某县二级水电站拦河坝工程施工组织设计方案.docx
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某县二级水电站拦河坝工程施工组织设计方案
第一章工程概况
1.1工程概况
洪溪二级水电站位于浙江省泰顺县洪口溪支流洪溪上，坝址距泰顺县城20km，距下洪乡5km，大坝位于大坟坑交汇口下游50m，厂房位于仙居溪与洪溪交汇处上游300m处。
坝址集雨面积77.5km2。
枢纽主要由拦河坝，发电引水隧洞，调压井，压力斜洞，发电厂房，升压站等建筑物组成。
本电站是单目标发电工程，装机容量2×4000kw，水库正常库容741万m3。
本标为第一标，其合同名称：
洪溪二级水电站拦河大坝施工合同；合同编号：
HXED/C-1；合同内容如下：
1、挡水建筑物
拦河坝采用砼混合线型拱坝，坝体材料为C15W6砼。
坝顶高程277.3m，坝底高程210m，最大坝高67.3m。
拱冠梁顶厚3.02m，拱冠梁底厚8.47m，厚高比0.126，坝顶中心线弧长181m.
水库泄洪采用坝顶表孔溢流，最大泄量1141m3/s。
坝顶表孔净宽40m。
堰面采用WES型曲线，堰顶高程271m，不设闸门。
坝后消能采用挑流消能，挑射角15˚，表孔反弧半径4.0m，挑流鼻坎高程266.17m。
坝后设两层人行交通便桥，高程分别为257m和238m。
坝体设有一套Ф800mm的放水冲砂管、锥形阀及检修闸阀，中心高程为235.50m，放水管闸阀室与坝后桥相连接。
上坝公路设在左岸，与发电引水系统相连接。
大坝倒垂孔观测室布置于坝顶表孔左侧。
大坝共设9个坝段，中间二个坝段为溢流坝段，段长20m。
坝段间进行封拱灌浆。
二道坝置于距大坝80m的狭谷地带，坝型为砼单曲拱坝，材料采用C15砼，底宽4.6m，最大坝高19.5m。
拱坝坝基开挖到微风化基岩，河床底部设C15砼垫座，垫座顶高程210m。
坝基需进行全坝基固结灌浆和帷幕灌浆，固结灌浆孔深5～10m，孔排间距3m，梅花型布置；帷幕孔深入相对隔水层（q≤3Lu）5m，间距3m，平均孔深45m，并与两岸帷幕形成完整的防渗体系。
坝头右岸设灌浆平洞，平洞尺寸为2m×2.5m的城门洞型，长度为10m。
坝基范围内的断层及破碎带进行深挖回填砼及固结灌浆处理，边坡陡坡倾角节理进行锚固处理。
2、导流隧洞
导流隧洞布置在大坝左岸，进口距坝约60m，出口距坝约70m，进口底高程219.00m，出口底高程213.00m，纵坡3％。
导流洞全长171.30m，其中设一个弯段，桩号为0+63.4m～0+101.1m段，转弯半径为48m，转角45˚，导流隧洞断面为5×5.6m（宽×高）的城门洞型，出口设有5m长的衬砌段，衬砌厚度为35cm。
在进口前段设封堵闸门，供导流洞封堵时用。
1.2主要工程量
本标段主要工程量
项目
工程量
工程名称
土石方
明挖
（m3）
砼浇筑
（m3）
固结灌浆
（m）
帷幕灌浆（m）
回填灌浆（m2）
石方洞挖
（m3）
钢筋制安
（t）
封拱灌浆
（m2）
大坝工程
22517
46720
1942
3576
77
63
68
1886
导流工程
180
360
/
/
160
4300
18
/
1.3水文气象条件
据泰顺气象站实测资料统计，本流域多年平均气温16.1℃，极端最高气温37.0℃（1967年7月17日），极端最低气温-10.5℃（1983年12月31日）；多年平均水汽压16.4hpa，相对湿度83％；多年平均降水量2006.8mm，多年平均风速1.4m/s，实测最大风速12m/s，相对风向为NNW等。
