某小型水電站施工組織設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 平 均 填 筑 強 度 萬 m3/月 ，第 3 年 4 月 15 日之前壩體臨時斷面上升至攔洪度汛高程 ，月平均填筑強度 萬 m3/月。壩體臨時斷面及填筑程序見圖 。 610. 570.. :.41:.4萬39萬萬415萬萬231萬 1:.:.4 13333T= T= .V89mQ2T= V20mQ7圖 方案二()壩體臨時斷面及填筑程序示意圖3) 適宜的洞徑方案由圖 、 可知，導流隧洞斷面尺寸 方案由于攔洪度汛斷面頂部高程較高，壩體①、②期填筑強度均較大，而導流隧洞斷面尺寸 方案壩體①、②期填筑強度均在 萬 m3/月左右，相對于本工程的施工條件較為合適，且與方案一的填筑強度相當，故對于第一汛壩體保護過水方案，較為適宜的導流隧洞洞徑為 (寬高)，以下即按此洞徑方案進行兩個導流方案的比選。b) 導流方案的比較兩方案技術指標比較見表 ，工程量及投資比較見表 。通過上述比較可知：方案一直接搶筑臨時斷面攔洪度汛，施工簡單可靠，首臺機組發電工期較方案二可提前 2 個月。而方案二第 1 汛采用壩體保護過水，壩面過水最大單寬流量 ()，坡面最大流速達 ，壩體過水保護難度較大。方案二雖導流隧洞工程量較小，但計入壩體過水保護費用后，導流工程投資反而較高，因而本工程導流方案推薦采用方案一。表 導流方案技術指標比較表項 目 單位 方案一 方案二 備 注導流隧洞尺寸 m ? ? 城門洞型導流時段及標準 10 月 1 日～次年 4 月30 日時段 10 年一遇 10 月 16 日～次年 4 月15 日時段 10 年一遇最大堰高 m 壩體過水保護 不過水 過水保護設計標準 全年 100 年一遇 全年 100 年一遇設計流量 m3/s 2390 2390臨時斷面高程 m 最大斷面高度 m 壩基建基面高程 攔洪度汛臨時斷面高峰時段月平均填筑強度 萬 m3/月 發電工期 月 39 41表 導流方案工程量及投資比較表項 目 單 位 方案一 方案二覆蓋層開挖 m3 20429 20526石方明挖 m3 33731 24859開 挖石方洞挖 m3 44718 36757粘土填筑 m3 13124 9604反濾料 m3 1625 1093石渣填筑 m3 34145 23122粘土草袋 m3 660 578填 筑圍堰過水保護鋼筋石籠 4417襯砌混凝土 m3 5974 4865封堵混凝土 m3 1130 796噴護混凝土 m3 2022 1792混凝土壩體過水防護混凝土 m3 11463漿砌塊石 m3 495 1285鋼 筋 t 391 424錨 筋 根 2989 2657鋼 材 t 170 134回填灌漿 m2 1748 1523投 資 萬元 1737 1980 導流建筑物設計a) 導流隧洞 壩址右岸為凹岸，壩前發育一深切沖溝——石盤溝，壩址下游分布有大范圍的崩塌堆積體——亂石崗，布置導流隧洞較為困難；壩址左岸為凸岸，隧洞進口部位雖有小范圍的覆蓋層分布，全部清除工程量不大，出口部位基巖裸露，故導流隧洞布置在左岸，分進口明渠段、洞身段及出口明渠段三部分。進口明渠段軸線長 ，兩側以 5?擴散角對稱向上游擴散，最小底寬，底板高程 ，為一平坡明渠。