某水库施工组织设计.docx
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某水库施工组织设计
第一章
某水库施工组织设计
第1节工程剖析
1.1工程概况
****水库位于****县西南部的碧痕镇****村内，坝址距****县公路距离46km，工程属小
（一）型水利工程。
河流水系属珠江流域北盘江的二级支流干河上游****河段，地理位置为东经105°4′，北纬25°40′。
水库以灌溉为主，设计灌溉面积10164亩，其中，恢复被洪水冲毁的水田1800亩，新增灌溉面积8364亩。
****县属高原峡谷地貌、地形起伏大，具有“山高、谷深、坡陡”的地形特点。
库区河床较低，两岩山势雄厚，为地下水补给河水，地下分水岭商，坝区出露P2L砂岩、页岩、隔水性好。
露于坝区的F2、F3、F4张性断层及溢洪道上部滑坡体，晚近期活动明显，需作一定的工程处理措施。
另工程所需的粘土、风化料、砂、石料经现场勘察及土工实验结果表明，质量及数量均可满足设计要求。
****水库坝址以上控制集雨面积12.2km2，主河道长5.888km，河道平均比降6.13%，地形山高坡陡,植被较差，库区水土流失严重，输沙模数为800t/年·km2。
区域内年平均气温14℃，平均无霜期286.8天，多年平均降雨量1555mm，平均日照数1474.0小时，平均风速2.9m/s，年平均相对湿度82%，水库设计洪水标准为50年一遇洪峰流量264m3/s，校核洪水标准为500年一遇，洪峰流量422m3/s。
1.2****水库主要工程量
序号
工程项目
单位
工程量
备注
1
土方开挖
74464
2
石方开挖（明挖）
46767
3
石方开挖（洞挖）
1239
4
清河床砂卵石
7045
5
坝体填筑风化料
58583
6
坝体填筑堆石
61691
7
干砌石护坡
6247
8
土工布铺设
9100
9
反滤铺筑
7262
10
碎石垫层
273
11
土方回填
1645
12
石方回填
3086
13
复合土工膜铺设
13194
14
M10浆砌块石
8843
15
M5浆砌块石
1003
16
C15砼
2456
17
C20钢筋砼
1942
18
钢筋制安
t
94.43
19
帷幕灌浆
m
2455
20
砼防渗墙
1157
21
φ800钢筋砼预制管
m
200
22
φ600钢筋砼预制管
m
256
23
修建启闭室
170.52
24
金属结构安装
T
1.2
25
螺旋启闭机15T
台
3
26
闸阀安装DN800
个
1
27
平面钢闸门
个
2
第2节施工总平面布置、施工准备及临时工程
2.1施工总平面布置
2.1.1布置原则
⑴所有临建设施、施工辅助企业均按照标书文件要求及业主提供的条件进行布置。
⑵施工辅助企业及临建设施的规模和容量按施工总进度及施工强度的需要进行规划设计。
⑶临建设施布置尽量紧凑、合理、方便使用，少占用土地，尽量避免与其它工程的施工干扰和影响。
⑷所有临建设施均布置在防洪渡汛高程以上，以满足防洪渡汛要求。
⑸各施工场地、临建设施等布置均满足有关安全、环保、消防等的要求。
2.1.2施工道路布置
本工程对外交通方便，碧痕至睛隆的的公路从库区经过，且项目部就布置在公路边。
为满足工程需要，根据库区地形及工程特点，施工区拟修建四条施工道路。
右岸1#、3#；左岸2#，4#；路宽均为7米，泥结石路面，纵坡不大于10%。
其中1#、3#通往块石料场、砂石系统；2#、4#通往左坝肩风化料场。
另项目部通过原公路，经1#公路下到基坑。
拟建施工道路特性表如下：
位置
道路名称