泰顺气象站地面气候特征值统计成果见表1-1。
本流域属亚热带季风气候区，温暖湿润，四季分明，光照充足，降水丰沛。
流域多年平均降水量1865mm，降水量年际变化较大，年内分配不均，最丰年降水量2500mm以上，最枯年降水量1300mm以下。
年内降水主要为春雨、梅雨和台风暴雨等。
春季，南北气候交替加剧，低气压及锋面活动频繁，天气阴晴不定，常有绵绵春雨；初夏，因北方冷空气与南方来的暖湿气流交馁，形成大面积锋面雨，俗称“梅雨”；夏秋季受太平洋副热带高压控制，天气晴热，有局部雷阵雨发生，由于沿海台风的热带风暴活动频繁，受其影响，发生大暴雨较多。
本流域的大洪水主要由台风暴雨所形成。
工程区域气象特征值、设计频率洪峰流量、水库水位与库容关系、坝址下游水位与流量关系分别见下表1-1、表1-2、表1-3和表1-4。
泰顺站地面气候特征值统计成果表
表1-1
月份
项目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
全年
平均气温（℃）
5.7
6.8
10.8
16.1
19.8
23.0
25.9
25.2
22.3
17.4
12.4
7.7
16.1
平均最高气温（℃）
11.5
12.
16.2
21.3
24.6
27.4
31.3
30.5
27.2
22.7
17.6
13.4
21.3
平均最低气温（℃）
1.6
3.1
6.7
12.1
16.2
19.6
22.0
21.4
18.6
13.3
8.4
3.5
12.2
极端最高气温（℃）
27.5
27.4
29.0
32.6
35.3
35.6
37.0
35.8
34.6
32.0
30.7
26.2
37.0
极端最低气温（℃）
-8.5
-8.1
-4.1
-0.8
6.0
10.9
16.2
14.5
7.1
-0.1
-4.0
-10.5
-10.5
平均水汽压（hpa）
7.5
8.5
10.8
15.0
19.2
23.3
26.6
26.2
22.5
16.3
12.1
8.8
16.4
平均相对湿度（％0
80
83
83
82
83
84
81
83
84
82
82
81
82
平均蒸发量（mm）
46.4
46.2
68.1
88.8
98.9
119
165.1
139.4
107.9
86.2
56.8
46.3
1069.1
平均风速（m/s）
1.3
1.3
1.5
1.6
1.5
1.7
1.8
1.5
1.4
1.3
1.1
1.1
1.4
最大风速（m/s）
9
6.3
10
8
（2次）
8
9
（2次）
9
11.3
12
（2次）
12
（2次）
8.3
7.3
12
（4次）
相对风向
WNN
NNE
W
WNE
W
WSW
W
WNW
NNENNW
NNWWSW
W
NNE
NNW
（2）
NNE
（1）
WSW
（1）
洪溪一级坝址设计洪水成果表
表1-2
分期
项目
各频率设计值
0.2%
0.33%
0.5%
1%
2%
3.3%
5%
33.3%
年最大
洪峰（m3/s）
1345
1259
1185
1120
1030
913
817
模数（m3/s.km2）
17.4
16.2
15.3
14.5
13.3
11.8
10.5
非汛期
洪峰（m3/s）
83
洪量（万m3）
1.1
水库水位、面积、库容关系表
表1-3
水位
（m）
面积
（万m2）
库容
（万m2）
水位
（m）
面积
（万m2）
库容
（万m2）
210
0
0
246
11.25
147.2
215
0.37
