贵州水电站引水隧洞工程施工组织设计.docx

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贵州水电站引水隧洞工程施工组织设计

1.工程概述

1.1工程概况

水电站位于北盘江上游支流清水河上，电站距水城70km，距贵阳市336km，是一座以发电为主的水电枢纽工程。

电站坝址以上流域面积4935km2，多年平均流量77.10m3/s。

水库正常蓄水位1300m，死水位1285m，电站装机容量3×60MW，保证出力32.1MW，多年平均发电量6.65亿kW•h。

水库总库容1281.3×104m3，正常蓄水位以下库容1203.4×104m3，调节库容671.8×104m3，为日调节水库。

1.2水文气象资料

坝址处无气象观测资料，电站的主要气象要素统计根据离坝址最近的水城、盘县两个县级气象站进行统计。

表1-1水电站主要气象要素统计成果表

项目

单位

大渡口

水城

盘县

多年平均年降水量

mm

1126.3

1210.4

1389.4

多年平均年雨日

日

138.8

211.5

187.6

多年平均≥10mm雨日

日

33.2

36.5

40.4

多年平均≥25mm雨日

日

12.6

12.1

14.6

多年平均≥50mm雨日

日

2.8

2.0

3.8

多年平均≥100mm雨日

日

0.3

0.1

0.5

多年平均年蒸发量

mm

1194.7

1524.2

多年平均气温

℃

12.3

15.2

多年7月份平均气温

℃

19.8

21.8

多年1月份平均气温

℃

3.1

6.5

极端最高气温

℃

32.9

36.7

极端高温出现日期

1991-6-1

1952-4-9

极端最低气温

℃

-12.6

-7.9

极端低温出现日期

1999-1-12

1977-2-9

多年平均相对湿度

%

82

77

多年平均风速

m/s

2.2

1.6

极大（最大）风速

m/s

28.0

33.4

相应风向

WSW、W

SW

极大风速出现日期

1972-3-22

1975-2-2

多年平均日照时数

h

1468.5

1600.7

多年平均雷暴日数

日

55.6

75.4

统计资料年限

1963～2003

1957～2001

1951～2001

水电站坝址1963年6月至2004年5月共41个水文年径流系列，多年平均流量为77.1m3/s，相应多年平均径流量为24.3亿m3，多年平均径流模数为15.6dm3•s-1•km-2，多年平均径流深为493.0mm，最大年平均流量为129m3/s（1965年6月至1966年5月），最小年平均流量为42.2m3/s（1989年6月至1990年5月）。

径流的年际之间的变化较小，年平均流量最大值为最小值的3.1倍。

汛期一般为每年6月至11月，枯期一般为每年12月至次年5月，多年平均汛期径流量占全年径流量的81.14%，其中6月、7月、8月3个月就占全年的约50%，枯期径流量占全年径流量的18.86%，多年平均月径流量最大为7月份，占全年径流量的19.19%，多年平均月径流量最小为4月份，占全年径流量的2.14%。