长度（m）
路基宽（m）
路面宽（m）
路面结构
起讫高程（m）
用途
右岸
１＃施工便道
1500
8.0
7.0
泥结石
1296～1315
出渣及堆石运输
３＃施工便道
1300
8.0
7.0
泥结石
1315～1320
堆石运输
右岸
２＃施工便道
800
8.0
7.0
泥结石
1296～1330
出渣及风化料运输
４＃施工便道
400
8.0
7.0
泥结石
1320～1330
风化料运输
合计
4000m施工便道
2.1.3施工供电
施工用电经估算总功率约450KAV，业主提供的10KV电源线经过项目部，直接引接入变压器房即可。
对不足功率，进场后和业主协商解决。
变压器房布设500KVA压器一台，通过变压器后引到各施工场面，动力用电采用380V高压电，总供电线路采用240mm2铝芯线600m（五线制）。
生活用电采用220V电压，供电线采用35mm2绝缘铝芯线。
2.1.4施工生活用水
枢纽区施工用水从****河中抽水解决，IS65-40-2503一台，在右岸坝肩▽1338.5高程设250m3水池一坐，施工时利用高差直接引入施工区。
水池采用C10钢筋砼底板，底板厚20㎝，共28m3砼；边墙采用M7.5浆砌石,内侧抹M10砂浆,浆砌石共128.4m3。
生活用水在大坝上游1.5千米处的库尾设一取水口，用♀100塑料管引到
****，在左坝肩设一座50m3的生活用水池。
2.1.5施工供风
主要用风机械为手风钻，在右岸布设空压机房安装2台12m3电动空压机供风，通过DN200的钢管延伸至施工区内（管长约150m）另为满足开挖高峰期供风需要，及溢洪道开挖远距离要求，增设4台2.6m3移动式柴油空压机备用。
2.1.6土石料加工系统
本工程土石料场业主已指定，风化料场选在左坝肩上0.4km处，块石料场在距枢纽1.5km的右岸下游处，砂石料以外购为主，根据实际需要，决定是否修建砂石系统。
渠道的砂石料加工可充渠线分段集中置，并尽量利用开挖弃料加工。
2.1.7混凝土供应
由于本工程砼、砂浆使用地点较散，拌和系统设成临拌站形式，安装0.5m3强制式拌和机一台。
导流洞浇筑，围砌筑及▽1315以下趾墙浇筑时，临拌站设在导流洞出口下游。
坝体填筑到▽1315后，临拌站迁到右坝肩3#施工便道旁的开阔地带，高程在▽1317左右。
砼运输采用小型搅拌运输车（4.5m3/车），局部用农用翻斗车补充。
2.1.8弃土场
由于该水库库容较小，弃土场设于大坝下游500m处，左右岸各一处。
2.1.9施工通讯
对外通讯：
设两台程控电话，部分移动电话通讯；
内部通讯：
配备6台对讲机，部分移动电话辅助。
2.1.10施工总平面布置示意图
经现场踏勘，大坝的右坝肩有一开阔场地，且有泥结路通往睛隆县城，业主提供的电源线也经过该处，拟在此集中布置生活区。
材料实验室、钢筋模板加工场、物资仓库、变压器房、空压机房、设备停放场、修理车间紧靠生活区布置。
砂场布置在右岸下游1.5km采石场内，水泵房布置在右岸上游▽1307高。
另需要在隧道出口，溢洪道处布置值班房。
详见附件一:
施工总平面布置示意图
2.2主要临时工程
主要临建设施规模如下表：
项目名称
规模（m2）
备注
办公房及职宿舍
1500
砖砌平房
材料实验室
160
砖砌结构
钢筋木材加工场
200
管棚结构
物资仓库
200
砖砌结构
变压器房
25
砖砌平房
空压机房
100
管棚结构
设备停放场及修理车间
550
管棚结构
临时拌和站
100
管棚结构
水泵房
20
砖砌结构
第3节主体工程的主要施工程序、施工方法及说明
3.1导流洞施工
3.1.1概述