0.9
250
13.2
196.1
220
0.74
3.7
256
19.48
294.1
225
2.35
11.4
260
23.67
380.4
230
3.96
27.1
266
29.87
34.05
235
6.14
52.4
270
541.0
700
240
8.32
88.5
坝址水位流量关系表
表1-4
坝址
备注
水位（m）
流量（m3/s）
水位（m）
流量（m3/s）
水位为黄海基面
219
0
220
51.01
221
267.19
222
480
223
791.87
224
1180.35
225
1451.46
1.3对外交通条件
本工程坝址及厂址原无公路通过，目前公路需从泰顺至文成公路陈坑坳接入，陈坑坳至坝址公路长为4.5km，坝址至厂址公路长3.8km，设计宽度为4.5m，该公路业主已着手建设并在2001年5月底通车。
建筑材料和机电设备的运输，凡本省购置的材料和机电设备均由公路运抵工地或铁路运至温州或丽水，再由公路运至工地。
1.4地质条件
1、建筑物工程地质条件
1）、坝址
坝址区河谷显不对称“V”字型，左岸平均坡度约42°，谷底狭窄，高程217m左右宽度约20m，以下为狭谷深潭，水面高程约207m，水深约5m，狭谷平均宽度约12m。
两岸山体可利用相对高度约75m。
坝址两岸山坡坡下部基岩裸露，左岸高程约230m以上，右岸高程250m以上覆盖层较以育。
坝址区地层单一，岩性简单，主要为侏罗系上统Z段，岩性为晶屑熔结凝灰岩。
岩石致密坚硬，抗风化能力强。
坝址两岸下部出露的基岩以弱风化为主，局部强风化，上部覆盖层以下基岩风化程度较深。
坝区未见较大断层通过迹象，小断层亦不发育，只在Zk3钻孔深34.60～35.40m处发现一小断层。
坝区内主要构造形迹为节理裂隙。
无明显的不利结构面组合和严重夹泥及软弱夹层。
对工程较为不利的北东走向倾北西的缓倾角张开节理。
坝址区地下水主要为基岩裂隙水，由大气降水及河水补给，相对隔水层（q<3Lu）埋深在地表以下较深。
两坝肩的绕坝渗漏及坝基浅层渗漏问题存在，需进行防渗处理。
2）、导流隧洞
导流洞进口处河床高程219.0m，出口处河床高程213.0mm，洞长171.3m左右，洞径为5×5.6m的城门洞型，进出口各5m钢筋砼衬砌，衬砌厚度35cm。
围岩岩性都为晶屑熔结凝灰岩，岩石致密坚硬，未见断层切断通过，洞室围岩稳定；导流洞进、出口基岩裸露，基本呈弱风化～微风化状，洞脸极易形成，工程地质条件良好。
2、天然建筑材料
1）、块石料：
本枢纽区广泛分布流纹质晶屑凝灰岩，石质良好，储量丰富，可满足工程要求。
2）、砂砾料
工程区附近河床大多基岩裸露，在局部堆积的也基本是大块石，没有天然的砂砾料料场。
工程所需砂石料采用人工轧制。
第二章施工总平面布置
本工程现场山陡、地形狭，施工布置难度较大，针对此特点，结合施工条件，考虑充分利用左岸高程297m左右开挖平台，对施工区内的临时工程设施及生活设施进行施工总平面布置，详见附图：
洪二投标-01施工总平面布置图及以下具体说明。
2.1场内施工道路布置
本工程已有上坝公路至左坝头，从左坝头到坝脚的施工道路正在修建，根据现场踏勘，在左岸坝址上游高程240m处修建一条坡比6%-8%路基宽4.5m，长0.3km碎石路面的施工道路至坝址，供开挖出碴及运输辅助材料上坝；另外从导流洞进口沿河床至导流洞出口修建一条宽4.5m，长约0.4km的施工道路，供导流洞出口开挖出碴及运输砼的通道。
从上游围堰至坝址下游修筑一长0.1km，路基宽3M的施工道路，作为坝基开挖的出渣道路。
