毛滩河水电站大坝截流施工方案.doc

1、 工程概况1.1工程概况 毛滩河水电站混凝土拱坝位于毛滩河峡谷出口位置，河道高程459.2m。采用混凝土双曲线拱坝，坝顶高程508 m，建基面高程455m，最大坝高53m。大坝坝顶宽4m，建基面上坝底宽10m。1.2依据与规范（1）利川市毛滩河土建工程招标文件技术部分；（2）水利水电工程施工组织设计手册（中国水利水电版）；（3）防洪标准（ GB5020194）；（4）水利水电建设工程验收规程（SL2231999）；（5）水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范（ SLI7496）；（6）水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（DL/T51482001）；（7）水利水电工程施工组织设计规范（SL303-2004）；（8）水电站基本建设工程验收规程（DL/T51232000）。1.3本次导截流的特点及对策1.3.1本次导截流的特点根据现场踏勘并结合我局多年来同类工程施工经验，本工程导截流及上、下游围堰施工有以下特点：（1）戗堤“合龙”时壅水不高：因围堰轴线处河床高程为459m，导流洞进口底板高程为461m。故在截流时，戗堤前水位壅高约2m才具备分流条件。经计算分析，戗堤“合龙”时龙口水流流速不大，上下游落差（3m）。（2）上游围堰堰基渗水、排水量不大：在戗堤“合龙”时，龙口需抛投大量块石，因块石间空隙大，势必在龙口处渗漏水较多。为确保上游围堰填筑施工质量，需加大上游围堰基础渗水、排水工作，为围堰心墙混凝土提供旱地作业条件。（3）上游围堰施工场地过小：依据设计图纸，上游围堰上游坡脚与戗堤下游坡脚相接，造成上游围堰施工场地过小，且不利于戗堤后排水坑槽布置。（4）上游围堰C15心墙砼需在秋季施工：根据合同节点工期要求，2010年8月份实现截流施工后，需要完成戗堤压实、闭气、基坑抽排水、上游围堰基础开挖、上游围堰463m高程以下的混凝土心墙等施工作业，最快也需20天，即到2010年8月底完成上述工作。随后进行上游围堰463m高程以上堰体填筑及C15心墙砼防渗体施工，由于秋天多雨，给堰体C15心墙砼施工带来诸多不便。1.3.2拟采取的措施针对以上导截流及上游围堰施工特点分析，我部拟采取如下相应措施：（1）戗堤“合龙”时壅水：根据现场地形，经过仔细研究，为避免壅水过高，现将上游围堰戗堤位置确定在导流洞进口5m处，距离上游围堰轴线7m；同时由于前期坝肩开挖土石方堆积，现河床高程有所抬高，对截流相对有利。根据水利计算，戗堤壅水高程大约控制在3m左右，最大流速3m，但河流来水量较小，龙口合拢施工中采用大块石进行龙口抛投，可顺利实现截流施工。（2）上游围堰堰基渗水排水：上游围堰堰基渗水问题解决的关键是截流戗堤的闭气施工，计划在戗堤上游铺盖粘土，同时在下游挖截水槽，并做粘土袋装隔水墙，加大加宽戗堤，尽量减少戗堤的渗水量，同时加大戗堤渗漏水排水工作，从而保证上游围堰心墙混凝土旱地施工条件。（3）上游围堰施工场地过小：合理安排围堰各工序施工，加强现场协调，作到人、材、机有序流动，从而加快围堰施工进度。（4）上游围堰C15心墙砼需在秋季施工：若因天气影响，则调整施工时段，在2012年9月底完成463m高程以上的上游围填筑和C15混凝土心墙施工。1.4导流方式及导流时段（1）导流方式本工程为IV等小（1）工程，主要永久性建筑物按4级建筑物设计，坝高53m，次要永久性建筑物按5级建筑物设计，临时工程建筑物按5级建筑物设计。导流方式采取不过水围堰一次拦断河床，利用隧洞（泄洪洞）泄流的导流方式。（2）导流时段本工程位于利川市地区，11月次年3月为枯期时段，结合施工总进度对导流建筑物工期的要求，采用全年导流方案，有效施工时段为4月10月，洪水标准为全年10年一遇，相应流量为85m3/s。（3）导流程序根据招标文件和本标段总体施工进度计划，确定相应的导流程序：本工程采用河床一次拦断,旁侧隧洞导流的导流方式。第一年枯水期围堰挡水导流隧洞过流，第二年汛期由坝体挡水，坝体与导流洞、坝体中孔联合泻流，第二年枯水期坝体挡水隧洞过流，第三年汛期坝体挡水，坝顶表孔泄洪。