洞身段全長 ，其中進口喇叭口段長 ，頂拱采用橢圓曲線，曲線方程為 。其后設置封堵閘門井，閘門井段長 ，封堵閘門采用滑動2193xy??平板鋼閘門，井內組裝，閘門豎井平臺高程 。洞身標準斷面?(寬?高)，城門洞型，過水面積 ，隧洞設有兩個轉彎段，第一轉彎段起止樁號為 0+、0+，轉彎半徑 ，轉角27?57??、第二轉彎段起止樁號為 0+、0+，轉彎半徑，轉角 9?12??。 隧洞出口地形陡峭，且為順向坡，考慮提前進洞，以盡量減少石方明挖，出口明渠段軸線長度 ，最小底寬 ，底板高程 ，為平坡明渠。導流隧洞經初期導流和壩體度汛兩個階段，歷時兩年零 4 個月，最高運行水位 ，洞內最大流速 。導流隧洞沿線穿過地層為三疊系下統大冶組灰巖，大部分洞段圍巖類別為Ⅲ～Ⅱ級，根據導流隧洞運行特點和地質條件，導流隧洞采用以噴錨為主的襯砌結構形式，進口段 72m、出口段 36m 及洞身穿越斷層破碎帶采用全斷面鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度 60cm，其余部位底板澆 30cm 厚混凝土，頂拱和側墻掛網噴 15cm厚混凝土。b) 上游圍堰上游圍堰采用粘土心墻堆石圍堰，堰頂高程 ，最大堰高 ，圍堰軸線長 ，堰頂寬 ，迎水面邊坡 1∶，背水面邊坡 1∶。河床覆蓋層采用抽槽至基巖回填粘土的方式進行防滲。c) 下游圍堰下游圍堰采用粘土草袋砌筑，堰頂高程 ，堰高 ，堰軸線長，堰頂寬 ，迎、背水面邊坡均為 1∶。基礎覆蓋層采用抽槽回填粘土的方式進行防滲。 導流建筑物施工a) 導流隧洞 進出口石方明挖采用先預裂后松動，由上而下分層進行開挖，預裂孔和松動爆破孔采用 YQ100 型潛孔鉆鉆孔，毫秒微差爆破，3m 3裝載機裝 15t 自卸汽車運往上游黃連溪棄渣場。洞身開挖分上下兩層開挖，上下兩層高度均控制在 ～，上平洞用氣腿鉆鉆孔，周邊光面爆破，下平洞用潛孔鉆鉆孔，周邊預裂爆破， 3側卸式裝巖機裝 12t 自卸汽車運往右岸甲魚溪備料場。洞身混凝土澆筑采用人工立模，5t 自卸汽車運混凝土至洞口，轉混凝土泵壓送入倉，插入式振搗器振實。洞身頂拱和側墻的混凝土噴護，采用 HPⅢ型混凝土噴射機分三層噴護。b) 上下游圍堰 覆蓋層抽槽采用 1m3反鏟開挖，回填粘土由西家巖土料場開采，3m 3裝載機裝15～20t 自卸汽車運料至填筑部位，水下部分采用拋填，水上部分分層填筑碾壓，堆石體采用基坑開挖石渣直接運料上堰，88kW 推土機平料，12t 振動碾碾壓，粘土草袋由現場人工裝袋砌筑。 截流及基坑排水根據施工總進度安排，截流時間為 10 月初，截流流量為 10 月份 10 年一遇月平均流量 。采用由左岸向右岸單向立堵進占方式，先截上游圍堰，戧堤高程 ，頂寬 ，上下游邊坡 1∶。經截流水力學計算，龍口最大落差 ，最大流速 ，拋投體最大塊石粒徑 ，最大重量 167kg。基坑排水包括初期排水及經常性排水。截流戧堤閉氣完成后，安排進行基坑初期排水，基坑初期積水量約 8000m3，考慮 2d 內排完，計入戧堤滲漏量后，日排水總量 6000m3/d，對應初期排水強度 250m3/h，經常性排水包括施工廢水、圍堰滲水及施工過程中的降雨的排除，最大日排水總量 17500m3/d，對應排水強度730m3/h。