场内临时施工道路修建总长为0.8km。
2.2砼拌和系统
1．布置在坝体左岸上游277.0M高程开挖平台处，设2台0.75立方米拌和机，搭建简易拌和站，由皮带机上料，根据地形特点和有利的高差，由人工砂石料系统加工后的成品砂石料用皮带机输送到储料仓内，经地垄自动称量由皮带机输送砂石料至拌和站。
设4个储料隔仓，共可储料1600m3，隔仓的河床一侧用钢结构档板封堵，储料仓底程277M，隔墙为砼结构，隔墙与岩石接触处设锚筋加固。
拌和平台出料位置向缆机覆盖面内铺设轻轨，吊罐由轨运至缆机下起吊，轻轨设在277.0M高程。
详见洪二投标-02图。
2．砼拌和系统工程量：
名称
单位
工程量
备注
开挖
M3
2000
浆砌石
M3
500
地垄及拌和平台
C15砼
M3
200
隔墙及台面
木材
M3
10
钢材
T
15
隔仓挡板及其它
1砼生产强度
KnQ砼
Qh==18m3/h
20×25
式中：
Qh—砼生产强度m3/h
Q砼—砼浇筑高峰月强度5900m3/月
Kh—小时不均匀系数，取1.5
2本工程充分考虑设备检修、正常停工、交接班、变换级配等因素造成的强度不均匀性，拟采用2×0.75m3拌和站一座，生产能力可以满足18m3/h的砼浇筑强度。
另外要前期在导流洞进口及左坝头各设置一台0.4m3移动式拌和机，供前期临时工程中砼浇筑。
2.3砂、石料系统
本工程砼浇筑总量为47080m3，砼浇筑高峰期叠加强度为5900m3/月。
根据概算定额，本工程约需成品骨料4.95万m3，成品砂料1.75万m3。
1、料场选择
根据工程的总体规划及浙江省浙南综合工程勘察院试验室提供的石材试验报告，考虑石料的强度及制砂获得率，本工程的砂石料场选择坝址上游距坝址约1.2km的2＃石料场。
总储量能满足本工程的施工需要。
2、砂石料开采
1采运能力：
Q=（Q砼A+Q0）Ks=16225T
其中：
Q—月采运能力，T/月。
Q砼—砼月浇筑高峰期强度，5900m3/月。
A—每立方米砼中的砂、石含量，取2.2T/m3
Q0—工程其它砂砾料日需用量
Ks—损耗补偿系数取1.25
以每天两班计算，折算为每小时的采运能力为：
Qh=Q/350=46T/h。
3、砂石料加工
加工工艺流程：
人工砂石料加工系统布置在左坝头287.0m高程处，与砼拌和系统布置在一起，根据砂石料采运能力，在加工系统处布置两台PE250×400颚式破碎机二台，制砂棒磨机一台。
人工砂石料工艺流程见洪二投标—03图。
2.4风水电及通讯系统
1、供风
在坝区左岸上坝公路边布置1＃空压站，内设2台10m3/min电动空压机，主要作为坝基开挖、导流洞开挖和砼系统施工用风，另在导流洞进口上游侧配1台6m3/min移动式柴动空压机，作为前期施工便道的开挖。
在石料场布置2＃空压站，内设2台10m3/min电动空压机，主要供砂石料系统用风。
铺设50m4"钢管至左坝头处，然后用3"管送至各开挖工作面，具体安排为：
沿左岸坡铺设150m，铺设250m至右岸坡。
2、供水
由于坝区施工及生活区较高，水泵房布置在导流洞进口上游约20m附近，高程217m左右处，内装二台IS100-65-315型水泵（其中一台备用），电机功率75KW，设计流量100m3/h，扬程125m，水池布置在左岸高程295m的山坡上，为75#浆砌石水池，容量为200m3，通水至左坝头，转而进入坝面及各施工辅助企业和生活区，共铺设4"钢管200M，3"钢管200M，2"钢管150M，共550M。
水池浆砌石方量80m3。
3、供电
