中的场地多为河滩地，施工需临时占用部份林地，尽量选择零星河滩地、荒地和坡地，分区进行施工布置，可满足施工要求。
10.1.4市场供应条件
10.1.4.1施工交通
施工对外交通运输根据工程区周边交通状况，主要采用公路运输方式，直接由公路运输至电站施工现场。
10.1.4.2材料供应
本电站工程物资水泥可采用都江堰白花水泥厂生产的水泥，采用成钢厂生产的钢筋（钢材）、木材、火工器材通过相关手续可在黑水县物资局采购，生活物资可就近采购，机电设备可由生产厂家运输至转运站，再转公路运抵工地。
10.1.4.3水电供应
XX水电站及工程区内各处水质良好，可作生产、生活用水。
本电站从厂区到首部枢纽由农网改造形成10KV的供电主线，各工区从该线路上“T”接。
供电保证率较高。
10.1.4.4施工队伍
黑水县有一定的机修加工能力，可为电站建设服务；当地农业较为发达，劳动力充沛。
省内水电专业施工队伍较多，可实行招投标选择施工队伍。
10.1.4.5工程施工特点
1）XX沟上游段水能规划为两个梯级电站进行开发，XX水电站为规划中第一级电站。
2）XX沟沿线有河滩地，可布置临时设施。
3）首部枢纽右岸有河滩地，为明渠导流提供了一定的条件。
4）引水隧洞沿线有布置施工支洞的条件，可加快施工进度，但隧洞进口、支洞口岸坡陡峻，施工场地较狭窄。
10.2施工导流
10.2.1导流标准及导流时段
10.2.1.1导流标准
本电站工程厂区施工平台较高，基本不受洪水影响，尾水出口段可安排在枯水期最后施工，因此不考虑导流问题。
仅首部枢纽截断河床，需进行施工导流设计。
XX水电站为四等小
（2）型工程。
永久性主要建筑物按五级设计。
根据《水利水电工程施工组织设计规范》《SDJ338-89》，施工期导流临时建筑物为V级建筑物，相应的土石建筑物导流标准为重现期五～十年。
本工程采用枯水期明渠导流，施工时段较短，导流标准选为5年一遇洪水。
本电站闸、厂址分期设计洪水见表10-2-1。
电站分期设计洪水计算成果表
表10-2-1
位置
分期
（月）
使用期
均值
（m3/s）
设计流量（m3/s）
5%
10%
20%
十六沟
坝址
1
1.1-1.31
0.62
0.88
0.81
0.74
2
2.1-2.28
0.52
0.78
0.71
0.63
3
3.1-3.24
0.64
0.96
0.86
0.76
4
3.25-4.30
5.33
9.70
8.32
6.90
5
5.1-5.25
18.0
33.6
28.4
23.1
6～9
5.26-9.30
70.3
57.2
44.9
10
10.1-10.31
10.4
19.0
16.2
13.5
11
11.1-11.30
1.52
2.03
1.90
1.76
12
12.1-12.31
0.87
1.13
1.06
0.99
十五沟
坝址
1
1.1-1.31
0.33
0.47
0.43
0.39
2
2.1-2.28
0.28
0.41
0.38
0.34
3
3.1-3.24
0.34
0.51
0.46
0.40
4
3.25-4.30
3.50
6.37
5.46
4.53
5
5.1-5.25
11.8
22.1
18.6
15.1
6～9
5.26-9.30
48.6
40.0
32.0
10
10.1-10.31
6.84
12.5
10.7
8.87
11
11.1-11.30
0.81
1.08
1.02
0.94
12
12.1-12.31
0.46
0.60
0.57
0.53
大沟
坝址
1
1.1-1.31
0.18
0.25
0.23
0.21
2
2.1-2.28
0.15
0.22
0.20
0.18
3
3.1-3.24
0.18
0.27
0.24
0.21
4
3.25-4.30
2.29
4.16
3.57
2.96
5
5.1-5.25
7.72
14.4
12.2
9.90
6～9
5.26-9.30
33.6
28.0
22.7
10
10.1-10.31
4.47
8.15
6.98
5.80
11
11.1-11.30
0.43
0.57