本工程导流洞全长165米,断面型式为城门洞型（B×H=2×3米）,出口程为1292.00米,洞底坡度为4.06%.由系统洞工程地质剖面图得知,该隧洞岩性为砂岩石,属三类岩石。
隧洞进出口段均在强风化线以上，中段顶部外围岩石也为强风化石，地质条件差，需作全断面衬砌。
开挖时从进出口同时挖进，由于其断面尺寸小，以采用全断面开挖法，五孔中空孔直眼掏槽，周边光面爆破成型，手风钻钻孔爆破。
洞身采用锚喷砼支护，围岩稳交性极差的地段采用喷挂网支护、喷射砼厚度10CM出碴采用人工配合小翻斗车洞内装运至右岸下游弃碴场，合格料和不合格料分开堆放。
洞内通风散烟方式采用压入
导流洞施工程序如下：
式进行，在进出口两端分别布置5.5KW的轴流风机，通过塑料软管（φ600mm）直接压至掌子面，风压管的端头距不小于20cm。
洞水施工排水，出口工作面采用排水沟自流排水，进口工作面采用5.5KWA的水泵、DN50的钢管抽排。
砼衬砌采用先浇底板，后浇边墙顶拱的方法，分四个工作面分别向进出口跳仓浇筑。
每仓分段长度按伸缩缝设置要求分别为20m一仓，整个隧洞共9仓砼。
底板边墙施工缝设木橡胶止水带，并分伸缩缝橡胶止水带相接。
砼从临抖站1经砼泵送入仓。
3.1.1.1爆破参数的确定
隧洞断面尺寸为2.5m×3.5m，断面积8.08㎡，城门洞型，造孔采用YT30型手风钻进行。
（1）单耗药量的确定：
因隧洞断面较小，由刘清莱公式Q=elx确定。
围岩的单耗药量为1.35㎏/m3。
（2）炮眼深度：
根据施工进度安排需要，每轮炮循环进尺为1.3m，相应的钻孔深度为1.5m，装药系数为0.8,采用φ38mm-φ42mm小直径炮眼。
（3）掏槽型式：
采用空眼角柱型掏槽，具体型式为中空爆掏槽，掏槽孔布置于隧洞中轴线偏下位置，槽眼间距为20cm，中空孔采用φ50mm钻头造孔，周边四个钻孔分两序起爆，中空孔超深20cm，加装150g装药，用充填物堵塞10cm，滞后于主掏槽孔反向起爆。
（4）每循环炸药消耗量a=qsln=1.35×8.08×1.5×0.8=13.09㎏,其中：
q：
单耗药量，s：
导坑面积，l：
钻孔深度，n：
炮眼利用系数。
（5）炮眼数目：
拟采用φ32mm直径2#岩石销铵炸药，每米长度重量为0.78㎏,取装药系数为0.5,则隧洞需布置炮孔数N=qs/rn=1.35×8.08/0.78/0.5=28个孔，另加掏槽孔5个布孔装药。
根据光爆要求的经验公式a=（15-10）d=14×40=56cm，现取间距为60cm，则共需布置炮眼14个，底板布置4个孔。
根据已确定的槽眼，周边眼的具体位置均匀地布置崩落孔10个，崩落孔间距一般为70-80㎝，光爆层厚度为60㎝，其密集系数K为0.8-0.9。
各炮眼装药量分配：
掏槽眼：
r取0.6,则每眼装药1.7×0.6/0.225=4.5卷,槽眼药量=4×4.5×0.15=2.7㎏。
周边眼：
考虑采用φ25mm孔炸药，单卷眼装1.5节,共计14×1.5×0.15=3.15㎏。
崩落孔：
r取0.5,则每眼装药=1.5×0.5/0.225=3.5卷，槽眼药量=10×3.5×0.15=5.25㎏
底板眼：
每卷装药3卷，共计=4×3×0.15=1.8㎏,由上述各式计算出总装药量为12.9㎏,约小于计算用药量。
3.1.1.2爆破作业图表
⑴炮孔布置及起爆顺序图（见八章附件六）
爆破原始条件：
见下表
名称
单位
数量
备注
断面积
㎡
8.08
炮眼深度
m
1.5
炮眼个数
个
33
岩石坚固性系数
f
4-6
⑵炮眼布置及装药量：
见下表
炮眼布置及装药量表
起瀑顺序
炮眼名称
炮眼深度m