工程建设中所需施工供电的10KV供电线路及变压器由发包方负责架设与安装，业主已在大坝左岸上游山坡上安装一台400KVA变压器及在距上游约1.2km处的2＃料场安装一台160KVA变压器。
本工程施工用电直接从业主提供的变压器引线接至各施工点及生活区。
同时配备一台90KVA柴油发电机组作为备用电源，铺设低压动力线600m。
4、通讯
安装一门程控电话，用于对外联系。
施工场内通讯采用对讲机，配对讲机4套。
2.5砼的输送系统
根据地形特点及施工条件，基础垫座砼采用机动翻斗车直接入仓的方式浇筑，坝体砼采用缆机运输砼，根据坝体布置特点及地形条件，本工程布置两台固定式缆机，其中1＃缆机为主缆机，跨度为210m，右岸固定端高程为295M，左岸固定端高程为290M；2＃缆机为辅缆机，跨度为210m，右岸固定端高程为295M，左岸固定端高程为290M；左岸设5M高的增高塔。
两台缆机基本上可以覆盖90％以上的坝体，对坝体难以直接用缆机吊运入仓部位结合搭仓面输送砼入仓。
详见洪二投标—01图。
砼水平运输采用“752”窄轨配平板车装3m3及1m3吊罐运输。
缆机起重量1＃缆机为10吨，2＃缆机为4吨，产量150m3/台班；
缆机平台开挖100m3；浇筑C25砼：
50m3。
2.6辅助企业与生活设施
辅助企业与生活设施布置在坝区施工公路侧边，由于均布置于坡面上，必要时做护坡加固措施，并做好排水沟，防止雨后滑坡，具体详见洪二投标—01图，房建面积2150m3。
详见房建表。
临时房建面积表
名称
面积（m3）
备注
一、辅助企业
470
钻修车间
50
竹瓦结构
修理车间
100
竹瓦结构
木材加工厂
80
竹瓦结构
钢筋加工厂
100
竹瓦结构
压风房
60
竹瓦结构
水泵房
20
竹瓦结构
试验室
60
砖瓦结构
二、仓库
450
水泥仓库
200
竹瓦结构
油库
80
砖瓦结构
炸药库
60
砖瓦结构
雷管库
10
砖瓦结构
综合仓库
100
竹瓦结构
三、生活设施
830
办公室
80
钢结构活动房
宿舍
600
钢结构活动房
食堂
150
钢结构活动房
四、其它棚建
400
合计
2150
临时设施用地表
编号
土地计划用途
所需面积
位置
需用时间
1
生产设施用地
1500
左岸坝头及施工道路旁
2001.8.15—2003.2.15
2
生活设施用地
1100
施工道路旁
2001.8.15—2003.2.15
3
施工临时道路用地
1500
库区左侧
2001.8.15—2003.2.15
4
其它临时设施用地
600
施工道路旁
2001.8.15—2003.2.15
合计
4700
第三章施工导流
3.1导流时段划分
根据招标文件水文条件分析，本地区可划分为汛期和非汛期两个导流时段，自4月15日到10月15日为汛期，10月16日到次年4月14日为非汛期，各期不同设计频率洪水的洪峰流量见表3-1，坝址处汛期洪枯流量相差较大，结合本工程施工进度安排，本工程采用非汛期围堰挡水，汛期坝体挡水。
洪溪一级坝址设计洪水成果表
表3-1
分期
项目
各频率设计值
0.2%
0.33%
0.5%
1%
2%
3.3%
5%
33.3%
年最大
洪峰（m3/s）
1345
1259
1185
1120
1030
913
817
模数（m3/s.km2）
17.4
16.2
15.3
14.5
13.3
11.8
10.5
非汛期
洪峰（m3/s）
83
洪量（万m3）
1.1
3.2导流标准
本工程导流建筑物设计洪水标准为三年一遇，坝体施工期临时渡汛的洪水标准为：
当临时坝体拦洪库容小于0.1亿m3时，洪水标准取10年一遇。