2、导流建筑物2.1导流建筑物导流洞布置在右岸，隧洞长202.31m，进口底板高程461.0m，出口底板高程457.0m，坡度i=1.98%，断面采用城门洞型，尺寸为5.06m（宽高），衬砌厚度0.5m。预计2012年3月20日前具备过流条件。2.2上游围堰根据施工条件、工程特点及地形地质条件综合分析，上游围堰采取就地取材的不过块石混凝土防渗围堰。由于河床覆盖层较浅，采取抽槽回填C15混凝土心墙防渗。根据设计提供导流洞的洞前水位与泻流量关系表，按全年10年一遇洪水流量设计，设计流量85m3/s，上游围堰挡水水位为465.7m；上游围堰堰顶高程为467m，河床底高程459m，最大堰高8m，堰顶宽3m，堰顶长度约40m，堰基覆盖层最大深度2.5m。堰体由砂砾料、防渗体、护坡块石组成。迎水面堰坡为1:2，背水面堰坡1:1.5，上游围堰堰脚与截流戗堤之间用大坝开挖料回填保护堰脚，以利于围堰稳定。围堰防渗体467m以下堰体及堰基C15混凝土墙防渗，墙体长40m，混凝土心墙位于围堰堰体中部，心墙轴线与围堰轴线重合。心墙顶高程467m，顶部厚3m。2.3下游围堰下游围堰采取就地取材的不过水土石围堰。由于河床覆盖层较浅，采取抽槽回填黏土防渗。根据设计提供导流洞的洞前水位与泻流量关系表，按全年10年一遇洪水流量设计，设计流量85m3/s，下游围堰挡水水位为460m；下游围堰堰顶高程为461m，最大堰高4m，堰顶宽3m，堰顶长度约45m，堰基覆盖层最大深度2.5m。堰体由砂砾料、防渗体、护坡块石组成。迎水面堰坡背水面堰坡1:2，在上游围堰形成后，再进行下游围堰施工，以利于围堰稳定。3、导截流施工方案根据合同约定，本标段导截流施工内容主要包括：（1）河床截流和大坝上、下游围堰的施工；（2）基坑排水；（3）施工期安全渡汛；（4）本合同内工程项目的渡汛、防汛工作等。本年度主要实施前两项工作内容，其中实现河床截流是本项工程的控制性节点，是确保大坝施工后续项目展开的关键性项目。3.1河床截流3.1.1截流时段选择根据总进度计划安排，本标段河床截流时段初步安排在8月下旬，即8月30日。3.1.2截流流量选择按照规范标准，截流标准采用截流时段内重现期510年月或旬平均流量，截流戗堤的安全超高可取1.0m2.0m。本工程采用坝址多年9月平均流量3.19m3/s作为截流设计流量。经计算该时段导流洞全部过流，上游水位为462m，截流戗堤加高1.8m，顶高程确定为463.80m。3.1.3截流方式选择由于本工程导流洞底板高程461m，而对应戗堤位置河床水位为459m，故在截流时，戗堤前水位壅高2m才具备分流条件，因此截流落差不大，截流的难度不大， 8月份截流流量小，降低截流难度，因此截流方式选用单戗单向立堵方式截流。上游截流戗堤选在距上游围堰轴线7m上游处，此处河床在枯水期宽约15m，河床水位在462 m以下，戗堤顶宽7m，上游坡比为1：2，下游坡比为1：1.5，沿戗堤进占方向坡度为1：1.5。上游围堰截流戗堤轴线长22m，初拟龙口宽为5m。截流前采取左岸戗堤预进占。截流采用单戗堤立堵法，戗堤预进占自左进占，截流龙口设于主河床右岸。3.1.3截流水力条件及截流材料3.1.3.1截流龙口水力特性计算根据原河床及导流建筑物的水位流量关系，依据我部以往同类截流工程的施工经验，采用图解法计算截流龙口水力特性。3.1.3.2截流材料截流材料主要为填筑料、粘土闭气料、大块石。戗堤填筑料主要采用临时堆存的大坝开挖料，料场补足；粘土闭气料主要采用料场覆盖层开挖料；大块石从左、右岸石方爆破料中选取，满足截流抛投材料的需要。大坝开挖的填筑料临时堆存在大坝下游处，同时为提高上料强度，预备8月中旬开挖料5000m3，满足戗堤填筑强度的需要。粘土闭气料利用覆盖层开挖料直接上料填筑；选取的大块石临时堆存在左岸戗堤施工平台上，便于抛投，块石大约堆存500m3。 戗堤进占按8月多年月平均流量3.19m3/s设计，预进占区分布于左岸，戗堤预进占长度35m，5m宽龙口最大平均流速5m/s，结合戗堤左岸端部开挖，形成一个较大的回车场，道路采用小石和中石以及普通石渣，对外交通道路在截流前加高至463.3m高程，满足戗堤合拢过程中的施工需要，保证交通顺畅。