水電站樞紐施工組織設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 。 由于河床狹窄，不具備良好的河床內分期導流的條件。結合樞紐建 13 筑物布置和壩區地形地質條件，施工導流方式可采用一次斷流圍堰、右岸導流隧洞泄流方案或 左岸一期開挖導流明渠泄流，二期利用一期先行修建的 排沙孔（進水口孔口尺寸為 1— 8m 8m） 泄流的兩期導流方案，針對上述兩種導流方案本階段初步進行了技術經濟比較。 1． 右岸導流隧洞方案（方案一） 本工程壩址區洪枯流量變幅較小，若采用隧洞枯水期導流，汛期基坑過水的方式，將對壩體施工帶來極大干擾，受枯水期時段的限制，施工、發電工期將會大大延長，經濟損失較大。況且導流工程量減少不明顯，而過水圍堰結構復雜，施工麻煩，費用較高。故采用隧洞全年導流，有利于主體工程的施工組織，工期有保證。 根據壩址區地形地質條件，結合水工樞 紐布置，導流隧洞只能布置在右岸，導流隧洞由進口明渠段、洞身段、出口明渠段組成，總長 。其中進口段長 ，隧洞洞身長 256m，出口擴散段長 。導流洞斷面為 （寬高）的城門洞型，進口底扳高程 ，出口底板高程 ，縱坡為 %，洞身段設一半徑為 56m，圓心角度為 50176。的拐彎段，設計情況下洞內流態為無壓流。當導流隧洞下泄設計流量 Q20%=596m3/s 時，洞前水位 。 導流洞洞身圍巖主要為千枚巖，進出口約 50～ 60m 左右巖 體風化較強，巖體完整性差，主要為Ⅳ、Ⅴ類圍巖，局部為Ⅲ類，一次支護費用較高。導流洞無論如何布置空間上與引水洞交叉而過，導流洞開挖后頂高程為 ，而引水發電洞底板高程為 ，兩條洞在交叉段基本貫通，給施工帶來極大不便，且處理費用較高，工期也將大大延長。 總之，隧洞施工難度較大，投資較高。 2． 左岸開挖導流明渠方案（方案二） 壩址區河床較窄，壩軸線處河床只有 27m 寬，壩體坐落在深度（自河床底） 20m 的基巖上，無法在河床內進行分期導流，故施工導流采用一期左岸（左岸副壩段）開挖 導流明渠泄流，進行溢流壩、排砂底孔壩段、右岸副壩的施工，二期利用一期先期建好的排砂底孔進行泄流，進行左岸副壩段的施工。導流明渠總長 。其中進口段長 ，中間段長 ，出口擴散段長 。導流明渠梯形斷面為 9m（底寬高），邊坡 1： ，上口寬 15m，進口高程 ，出口高程 ，平均縱坡 %，中間段設兩處半徑為 35m，圓心角度為20176。和半徑為 40m，圓心角度為 35176。的轉彎段，當導流明渠下泄設計流量 Q=596m3/s 時，導流明渠前水位 。（渠前水深 +壅高）。 上述兩個導流方案經平面布置，施工難度論證，投資分析比較，施工組織設計推薦左岸開挖導流明渠分兩期導流方案。 （三） 樞紐導流分期規劃 （ 1）導流一期 14 導流時段為第一年 12 月至第三年 9 月。第一年 11 月完成左岸導流明渠的施工，之后進行河床一期圍堰的填筑施工；第一年 12 月底完成一期圍堰的加高施工。第二年 1 月～第三年 9 月進行一期基坑開挖及混凝土澆筑工作。 （ 2）導流二期 導流時段為第三年 10 月至第四年 6 月。將進行Ⅱ期圍堰的填筑（導流明渠填筑）施工并截流，利用上、下游圍堰封 堵導流明渠，利用一期已完成的溢流壩與左岸副壩導墻做縱向圍堰，繼續施工并完建左岸的樞紐建筑物。 樞紐各期導流方式及水力學特征見表 2－ 2。 表 2－ 2 巴藏水電站樞紐導流水力學計算成果表 項 目 單位 項 目 Ⅰ 期 Ⅱ 期 導流時段 年 /月 1/12－ 3/9 3/10－ 4/6 導流標準 重現期 5 年（全年） 5 年（枯水期） 導流流量 m3/s 596 309 上游水位 m 下游水位 m 上游堰頂高程 m 下游堰頂高程 m 擋水建筑物 Ⅰ 期圍堰 Ⅱ 期圍堰 圍堰型式 心墻土石 心墻土石 泄水建筑物 導流明渠 排砂底孔 樞紐施工導流布置詳見樞紐施工導流設計圖。（附圖 1） （四） 樞紐導流建筑物設計 1． 