3.2导流方案
根据本工程坝址处地形地质条件、水文条件、建筑物布置形式及工程量，本工程采用一次性断流，隧洞导流的方案，具体为非汛期（10月16日-次年4月15日）来水由上游围堰挡水，导流隧洞过流，汛期（4月16日-10月15日）来水由坝体挡水，导流隧洞和导流底孔联合泄流。
根据施工导流标准及施工进度安排，考虑汛期渡汛方案如下：
2001年8月15日-2001年10月15日采用基坑过流的导流方式，2002年汛期渡汛采取坝体挡水（坝体浇筑到235m左右），坝体预留3×4m的城门洞导流底孔与导流洞联合导流的方式渡汛。
3.3导流建筑物施工
1．导流隧洞
1）、进出口开挖
采用反铲结合人工开挖洞口覆盖层，对进出口永久边坡的建基面，按设计开挖线采用手风钻造孔，自上而下分层爆破开挖，并采用光面爆破技术。
开挖边坡强风化为1：
1，弱风化为1：
0.5，底部建基面预留1.5m的保护层，边坡视地质情况采用随机锚杆喷砼支护。
弃碴采用1m3挖掘机装5t自卸汽车运到弃碴场出碴。
洞口上方设1m宽马道，外侧采用浆砌石结构挡碴墙，做好洞口周边排水沟等防护设施。
为确保洞口施工时不受来水影响，过洞口施工道路（路顶高程约221m）为导流洞临时挡水围堰，待导流洞施工结束后挖除并搭建临时过洞口栈桥，供开挖出碴及上下游围堰施工通道。
2）、洞身开挖
洞身开挖采用全断面一次掘进的方式，钻车造孔，光面爆破，
考虑到导流洞工期较紧，为保证施工进度，拟采用从进出口两个工作面同时掘进的方式开挖，具体施工程序和施工方法如下：
（1）、循环进尺：
有效循环进尺初定为2.0m。
（2）、钻孔工艺：
采用CMJ-17型钻车造孔，钻车的二臂全液压型，电驱动，总功率45KW，钻孔直径Ф=42mm。
1）布孔
a.掏槽孔：
根据造孔工艺和围岩岩性特点，导流洞开挖采用四空孔十字型直眼掏槽方法。
b.扩邦孔：
扩邦孔的孔间距初定80cm，最小抵抗线为75cm。
c.光爆孔（周边孔）
现场布孔根据围岸的实际情况，并在生产性实验中加以调整，达到最佳光爆效果，初定光爆孔的孔间距60cm。
布孔如下页图所示：
2）装药
隧洞掘进采用φ32抗水硝铵炸药，光面爆破用Ф25光爆药卷，空气间隔装药，各孔装药系数：
掏槽孔：
λ=0.70
扩邦孔：
λ=0.65
光爆孔：
λ=0.55
2.50
3.10
5.0
导流洞开挖布孔示意图
3）起爆：
采用非电雷管即塑料导管起爆，选用的非电雷管段别为1-10段。
实际起爆段位根据布孔总圈数确定。
4）洞内通风排烟
本工程根据一次起爆药量约40kg，所形成的烟雾、粉尘在20分钟排除的标准校核，选用进出口各一台30KW的压入式通风机，型号为YZF200L1-2，配选φ600m的橡胶风筒。
5）出碴
一次爆落的石碴自然方约55m3，采用3.5T农用汽车出碴，农用汽车自洞口倒退至装碴面，由1台ZLC-40A型侧装机装碴。
石碴运到弃碴场。
6）排水
洞口设集水池，洞内的施工废水由集水沟自然流到洞内集水井，采用水泵逐级排放到洞口的集水池，经沉淀过滤后排入河道内。
7）开挖作业循环（一个工作循环）
编号
项目
作业时间
（min）
循环作业时间（小时）
1
2
3
4
5
6
7
8
1
施工准备
30
2
钻孔
150
3
装药连线
40
4
通风排烟
20
5
危岩处理
30
6
出碴
150
7
清面
30
8
其它
30
注：
导流洞为5.0×5.6m城门洞型，循环进尺2.0m，循环作业时间480分钟
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