径流的年内变化较大，多年平均月平均流量最大值为最小值的8.8倍。

流域汛期径流主要来自降水，枯期径流则主要由降水和地下水补给。

水电站坝址径流的年内分配见表1-2。

坝址各频率设设计洪水成果表见表1-3，多个时段的施工导流的分期设计洪水成果见表1-4。

坝厂址水位流量关系曲线见表1-5。

水位库容曲线见表1-6。

表1-2坝址水文年多年平均径流年内分配表

项目

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

1月

2月

3月

4月

5月

汛期

枯期

年

流量（m3/s）

133

175

148

126

106

60.7

39.9

30.3

26.0

21.5

19.9

36.2

125

29.1

77.1

径流量

（亿m3）

3.45

4.46

3.96

3.27

2.83

1.57

1.07

0.81

0.64

0.58

0.52

0.97

19.75

4.59

24.34

占全年

百分比（%）

14.17

19.19

16.27

13.43

11.63

6.45

4.40

3.33

2.63

2.38

2.14

3.98

81.14

18.86

100

表1-3水电站坝址设计洪水成果表

设计频率（％）

0.1

0.2

0.5

1

2

3.33

5

10

20

设计值（m3/s）

5190

4680

4010

3500

2710

2640

2360

1880

1410

表1-4水电站坝址分期设计洪水成果表

时段

各频率设计值（m3/s）

P=2%

P=5%

P=10%

P=20%

全年洪水（加历史洪水）

3010

2360

1880

1410

全年洪水（不加历史洪水）

2130

1840

1610

1370

7个月2旬洪水（10月6日至5月25日）

1480

1100

822

560

6个月2旬洪水（10月6日至4月25日）

1420

1020

743

484

6个月2旬洪水（11月6日至5月25日）

1140

783

535

318

5个月2旬洪水（10月6日至3月25日）

1400

1010

735

479

5个月2旬洪水（11月6日至4月25日）

363

284

226

168

5个月2旬洪水（12月6日至5月25日）

1080

732

493

286

4个月2旬洪水（11月6日至3月25日）

354

275

217

160

4个月2旬洪水（12月6日至4月25日）

226

173

133

96.5

表1-5水电站坝址、厂址天然水位流量关系成果简表

坝址

厂址

水位

（黄海.m）

流量

（m3/s）

水位

（黄海.m）

流量

（m3/s）

水位

（黄海.m）

流量

（m3/s）

水位

（黄海.m）

流量

（m3/s）

1245.20

56.1

1255.00

1593

1158.0

6.0

1168.0

1628

1245.52

72.6

1255.50

1720

1158.5

14.0

1168.5

1798

1246.00

99.1

1256.00

1850

1159.0

24.0

1169.0

1975

1246.50

135

1256.50

1990

1159.5

39.0

1169.5

2160

1247.00

178

1257.00

2140

1160.0

61.0

1170.0

2352

1247.50

232

1257.50

2290

1160.5

91.0

1170.5

2551

1248.00

289

1258.00

2450

1161.0

130

1171.0

2757

1248.50

355

1258.50

2610

1161.5

178

1171.5

2970

1249.00

429

1259.00

2780

1162.0

236

1172.0

3190

1249.50

508

1259.50

2960

1162.5

303

1172.5

3416

1250.00

592

1260.00

3140

1163.0

380

1173.0

3648

1250.50

680

1260.50

3320

1163.5

466

1173.5

3886

1251.00

770

1261.00

3510

1164.0

561

1174.0

4130

1251.50

861

1261.50

3710

1164.5

665

1174.5

4380

1252.00

953

1262.00

3920

1165.0

777

1175.0

4635

1252.50

1052

1262.50

4130

1165.5

898

1253.00

1153

1263.00

4350

1166.0

1028

1253.50

1258

1263.50

4570

1166.5

1166

1254.00

1367

1167.0

1312

1254.50

1478

1167.5

1466

1.3地形地质条件

引水隧洞布置于清水河段右岸河湾地块邻河斜坡地段，以折线方式沿河床右岸布置。

隧洞从上游至下游分别穿越地层为石炭系摆佐组第二段（C1b2）深灰色中厚、薄层炭质灰岩夹泥页岩，摆佐组第一段（C1b1）薄层泥页岩夹中厚、薄层泥炭质灰岩，黄龙群（C2hn）厚层至块状白云岩夹薄层或透镜体灰岩，马平群（C3mp）厚层及少量薄层致密灰岩，底部有少量生物碎屑灰岩、结晶灰岩、瘤状灰岩。

岩层产状：

上游段N20o～50oE，SE∠15o～30o，中游段从N0o～50oE，SE∠21o～31o，下游段N20o～30oE，SE∠25o～30o。

穿越褶曲有小岩洞背斜，穿越断裂有f4、f5、f7、F9。

隧洞岩溶较发育，并穿越S7、S23号岩溶管道水系统。

全洞段Ⅱ类围岩长2832m，Ⅲ类围岩长952m，Ⅳ类围岩长979m，Ⅴ类围岩长80m，其中Ⅱ、Ⅲ类围岩总长3784m，占全洞长的78.1%；Ⅳ、Ⅴ类围岩总长1059m，占全洞长的21.9%。