排水泵站設在上下游土石圍堰的堰腳處，共選用 3 臺 IS200150250A 型水泵。 下閘蓄水 為保證順利下閘，在導流隧洞進口設置閘門豎井，井頂高程按滿足閘門在井內組裝和下閘的要求，定為 ，閘門的設計水頭按封堵時段 20 年一遇洪水標準，流量為 222m3/s，水庫的起調水位為 ，經計算，閘門的設計水位為，中心水頭 ，封堵門采用滑動平板鋼閘門。 根據施工總進度的安排，大壩于第 4 年 1 月底澆完面板混凝土，屆時永久泄水建筑物已具備泄洪條件，下閘時間選在第 4 年 2 月初，下閘流量選用 2 月份 10年一遇月平均流量 ，下閘水位 。工程初期發電水位為 ，相應庫容 2570 萬 m3，蓄水計算中不考慮下游的供水要求，根據推算的中梁一級壩址 1972～2022 年共 33 年月平均徑流資料統計，蓄水保證率按 80%計算，可于 3 月底蓄到初期發電水位。 中梁二級電站施工導流 導流標準及導流時段a) 導流標準中梁二級電站屬Ⅳ等小(1)型工程，泄水閘為 4 級建筑物，根據 SL303—2022《水利水電工程施工組織設計規范》的規定，相應的臨時建筑物為 5 級。當導流建筑物為土石圍堰時，設計洪水的重現期 5～10 年。當壩前攔洪庫容在 億 m3以下時，壩體施工期臨時度汛洪水標準為 10～20 年一遇。b) 導流時段和導流流量西溪河為山溪性河流，洪水暴漲暴落，歷時較短，汛期洪水變化具有洪中有枯的特點，顯然不宜采用全年擋水圍堰。每年的 4 月和 10 月為汛期的首尾季節，年最大洪水一般發生在 5 月 1 日以后和 10 月份之前，故提出 11 月 1 日至次年 3月 31 日，11 月 1 日至次年 4 月 30 日，10 月 1 日至次年 4 月 30 日共三個枯水時段進行比較，各施工時段頻率洪水成果見表 。枯水時段 11 月 1 日至次年 3 月 31 日，施工時間為 5 個月，經施工進度安排，該時段可滿足各期基坑施工進度的要求。對于其余二個枯水時段，施工時間分別為 6 個月和 7 個月，基坑施工時間雖較為充裕，但其 5 年一遇頻率洪水峰值，相對于枯水時段 11 月 1 日至次年 3 月 31 日，增幅均在 98%以上。為節省導流工程投資，降低導流建筑物規模，導流時段選定為枯水時段 11 月 1 日至次年 3 月 31 日。本工程圍堰采用土石圍堰，根據規范規定，土石圍堰的擋水標準為枯水期5～10 年一遇，相應的洪峰流量為 125～185m 3/s，由于圍堰只運行一個枯水期，且本工程規模較小，為節省導流工程量，集中力量進行主體工程的施工，導流標準采用枯水期 5 年一遇，相應的洪峰流量為 125m3/s第 2 年汛期壩體臨時度汛標準采用全年 10 年一遇洪水，相應的洪峰流量為1540m3/s。 導流方案壩址河谷較為開闊，首部建筑物包括右岸 1 孔拉砂閘、長 的滾水壩和左岸 長的非溢流壩，工程施工適于采用分期導流。首部樞紐分為兩期施工，一期先圍右岸 1 孔拉砂閘，為了均衡施工強度，一期施工范圍尚包括一段長 18m的滾水壩，施工期洪水由左岸束窄河道宣泄，經水力學計算，當 Q=125m3/s 時，上游水位 ，下游水位 ，束窄河床平均流速 ；二期施工左岸剩余壩段，水流由右岸拉砂閘通過，經水力學計算，當 Q=125m3/s 時，上游水位，下游水位 。