一期上、下游橫向圍堰設計 采用壤土心墻土石圍堰，上游圍堰軸線長 ，下游圍堰軸線長，上游圍堰頂寬 ，上游迎水坡 1:，下游背水坡 1:，上游圍堰堰頂高程 ，下游圍堰堰頂高程 ，上 游圍堰最大堰高 。 2． 一期導流明渠設計 導流明渠進口高程 ，出口高程 ，平均縱坡 %，邊坡 1:，導流明渠底寬 ，渠口寬 15m，渠長 。 3． 二期上、下游橫向圍堰設計 采用壤土心墻土石圍堰，上游圍堰軸線長 14m，下游圍堰軸線長 13m， 15 圍堰頂寬 ，上游迎水坡 1:，下游背水坡 1:，上游圍堰堰頂高程 ，下游圍堰堰頂高程 ，上游圍堰最大堰高 。 4． 堰基防滲 一、二 期上下游圍堰基礎砂礫石層厚度約 在 9～ 10ｍ左右，擬采用高噴灌漿防滲墻，上部與堰體粘土心墻相接 ，下部深入基巖 。 （五） 廠房施工導流方式及導流程序 由廠房尾水水位～流量關系曲線可知：當 Q20%=596m3/s 時，對應河床水位為 ，而由廠區地形條件看，廠房尾水臨河段一側的原地面高程為 左右，且廠房距河邊約 150m，故廠房基坑施工不需設圍堰圍護?？紤]到廠房尾水渠段的河床狹窄，約 20m，所以， 廠房圍堰采用尾水渠預留巖坎擋水，擋水標準為 5 年一遇洪水重現期，相應流量Q20%=596 m3/s。 （六） 導流工程施 工 導流工程施工項目包括一期上、下游橫向土石圍堰填筑和拆除；左岸導流明渠開挖及襯砌；二期上、下游橫向土石圍堰的填筑、拆除等。選用以機械為主，人工為輔的施工方案。 導流明渠開挖采用 2m3挖掘機開挖， 10～ 15t 自卸汽車運輸。部分就近堆放用于一期圍堰填筑，部分運至渣場堆放。 圍堰砂礫石填筑料利用導流明渠開挖棄料，防滲土料自土料場采運。堰體填筑由 2m3挖掘機挖料源裝 15～ 20t 自卸汽車運至樞紐區，推土機分層推鋪壓實，堰體上部及邊角部位由人工攤鋪平整，配蛙式打夯機分層壓實。 圍堰拆除：一期和二期圍堰堰體絕大部分可利 用枯水期由挖掘機挖除，其余由洪水沖除。 其他如鋼筋塊石籠、砌石護坡等工程的施工采用人工方法。 （七） 基坑排水 基坑排水分初期排水和經常性排水兩種情況。排水流量也因不同時段水位流量不同而異。樞紐、一、二圍堰截滲墻均座落在基巖上，基坑滲水量不大，但為保證圍堰、基礎滲水和施工棄水的排除，在基坑開挖邊坡坡腳部位布置排水溝和集水井，溝寬 ，井深 ，由水泵將滲水排出。 經計算選定的基坑排水設備見表 3－ 4。 表 3－ 4 基坑排水設備選擇表 項 目 設計流量 （ m3/h） 水泵型號 數量 排水時間 （ h） 備 注 一期基坑 200 IS10065200 6 72h 初期排水 二期基坑 200 IS10065200 2 48h 初期排水 16 一期基坑 200 IS10065200 4 2/4～ 3/4 經常性排水 二期基坑 200 IS10065200 2 3/12～ 4/4 經常性排水 廠房基坑 200 IS10065200 2 1/10～ 2/8 經常性排水 （八） 截流 根據工期安排，樞紐一期截流時段選在第二年 12 月，按《水利水電工程施工組織設計規范》（ SL 303— 2021）的規定， 截流標準采用截流時段重現期 5～ 10年的月或旬平均流量。選用 12月五年一遇的流量 Q= m3/s 作為截流流量。截流采用單戧立堵方式，自左岸一側進占。 導流工程主要工程量見表 3－ 3。 表 3－ 3 導流明渠及上下游圍堰工程量表 序號 項 目 單位 數量 備注 一 導流明渠 1 砂礫石土開挖 m3 169233 2 巖石開挖 m3 102576 3 渠 道混凝土襯砌 m3 4452 厚 4 混凝土 邊墻澆筑 m3 2267 長 36m 5 噴 混凝土 m3 198 厚 15cm 6 鋼筋 t 7 固結灌漿 m 5174 孔距、排距均為 5m 8 錨桿 根 279 φ 25 L=7m 9 錨桿 根 279 φ 25 L=4m 10 導流明渠夯填 m3 210110 11 混凝土 邊墻拆除 m3 2267 長 36m 12 導流明渠施工小圍堰 m3 13200 進出口施工 13 明渠出口現澆 混凝土四面體 m3 220 14 細部結構 m3 7137 二 一期圍堰 0 1 圍堰砂礫石填筑 m3 32332 2 塊石護坡 m3 1797 3 粘土心墻填筑 m3 16114 4 高噴灌漿造孔 m 1366 5 高噴灌漿灌漿 m 874 圍堰基礎高噴灌漿 6 鋼筋籠塊石 m3 220 17 7 一期圍堰拆除 m3 6299 三 二期圍堰填筑 0 1 砂礫石土夯填 m3 4158 2 粘土心墻填筑 m3 3179 18 四、 料場選擇與開采 （一） 料場選擇 1． 