引水隧洞主要存在的工程地质问题为：

围岩稳定问题、岩溶涌水问题，可能遇到的工程地质问题为岩爆问题及高地温问题。

1.4合同项目和工作范围及与其它标段的相互关系

1.4.1主要合同项目

本标工程主要工程项目有：

（一）引水隧洞工程（桩号引0+000.00～引4+564.280m洞段）

①石方洞挖；

②支护工程；

③洞内钢筋混凝土结构衬砌工程；

④固结灌浆；

（二）1#、2#、3#、5#施工支洞、1#岔洞工程

①土石方明挖

②石方洞挖；

③支护工程；

④施工支洞及岔洞衬砌混凝土及封堵体混凝土浇筑；

⑤封堵体回填灌浆；

⑥排水设施。

（三）3#弃渣场整治工程

①弃渣堆砌及边坡削坡工程；

②截水沟开挖及衬砌工程；

1.4.2本标应完成（包括维护）的临建施工项目

本标应完成（包括维护）的临建施工项目包括（但不限于）

（1）本标各施工工作面的施工期必要的水流控制及度汛；

（2）本标弃渣场渣料的维护、平整；

（3）本标混凝土生产系统的生产管理与运行维护；砂石骨料需求除本标所开挖洞渣可利用部分（约10万m3）作骨料外，其余需求量向本工程大坝标段（MJH/A-2）购买；

（4）本标所需的临时施工道路、对外通信及场内通信设施的修建和维护；

1.4.3本标与其他标段的关系

与本合同项目有关，但由其他承包人承担的工程项目和工作内容

（1）工程区以外的对外公路；

1.5合同项目的主要工程量

本标主要工程量参见下表

表1-1主要工程量表

序号

项目名称

单位

工程量

备注

1

土方明挖

m3

102018

2

石方明挖

m3

8887

3

石方洞挖

m3

297047.4

4

喷混凝土

m3

6492.4

5

锚杆

5.1

注浆锚杆

根

8932

φ25L=3m

5.2

随机锚杆

根

550

φ25L=3m

5.3

系统锚杆

根

4915

φ25L=4.5m

5.4

注浆锚杆

根

5499

φ28L=6m

5.5

注浆锚杆

根

335

φ28L=9m

6

钢筋制安

t

4075.2

7

钢支撑

t

603.1

8

混凝土

m3

67740

9

固结灌浆

m

43790

孔深3～6m，灌浆压力0.5～1.5MPa

10

回填灌浆

m2

47381

11

高压固结灌浆

m

11842

孔深6m，灌浆压力3MPa

1.6合同控制工期

本合同工程开工日期为2009年10月30日，要求的完工日期为2011年12月31日，2012年3月31日第一台机组投产。

主要项目节点工期要求见下表

表1-1主要项目节点工期要求表

序号

项目及说明

要求完工日期

1

施工支洞开挖及一期支护

2010年4月30日

2

引水隧洞开挖及一期支护

2011年1月31日

3

引水隧洞衬砌混凝土浇筑完成

2011年9月30日

4

回填灌浆施工完成

2011年10月31日

5

固结灌浆施工完成

2011年11月30日

6

施工支洞封堵

2011年12月31日

7

首台机投产时间

2012年3月31日

1.7主要施工条件

由发包人完成，为本合同提供的条件有：

（1）拌和系统场地；

（2）主要的施工公路系统（距坝线100m处）；

（3）施工用电接入点；

（4）工程区内供水系统干管。

2.施工总说明

2.1本合同工程特点、难点及重点分析

（1）隧道进口段围岩整体稳定性差

隧道进口段（引0+016～引0+166）穿越摆佐组第二段（C1b2）深灰色中厚至薄层泥炭质灰岩夹泥页岩，岩层走向与隧洞轴线交角小，遇f4、f5、f7断层、裂隙密集带、且部分洞段处弱风化带内，开挖后围岩不稳定。

（2）岩溶涌水问题突出

隧洞穿越区域岩溶、断层发育，特别是隧洞将穿越S7、S23号岩溶管道水系统的排泄区，隧洞距管道出口仅180m左右，且地下水位略高于隧洞顶板，或处地下水位变动带附近，地下水来源稳定、量大。