装药量
联线方式
备注
卷/眼
小计卷
1~5
掏槽孔
1.7
4.5
18
串
7~15
崩落孔
1.5
3.5
35
并
17
底板
1.5
3
12
联
17~19
光爆孔
1.5
1.5
21
⑶爆破预期效果表：
预期爆破效果表:
名称
单位
数量
备注
炮眼和用率
0.8
每循环工作进度
m
1.3
每循环爆破实体岩石
10.5
炸药消耗量
Kg/
0.81
每米进度耗药量
Kg/m
9.9
每米环炮眼总长度
M
48.8
洞身开挖作业循环时间表（总工期37天+明挖10天）=47天
序号
项目
工作量
作业时间（min）
说明
1
钻孔
48.8m
90
设备：
TY手风钻3台,3台1.5翻斗车。
钻孔深度3m,（进出口同时进行掘进）,设计循环
2
装药
32孔
40
3
爆破及通
风
20
4
清理撬挖
20
进尺2.6m,每天2.3轮
循环1日进尺6.5m,月
平均进尺为136.5m/月（长期效率70%）。
注：
喷砼支护位置为上
轮爆破无控段。
5
喷砼支护
60
6
出碴（松方）
10.5m3
180
合计
410
3.1.1.3隧洞砼衬砌
本工程砼衬砌厚度为20cm，砼标号为C20砼，总工程量400m3，总工期要求：
50天，月浇筑强度：
240m3/月。
砼衬砌采用先浇底板后浇边墙顶拱的方法，分两个工作面分别向进出口跳仓浇筑。
每仓分段长度接伸缩缝设置要求分为20m一仓，整个隧洞18仓砼。
底板为边墙施工缝设橡胶止水带，并与伸缩缝橡胶止水带相接。
砼运输从下游洞口搅拌站直接泵送入仓。
砼衬砌按施工准备、清理工作面、搭好支撑、扎筋、立模、砼浇筑、养护、拆模的顺序进行施工。
边拱衬砌循环时间及主底板衬砌循环时间如下表（边预拱衬砌循环时间表）所示:
序号
施工项目
时间（h）
1
施工准备
3
2
清理工作面
3
3
搭设支撑
24
4
扎筋
14
5
立模
14
底板衬砌循环时间表:
序号
施工项目
时间（h）
1
施工准备
2
2
清理工作
8
3
扎筋、立模
12
4
砼浇筑
6
5
养护
24
6
拆模
2
合
计
54
加：
隧洞衬砌采用φ48mm钢管拱架支撑、钢模板拼装、局部位置用木模板拼装。
详见第八章附件七
由于该隧洞衬砌厚度仅20cm，故采用先安装钢筋后安装模板的方法。
所有钢筋均在钢筋加工制用好后再运到各个施工仓面进行安装。
安装前先进行测量放样，严格控制好钢筋的形状，间排距及保护层，检查校正后进行后加固、并用砼预制垫块控制钢筋保护层所有钢筋搭头必须错缝搭接，并满足规范要求。
3.2施工导流与水流控制
3.2.1导流方式及导流标准
（1）导流方式：
本工程河床较窄，河床呈基本对称“U”型，右岸坡度单一，采用隧洞方式导流。
（2）施工导流布置原则：
①不降低合同规定的施工导流洪水标准和建筑物安全渡汛的标准。
②不改变永久建筑物布置型式和主要尺寸及高程
③不降低围堰挡水和永久建筑物临时挡水的设计标准。
（3）导流工程的进度控制期限：
①本工程导流洞工程拟于2004年6月中旬开始施工，2004年10月底主河道截流。
②大坝基础及溢洪道开挖分别于2004年10月、2005年2月开始。
③坝体填筑于2004年12月16日至2004年5月底进行。
④趾墙砼浇筑于2004年12月初至2005年5月底进行。
⑤该工程要求2006年2月初发挥经济效益。
（4）施工导流特点
①结合施工总进度计划，并利用“运筹学”的原理对土石方进行统筹安排：
上游围堰利用导流洞进口明挖段的开挖料碴进行填筑，以缩短开挖料碴转移的运距，加快施工进度，并降低施工成本。