砂石骨料設計需要量 電站推薦方案設計混凝土量約 萬 m3，共需成品砂石骨料約 萬 m3，其中細骨料約 萬 m3，粗骨料約 萬 m3。 2． 料場基本情況 根據地質建材資料，可用于本電站建設的天然砂礫石料源共三處，分別為： 1砂礫石料場（左岸）、 2砂礫石料場（右岸）和 3砂礫石料場（左岸）。 各砂礫石料場儲量及凈礫分級儲量見表 4－ 1。 表 4－ 1 各砂礫石料場儲量及凈礫石分級儲量表 項目 單位 1料場 2料場 3料 場 混合儲量（自然方） 萬 m3 凈礫石（松散方） 萬 m3 凈砂（松散方） 萬 m3 含礫率 % 含砂率 % 顆 粒 級 配 15080mm 萬 m3 8040mm 萬 m3 4020mm 萬 m3 205mm 萬 m3 3． 塊石料場 工程區塊石料源奇缺，大峪溝塊石料場不光運距較遠，而且板狀灰巖呈條帶狀出露于大峪溝向里約 3Km 的峽口處，開采不便，開采將堵塞大峪鄉對外交通。因此，本階段在黑水溝向里約 3Km 的左岸山嶺選取塊石料場一處，巖性仍為板狀灰巖，儲量豐富，但開采仍不便，交通受黑水溝所限，加之板狀灰巖層理發育 , 板狀灰巖其它試驗指標滿足質量指標要求 ,但飽和抗壓強度平均值僅 不滿足質量指標要求，其作為骨料的料源不足取。為此，本階段又在省道 S313 公路路標 40Km 處的白龍江右岸坡調查到塊石料場一處，該料場長 度大于 ，寬度大于，高差遠大于 50m，儲量遠大于 100 萬 m3；料場巖性為花崗巖，灰白色，巖石堅硬，弱～微風化，料源充足，儲量滿員要求。根據塊石料試驗成果和塊石料質量指標可知：花崗巖飽和抗壓強度和其它試驗參數均滿足質量指標要求；料場開采和運輸方便，運距約 26～ 28Km，既可集 19 中開采，也可在省道 S313 公路里程 38～ 40Km 的白龍江右岸沿岸揀集，還可以作為人工骨料的料源補充骨料場細骨料質量偏差的不足，是較理想的塊石料料源。 4． 圍堰土料場 該土料位于下壩址壩后約 處的白龍江左岸Ⅳ級階地 上，料場平臺地表呈緩坡，坡度 15～ 25176。，場地內有小沖溝發育，地表高程 1710～1780m，臺面高出省道 S313 公路路面約 60～ 100m，平臺前緣邊坡比較陡，坡度 40～ 55176。，省道 S313 公路在階地前緣陡坎下傍行，交通便利。料場地勢開闊，表層有厚約 的含植物根系壤土為無用層，開采需先清除表層無用層，表部土層厚度 3～ 15m，平均厚約 7m，土質干燥，結構密實，定名為粉土壤土，土層之下為半膠結階地砂卵礫石層。土料場面積約 萬 m2，土料總儲量 萬 m3，儲量滿足設計需要。 （二） 料場規劃 1． 混凝土 骨料場 料場使用規劃按設計需要量、各料場料源儲量及質量、混合料天然級配及各料場綜合開采條件等方面綜合確定。 （ 1）料源質量、儲量及顆粒級配評價 各料場料源質量、儲量及主要技術、經濟指標匯總見表 4－ 2。 從表 4－ 2 中可以看出， 2料場、 3料場料場總儲量較小，不能滿足巴藏電站混凝土骨料設計需要量。三個料場的料源質量大體相同。 ① 料場儲量方面， 1料場為最大，儲量為 萬 m3，各級礫石及砂的儲量均能滿足巴藏電站所需砼骨料量； ② 細骨料質量方面，三個料場的細骨料含泥量均超過規范規定值，其中以 3料場為最 高，超過規范規定值的 倍，其余兩個料場在 4 倍左右。細骨料的平均料徑均較小，料場細骨料偏細，細骨料其它各項指標均能滿足技術質量要求； ③ 粗骨料質量方面，三個料場