0.54
0.50
12
12.1-12.31
0.25
0.32
0.30
0.28
小沟
坝址
1
1.1-1.31
0.07
0.09
0.09
0.08
2
2.1-2.28
0.06
0.08
0.08
0.07
3
3.1-3.24
0.07
0.10
0.09
0.08
4
3.25-4.30
1.19
2.16
1.86
1.54
5
5.1-5.25
4.01
7.50
6.34
5.15
6～9
5.26-9.30
21.7
18.6
15.7
10
10.1-10.31
2.32
4.23
3.62
3.02
11
11.1-11.30
0.16
0.22
0.20
0.19
12
12.1-12.31
0.09
0.12
0.11
0.11
厂址
1
1.1-1.31
1.46
2.07
1.91
1.74
2
2.1-2.28
1.23
1.83
1.66
1.48
3
3.1-3.24
1.51
2.26
2.03
1.79
4
3.25-4.30
9.47
17.2
14.8
12.2
5
5.1-5.25
31.9
59.7
50.4
41.0
6～9
5.26-9.30
120
96.6
74.7
10
10.1-10.31
18.5
33.7
28.9
24.0
11
11.1-11.30
3.59
4.78
4.48
4.14
12
12.1-12.31
2.05
2.66
2.51
2.33
注：
为安全计，各分期洪水应提前或错后10天使用。
10.2.1.2导流时段
XX沟主汛期为6～9月，10～4月为枯期，4、5及10、11月分别为汛前、汛后过渡期。
为保证在一个枯水期完建相应首部枢纽，施工时段选定为6个月（11月至次年4月），由于枯水期流量小，工程量少，防渗处理采用编织袋和土工布相结合进行防渗。
10.2.2导流方式及方案
XX水电站坝址处河谷地形较为开阔，具有开挖导流明渠的条件，故采用导流明渠方式。
选定导流方案叙述如下：
先进行首部改道明渠施工以及小支沟与大沟之间的钢管埋设施工，然后进行上下游围堰的施工，形成施工基坑后，就先开始进行底格栏栅坝的施工和沉砂池、明渠的施工。
导流明渠施工措施：
由于首部河道自然坡降较大，约4.94%。
明渠坡降1%，比河道自然坡降缓，因此，明渠进出口与原河床存在衔接的问题，所以采用以下措施：
1）明渠进口河床较高，需对进口与河床进行畅通，便于水流平缓进入明渠。
2）明渠出口比河床高程高，流速较大，为避免对河床冲刷，在明渠出口段和原河床用块石护脚。
10.2.3导流建筑物设计
导流建筑物包括上下游围堰和导流明渠。
10.2.3.1上下游围堰
大沟、十五沟和十六沟的上游围堰堰顶高程分别为：
3073.65m、3072.50m、3079.60m，下游围堰堰顶高程分别为：
3071.10m、3069.30m、3076.50m，最大堰高3.7m。
拟采用土石围堰，最大堰顶长24.75m，堰顶宽2.0m，上、下游堰坡均为1:
1，30cm块石护坡，
10.2.3.2导流明渠
大沟、十五沟和十六沟的明渠布置在底格栏栅坝和溢流坝段的对岸侧，长度分别为84.5m，断面为梯形，底宽1.5m，坡比1:
1，明渠纵坡1%。
渠中最大流速2.30m3/s，为防止冲刷，明渠底板及左右边坡均采用30cm厚的编织袋砂卵石，出口用大块石回填防止冲刷。
导流工程量见表10-2-2。
导流工程量表
表10-2-2
项目
砂卵石开挖（m3）
砂卵石填筑（m3）
编织袋砂卵石（m3）
围堰拆除（m3）
导流明渠、围堰
1875
1920
710
2630
合计
1875
1920
710
2630
10.2.4导流工程施工
导流工程包括左岸小沟改道明渠、导流明渠、上下游围堰施工。
10.2.4.1导流围堰的施工程序
XX电站首部枢纽分期施工程序如下：
（1）第一年9月首部右岸暗渠、导流明渠、左岸小沟改道明渠进行施工。
（2）第一年11月完成上、下游围堰填筑，以及粘土心墙的施工。
（3）第一年12月～第二年4月中旬，利用明渠导流引水，完建首部工程施工。
（4）第二年5月上旬，拆除围堰。