②直接采用PC400-5型挖掘机装碴由导流洞口运至上游进行土石围堰的填筑，并尽快形成帷幕灌浆平台，为后续工序作好铺垫。
③由于河床覆盖层为强透水层，结合坝基坑开挖深度及围堰使用要求，需对围堰进行帷幕灌浆防渗处理。
④根据总体施工进度计划，上游围堰安排在2004年10月15日前帷幕灌浆施工完毕，随即进行上部堰体填筑（粘土心墙防渗）施工，并于2004年10月底施工完毕。
2005年9月底围堰拆除完毕，随即进行导流洞封堵。
（5）导流工程施工的重点难点分析
根据施工总进度计划，结合导流工程的特点分析，本导流工程施工的重点及难点主要表现在如下几个方面：
①在进行围堰施工时，如何保证高喷防渗墙防渗效果，是本工程施工的重点及难点之一；
②在进行围堰拆除时，由于灌浆防渗体与主体工程相距较近，如何确保拆除时的爆碴块度及控制爆破振动对坝体安全运行的影响、确保围堰
拆除时不对其它工程造成破坏，必须采用控制爆破技术，施工难度大、技术含量高。
是本工程的重点、难点之二；
③为防止围堰被水流冲刷进而危及堰体运行安全。
故在围堰迎水面采用块石护坡进行保护。
（6）导流标准：
本工程采用隧洞导游方案进行施工,主体工程为风化料斜墙防渗堆石坝。
总库容为128万m3，属Ⅳ等小
（一）型工程。
临时建筑物为5级。
导流方案如下：
2004年10月至2005年9月右岸导流洞过流；设计洪水频率为10年一遇，相应流量Q=17.7m3/s。
3.2.2上游围堰设计
（1）设计依据
招标及合同文件及《招标图纸》
《防洪标准》GB50201—94；
《水利水电建设工程验收规程》SL223—1999；
《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》SLl74—96；
《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62—94；
《水利水电工程施工组织设计规范》SDJ338—89；
《水电站基本建设工程验收规程》SDJ275—88；
《水工混凝土施工规范》SDJ207—82；设计标准
（2）设计标准及原则
①设计洪水标准
根据招标文件，本工程设计洪水标准如下：
枯水期导流标准：
P=10%洪峰流量Q=17.7m3/s。
挡水时段为2004年11月至2005年9月。
相应洪水流量Q=201m3/s。
②设计原则：
不降低合同规定的施工导流洪水标准和建筑物安全度汛的标准；
不改变永久建筑物布置型式和主要尺寸及高程；
不降低围堰挡水和永久建筑物临时挡水的设计标准。
（3）水文气象
****水库所在的干河，属于北盘江的二级支流，麻沙河的一级支流。
区域内属亚热带、冬春干燥夏季湿润型气候特征。
坝址地理位置为东经105o4′，北纬25o40′，坝址以上河长5.888km，流域面积12.2km2，多年平均流量0.2m3/s。
（4）围堰结构类型及方案选择
由于本工程施工工期紧，上游围堰所处部位覆盖层较厚，且结构松散、强透水，不具备修建混凝土围堰或浆砌石挡水围堰的条件，因此，结合本工程的实际情况，上游围堰采用粘土心墙土石围堰。
围堰下部采用帷幕灌浆防渗，围堰上部采用粘土心墙作防渗体。
经过对导流工程挡水建筑物的反复调整、优化，并对水力学反复计算，本工程只设上游围堰,下流不设围堰。
上游围堰结构特性及导流标准如下表所示。
导流工程挡水建筑物结构特性表:
项目
堰顶宽度
轴线长度（m）
堰顶高程（m）
最大堰高
上游围堰
6
54
1302．5
4.4
（5）围堰结构设计
①上游围堰堰顶高程的确定
上游围堰顶部高程由初设报告中的水文资料按下述公式计算：
H上=h下+Z+δ
式中
H上——上游围堰堰顶高程（m）；