S7号岩溶管道水系统雨季估测流量约300L/s，S23号岩溶管道水系统雨季估测流量约50L/s，枯季该泉水无水流。

2.2针对本工程特点、难点及重点采取的相应对策

针对问题

（1）、（3）采取如下措施：

严格按照经批准的爆破方案进行施工，采用短进尺、小药量弱振爆破；

加强地质预报，预知爆破洞段的实际地质情况，采取合理、可靠的支护措施加强围岩支护，确保爆破后不出现大量的塌方；

根据地质预报成果，必要时采取固结灌浆措施进行固结后在进行开挖施工；

合理安排施工进度，对围岩不稳定洞段、可能出现塌方及冒顶洞段预留合理的处理时间，保证本标工程的施工进度满足招标文件的进度要求。

2.3施工总体目标

2.3.1工程质量目标

本工程建设质量目标：

（1）单位工程竣工一次验收合格率100%，工业产品交付合格率100%；

（2）质量等级：

优良；

（3）合同履约率：

100%；

（4）顾客满意率：

90%；

2.3.2工程进度目标

本标段工程进度目标：

2009年10月30日开工，2011年12月15日工程完工，2012年3月31首台机组投产。

2.3.3工程安全文明施工目标

工程安全施工目标为：

“零意外”安全目标，即：

1、死亡事故和重大人身伤亡事故为零。

2、机械设备损坏事故为零。

3、火灾事故为零。

4、交通事故为零。

2.3.4工程环境保护目标

1、生产和生活污染物达到国家相关标准处理和排放；

2、不发生重大环境污染事故。

2.3.5工程成本控制目标

工程施工中实行严格的精细化管理，杜绝浪费，向管理要效益，由管理控制要成本。

并在与业主、设计、监理等各方充分沟通的前提下，实事求是，积极提出工程施工合理化建议，实现工程投资方和施工企业效益双赢的目标。

2.4施工总体规划及程序

2.4.1施工总体规划

根据建筑物布置，本标共安排6个工作面平行施工，分别为1#施工支洞工作面，2#施工支洞上、下游工作面，3#施工支洞上、下游工作面及5#施工支洞工作面。

2.4.2施工程序

施工总程序参见如下框图：

2.5施工协调和配合

（1）与其它承包人友好合作，主动为业主、监理提供进入施工场面的方便；

（2）服从监理协调。

2.6主要施工方法综述

2.6.1洞口明挖施工方案

洞口土方开挖采用CAT330挖掘机分层开挖，15t自卸汽车运输至指定渣场堆放，分层厚度2~4米。

石方开挖采用手风钻造孔，非电爆破，结构面采用光面爆破控制。

CAT330挖掘机装15t自卸汽车运输至指定渣场堆放，分层厚度2~4米。

3.施工总进度计划

3.1总进度编制原则和依据

3.1.1编制依据

本标段施工总进度严格按以下招标文件及规范要求进行编制：

（1）招标文件《水电站引水隧洞工程标招标文件》及招标补遗通知；

（2）现行有关施工规范、标准、定额。

（3）现场考察情况；

3.1.2编制原则

根据本工程特点及招标文件控制进度要求，结合我公司以往类似工程施工经验，确定本工程的施工进度编制原则如下：

（1）严格按照招标文件规定的控制进度和节点工期为依据，执行基本建设程序，遵照国家政策、法令和有关规程规范，采取成熟有效的技术措施和科学合理地安排施工程序及进度，确保节点工期及合同总工期目标按期实现。

对影响总工期的关键项目作重点研究，将各项目的施工程序合理衔接，寻求资源平衡，注重均衡生产和文明施工；结合我公司工程施工经验安排本项目施工进度，确保工程按期优质完成。