10.2.4.2导流明渠施工
采用1.0m3反铲挖掘机开挖，配5t自卸汽车运输，除用于围堰填筑外，剩余弃碴运至1#碴场。
利用开挖土石料在现场装编织袋，人工码砌。
10.2.4.3土石围堰堆筑与拆除
围堰砌筑，采用1m3反铲挖掘机开挖粘土防渗墙槽孔，5t自卸车运输，人工装填袋装砂卵石码砌，防渗体采用人工铺设土工膜，人工配合自卸汽车铺填粘土料，1m3反铲将土料分层压实。
围堰拆除采用人工配合1m3反铲挖掘机挖装5t自卸车运弃。
10.2.4.4明渠回填及储门槽低洼带回填
采用1.0m3反铲挖掘机开挖碴料，5t自卸汽车运至明渠一侧，推土机铺平压实。
10.2.5基坑排水
由于该河段较陡，上下围堰填筑后仅少量初期排水，主要为经常性排水，设IS125-100-200型水泵两台（备用一台）抽水。
10.2.6渡汛保护措施
根据施工安排和导流规划，首部枢纽在一个枯期完成主体工程施工，汛前达到防洪渡汛要求
10.2.7下闸蓄水
闸首工程第二年4月底全部完建，达到下闸蓄水条件。
按总工期第三年4月第一台机组发电的要求。
虽本电站属低坝引水式，库容很小，蓄水时间短，但考虑机组的调试运行，及引水隧洞充水有个过程。
故确定于2月中旬下闸蓄水，以满足隧洞充水、厂房机组调试运行的需要。
10.3料场的选择与比较
10.3.1混凝土砂石骨料
根据本工程区内地质条件和工程施工相结合，经管理、质量、环境保护综合比较分析，可利用本电站硬质洞渣加工混凝土粗骨料均能满足工程要求。
粗骨料加工，设在3#渣场。
混凝土细骨料由于工程区内蓄量远远不能满足工程要求，所以细骨料在离工程建设区约8km左右处的黑水河上，下游10km的范围内的砂石料场购运，从质量到数量均能满足要求。
10.3.2土料
本工程导流项目中回填粘土，可在坝区就近的土料中选用，用于导流工程粘土填筑。
10.4主体工程施工
10.4.1首部枢纽工程施工
10.4.1.1工程概况
工程引取多条小支沟的水，首部枢纽均采用底格栏栅坝挡水,通过取水引水廊道取水。
大沟、十五沟和十六沟的底格栏栅坝底格栏栅坝坝顶高程3070.00m，3071.00m,3077.00m,引水廊道宽2m，引水廊道直接接右岸引水渠道进沉沙池。
取水底格栏栅坝段布于主河槽上,左右侧为防洪墙，坝下设消力斜坡护坦，长6m，末端回填约2.5m宽的大块石。
10.4.1.2施工方法
（1）土方明挖
采用1.0m3液压反铲挖掘机挖装，推土机集碴，配5t自卸汽车运输至1#碴场，少量孤石用01-30型手风钻造孔放解炮。
（2）石方明挖
主要为岸坡开挖，采用手风钻从上至下分层钻爆开挖，分层高1.5～2.5m，边坡采用预裂爆破，1.0m3液压反铲挖掘机挖装，推土机集碴，配5t自卸汽车运输至1#碴场。
（3）混凝土浇筑
混凝土由设置坝下游的1m3拌和机生产，浇筑采用5t自卸汽车运输，采用搭设脚手架，人工胶轮车转运入仓，局部地方可根据地形条件采用搭溜槽入仓。
混凝土采用组合钢模支模，插入式振捣器捣实，浇筑完后洒水养护至龄期。
（4）土石回填
土石回填从碴场用2m3装载机装5t自卸汽车运至工作面，推土机推运，。
（5）温度控制措施
XX水电站地区一、二月份日平均气温较低，在此期间混凝土浇筑，采取下列措施∶尽量利用气温较高的时段浇筑混凝土，热水拌和混凝土，混凝土浇筑完成后表面覆盖草袋，延长拆模时间。
10.4.2引水隧洞施工
10.4.2.1工程概况
引水隧洞XX沟右岸，在平面上设置4个转点，转弯半径为15m，隧洞全长4591.213m。
隧洞进口底高程2655.08m，纵坡i=4.288‰，采用马蹄形断面，隧洞断面为1.5×1.9m。
10.4.2.2施工通道布置
针对本工程具体情况，施工支洞布置按以下原则进行：
（1）支洞长度应尽可能短，以减少施工附加量，节约投资。
（2）单工作面控制长度控制在1600m以内，以利洞内施工通风。
（3）支洞洞口及主洞岔口处地质条件良好，以利尽早进入主洞施工。
（4）支洞断面及型式与主洞施工方法相适应，采用2.50×
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