h下——下游水面高程（m）；
Z——上下游水位差；
δ——安全超高，根据《水利水电工程施工组织设计规范》（GBJ-338），取0.8m；
但由于招标文件中的水文资料不全，暂取设计所给高程1302.3，另加0.2米的沉陷，堰顶高程为1302.5米。
②防渗体结构设计
由于上游围堰所处部位覆盖层厚3～8m，岩性为砂卵石夹亚砂土，渗透系数K=（1.8～3.0）×10-1cm/s，属强透水层。
结合我单位多年来的施工经验，对覆盖层采用帷幕灌浆防渗处理方案，堰体用粘土心墙防渗。
根据围堰布置特点及使用期限，上游围堰帷幕灌浆轴线与围堰轴线相同。
按单排孔设计，孔距1.5m，孔深进入基岩100cm。
上游防渗体轴线长54m。
围堰布置灌浆孔25个，检查孔5个，最大孔深11.5m，帷幕灌浆工程量269m。
上游围堰设计图详见（第八章附件八）
（6）堰面结构设计
围堰迎水面全部采用块石护坡保护的方式进行施工。
上游围堰迎水面全部采用块石护面，顶部厚0.5m，底部厚1m。
（7）上游围堰主要设计工程量
围堰工程主要设计工程量表:
堰体型式
部
位
项目名称
工程量
备注
土石围堰
上游围堰
护坡干砌块石
189.6
夹土石碴填筑
1718.3
粘土回填
270
戗堤块石
130.2
帷幕灌浆
269m
3.2.3截流施工
（1）上游围堰截流时间选在2004年10月1日。
（2）上游围堰采用单戗立堵法截流，戗堤填筑工程量130.2m3。
戗堤自河右岸向左岸进占，截流龙口设在河左岸。
由于流量较小，故上游围堰采用一次填堆筑成型的方式进行施工。
（3）截流材料尺寸根据计算的水力参数，用伊兹巴什公式计算得出：
龙口最大块石粒径为49cm。
（4）截流施工组织
①截流准备
作好截流施工道路修筑工作，由1号施工便道延伸至围堰右端头。
准备施工机械设备：
PC400-5（2.2m3）挖掘机、15t自卸汽车、TY220推土机、12t振动碾。
准备足够的截流碴料：
截流材料主要为导流洞进口明挖段开挖的碴料，创堤块石由块石场开采。
②截流施工
采用PC400-5（2.2m3）挖掘机装15t自卸汽车，运至围堰右端头后依次卸料，然后用TY220推土机集料平整。
水面线以下采用抛投方式，水面线以上部分采用推土机推平，12t振动碾分层压实。
3.2.4围堰施工
（1）施工程序框图
根据本工程的施工特点及总体施工导流方案，拟定导流工程总体施工程序如下所示：
（2）挡水围堰堰体施工方法。
围堰堰体施工方法表:
堰体名称
项目名称
施工方法简述
上游围堰
堰体填筑
33235m3
利用导流洞明挖弃碴和右坝肩开挖料进行填筑。
PC400-5反铲装车，15t自卸汽车运到上游围堰处
后，沿围堰轴线由右岸向河中心依次卸料，戗堤设
在左岸，一次堆筑成型，填筑到水面以上后，采用
分层填筑并碾压的方式进行施工，推土机平土，12t
振动压路机进行分层碾压6～8遍，碾压厚度控制在
50～80cm范围内。
运距2Km以内（至块石料场）。
帷幕灌浆
详见“帷幕灌浆施工”章节所述。
施工时段为
2004.10.2～2004.10.25
堰体拆除
安排在2005年9月拆除完毕。
PC400-5反铲挖装15t
自卸汽车运到下游弃碴场堆放。
运距3Km。
（3）挡水围堰施工机械设备投入
围堰堰体施工机械设备表
序号
设备名称
型号及规格
数量
单位
备注
1
挖掘机
PC200
2
台
2.2
2
挖掘机
CAT320B
1
台
1.2
3
自卸汽车
15t
6
辆
4
推土机
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