3.2施工程序安排

根据本工程施工支洞布置位置，引水隧洞开挖分6个工作面进行施工；混凝土衬砌分4个工作面进行施工；灌浆分4个工作面进行施工。

3.2.11#施工支洞工作面

（1）开挖，首先向上游开挖，在完成50m开挖支护后，上下游工作面同时进行开挖。

考虑受断层及交叉施工的影响，综合进度指标为：

Ⅱ类围岩140m/月，Ⅲ类围岩120m/月，Ⅳ类围岩70m/月。

（2）混凝土衬砌安排在上游工作面开挖完成后进行施工，混凝土衬砌采用针梁台车全断面一次衬砌成型。

3.2.22#施工支洞工作面

（1）开挖，首先向上游开挖，在完成50m开挖支护后，上下游工作面同时进行开挖。

考虑断层、渗水以及交叉施工的影响，综合进度指标为：

Ⅱ类围岩140m/月，Ⅲ类围岩120m/月，Ⅳ类围岩70m/月，Ⅴ类围岩40m/月。

3.2.33#施工支洞工作面

（1）开挖，首先向上游开挖，在完成50m开挖支护后，上下游工作面同时进行开挖。

考虑断层、岩溶涌水以及交叉施工的影响，综合进度指标为：

Ⅱ类围岩140m/月，Ⅲ类围岩100m/月，Ⅳ类围岩70m/月，Ⅴ类围岩40m/月。

（2）混凝土衬砌安排在上游工作面开挖完成后进行施工，混凝土衬砌采用针梁

3.2.41#岔洞工作面

（1）开挖，首先向下游开挖（该段长约13m），在完成下游段开挖支护后，接着向上游工作面开挖。

考虑断层、渗水以及交叉施工的影响，综合进度指标为：

Ⅱ类围岩140m/月，Ⅲ类围岩120m/月，Ⅳ类围岩70m/月，Ⅴ类围岩40m/月。

3.3施工总进度计划安排

根据拟采用的施工方案和招标文件要求，本标段工程施工进度计划如下表所示：

表3-1水电站引水隧洞施工进度计划表

序号

项目名称

单位

工程量

工期（d）

开工时间

完工时间

一

控制工期

1

工程开工

项

1

2009-10-30

2

施工支洞开挖及一期支护完成

项

1

2010-3-25

3

引水隧洞开挖及一期支护完成

项

1

2010-12-13

4

引水隧洞混凝土衬砌完成

项

1

2011-9-15

5

回填灌浆施工完成

项

1

2011-9-18

6

固结灌浆施工完成

项

1

2011-10-18

7

施工支洞封堵完成

项

1

2011-10-28

二

临时设施建设

1

施工用风、水、电建设

项

1

32

2009-10-30

2009-11-30

2

混凝土拌和系统建设

项

1

63

2009-10-30

2009-12-31

3

办公、生活及生产营地修建

项

1

63

2009-10-30

2009-12-31

三

施工支洞工程

1

1#施工支洞开挖及支护

m

189.1

47

2009-12-1

2010-1-16

2

2#施工支洞进口明挖及支护

m3

45956

60

2009-10-30

2009-12-28

3

2#施工支洞洞挖及支护

m

166

87

2009-12-29

2010-3-25

4

3#施工支洞进口明挖及支护

m3

56168

73

2009-10-30

2010-1-10

5

3#施工支洞洞挖及支护

m

219.3

49

2010-1-11

2010-2-28

6

5#施工支洞进口明挖及支护

m3

4159

5

2009-12-1

2009-12-5

7

5#支洞（0+0~0+62.05）洞挖及支护

m

62.05

15

2009-12-6

2009-12-20

8

1#岔洞洞挖及支护

m

126

28

2009-12-21

2010-1-17

9

5#支洞（0+60.05~0+179.71）洞挖支护

m

117.7

26

2010-1-18

2010-2-12

10

1#支洞进口及端头洞段砼衬砌（40m）

m3

288.7

20

2010-3-1

2010-3-20

11

2#支洞0+00~0+166洞段砼衬砌（40m）

m3

1850

97

2010-3-26

2010-6-30

12

3#支洞进口及端头洞段砼衬砌

m3

303.8

22

2010-3-21

2010-4-11

13

5#支洞0+00~0+20洞段砼衬砌

m3

182.4

10

2010-3-15

2010-3-24

14

5#支洞0+159.71~0+179.71砼衬砌

m3

164.1

10

2010-2-13

2010-2-22

15

1#岔洞0+0~0+20洞段砼衬砌

m3

164.1

10

2010-3-5

2010-3-14

16

1#岔洞0+105.97~0+125.97砼衬砌

m3

164.1

10

2010-2-23

2010-3-4

17

1#支洞封堵砼浇筑

m3

240.8

10

2011-10-26

2011-11-4

18

2#支洞封堵砼浇筑

m3

240.8

10

2011-11-1