各期施工導流水力要素見表 。表 施工導流水力要素表項 目 單位 一期導流 二期導流 施工期壩體 臨時度汛導流時段 11 月 1 日～次年3 月 31 日 11 月 1 日～次年3 月 31 日 全 年導流標準 5 年一遇 5 年一遇 10 年一遇導流流量 m3/s 125 125 1540泄水建筑物 左岸河床 拉砂閘 拉砂閘與左岸河床聯合泄流最大泄量 m3/s 125 125 1540最大流速 m/s 上游水位 m 上游圍堰堰頂高程 m 上游圍堰最大堰高 m 下 游 水 位 m 下游圍堰堰頂高程 m 下游圍堰最大堰高 施工程序安排如下：第 1 年 11 月初開始一期圍堰修建及右岸河床部位開挖施工，11 月中旬完成一期圍堰，形成一期基坑，11 月底完成壩基覆蓋層及少部分巖石開挖，12 月～第 2年 2 月澆筑拉砂閘及滾水壩的混凝土，第 2 年 3 月底完成上游粘土鋪蓋、鋪蓋頂部漿砌塊石防護、二期圍堰漿砌石結構、下游鉛絲塊石籠防護以及已施工壩段沿河床縱向臨時防護，4 月初拆除一期圍堰，汛期洪水由已建右岸 1 孔拉砂閘和左岸河床宣泄。第 2 年 11 月初修建二期上下游土石圍堰，利用右岸 1 孔拉砂閘的上下游導墻及其延伸段與二期上下游圍堰形成二期基坑，進行左岸壩段的施工，第 3 年 3 月底完工。 導流建筑物a) 一期圍堰一期上下游圍堰和縱向圍堰均采用粘土草袋圍堰，圍堰頂寬 ，迎背水面邊坡 1∶。一期圍堰全長 ，其中上游圍堰軸線長 ，堰頂高程，最大堰高 ；縱向圍堰軸線長 ，下游圍堰軸線長 ，堰頂高程 m，最大堰高 ；b) 二期圍堰二期上游橫向圍堰采用粘土斜墻堆石式，堰頂高程 ，最大堰高，堰頂寬 ，迎水邊坡 1∶，背水邊坡 1∶。二期下游橫向圍堰采用粘土草袋圍堰，圍堰結構形式同一期下游橫向圍堰。堰頂高程 ，最大堰高 。二期縱向圍堰由拉砂閘左導墻上、下游分別接 和 長的漿砌石圍堰形成，漿砌石圍堰頂寬 ，迎水面鉛直，背水面邊坡 1∶。施工導流主要工程量見表 。表 二級電站施工導流主要工程量表項 目 單 位 數 量蓋層開覆挖 m3 20613粘土草袋 m3 11431粘土回填 m3 8659漿砌塊石 m3 3724干砌塊石 m3 1458反濾料填筑 m3 474堆石體填筑 m3 5565圍堰土石方拆除 m3 19839漿砌石拆除 m3 2621 主體工程施工 中梁一級電站主體工程施工 大壩施工a) 壩基開挖壩基開挖分兩期進行，工程截流之前完成常水位 以上的兩岸岸坡開挖，截流之后進行河床壩基開挖。岸坡及河床覆蓋層由 132kW 推土機集渣， 3電鏟裝 15～20t 自卸汽車運至上游黃連溪棄渣場，棄渣運距 。岸坡趾板部位石方開挖自上而下分梯段進行爆破，采用 YQ100 型潛孔鉆鉆孔，周邊預裂爆破。趾板建基面以上預留 作為保護層，保護層開挖采用手風鉆鉆孔，淺孔爆破。趾板～河床之間的岸坡按設計要求進行削坡，壩軸線以下的岸坡須清除植被及覆蓋層，清除局部松動巖體，將局部突起、倒懸的巖體削成順坡，開挖石渣溜至低線公路出渣。河床趾板部位剝除覆蓋層后，開挖深度～，開挖較深的部位采用 YQ100 型潛孔鉆鉆孔，周邊預裂爆破，并預留保護層，開挖較淺的部位直接由手風鉆鉆淺孔爆破。開挖石渣由 132kW 推土機集渣， 3電鏟裝 15～20t 自卸汽車運輸