龙口抛投材料特性见表1-2。所需材料见表1-3表1-2 龙口抛投材料特性表特性项目单位预进占区龙口段合计区（540）（05）最大平均流速m/s1.785最大落差m33总抛投料m3400010005000抛投材料特性块石粒径m00.2501.2块石重量t00.0102.35表1-3 截流工程备料工程量表序号项目名称单位工程量备注1块石m310002石渣m335003粘土m35004反滤料m353.1.4截流施工 (1)截流施工道路截流戗堤主要施工道路为左施工道路以及新建的截流支线道路，其中截流进占阶段施工道路为沿左岸河床一侧布置，高程为463.3m，路宽8m，满足截流施工要求。 (2)施工程序截流戗堤施工程序为：预进占段施工预进占段加宽及堤头防护龙口截流。 (3)截流时段安排初定在2012年08月10日至08月19日戗堤预进占35米，戗堤位置处预留5m的龙口宽度，于2010年08月20日龙口合龙。(4)戗堤预进占施工戗堤预进占前需将导流隧洞进口处的挡水墙清除，使导流隧洞具备顺利分流条件。预进占的过程中，在戗堤上挑脚，视水流情况采取抛大块石对戗堤脚进行保护，按水中抛填块石石渣填筑粘土的顺序进行水中抛填。水上部分进行碾压，最后在主河床位置留5m宽的区域作为截流合拢的龙口。填筑料来源于坝基开挖有用料。施工采用反铲配15t自卸车运输至戗堤上，装载机平料，挖掘机碾压实。初步定于2010年08月由左岸预进占，预进占过程中，将戗堤顶宽尽量增大，以达到同时满足合拢施工机械操作和抛填防渗土料的要求。戗堤预进占部分在截流前完成。 (5)龙口截流及闭气截流龙口填料均采用3m3装载机、1.2m3反铲配15t自卸汽车直接向龙口倾倒，装载机在戗堤上推渣平料。龙口进占时，利用装载机将上挑角处堤头推成斜坡，以降低入水高程，将块石推入上挑角，然后在戗堤下游侧全断面抛投石渣并加高上挑角处堤头，如此循环进占。到龙口较窄时水流十分紊乱，流速和落差显著增大时，此时利用特大块石，推入上挑角上游侧，用3辆15t自卸汽车集中排队卸料于龙口堵住龙口，完成合拢。闭气的施工程序为:戗堤抛投块石抛投土石料抛填粘土碾压。 (6)截流施工机械 截流所使用的主要机械设备如下表1-4。表1-4 截流施工主要机械设备表 序号名 称型 号单位规 格数量备 注1反铲PC330台1.2m322装载机ZL50台3.0m313推土机TY220B台4自卸汽车15t辆15t33.2基坑排水大坝址处河床落差不大，截流后基坑水需要抽水，同时由于坝基下游导流洞出口高程高于坝基开挖高程，故考虑坝基下游防渗水。基坑排水主要考虑基坑渗水，按10m3/h考虑，在戗堤下游坡脚处布置2个移动集水井，每个集水井内架设一台潜水泵，将基坑渗水抽排到戗堤上游外；在心墙上游根据需要随机布置集水井坑和集水槽，排至坝下游，满足基坑内干地施工要求。基坑排水设备见表1-5，基坑排水材料见表1-6。表1-5 基坑排水设备表水泵型号流量（m3/h）扬程（m）功率kW设备台数备用台数150QWP-200110281521QS（R）651565155.521表1-6 基坑排水材料用量表材料名称规格型号单位数量备注消防软管m260电缆VV3*19+1*35m137电缆VV3*50+1*16m208截水槽2*1.5mm3240集水井坑2.0*2.0mm3103.3上下游围堰3.3.1施工内容及主要工程量围堰施工包括上游围堰和下游围堰施工，主要有以下项目：淤渣清除、石渣料铺填、黏土料填筑、心墙混凝土浇筑。主要工程量见表1-7。表1-7 上游围堰工程量汇总表序号项目名称单位工程量备注1清基开挖挖m35002C15混凝土（防渗墙）m35003黏土料填筑m35004围堰填筑料填筑m345005戗堤与围堰之间填筑料填筑m35003.3.2主要施工程序导流洞具备过流条件后，由左岸施工道路修建临时道路至上游围堰处，进行上游围堰填筑施工，依据防渗体的不同上游围堰分两期进行施工，第一期堰体填筑至464m高程，开始做C15混凝土心墙；第二期待混凝土完成之后，464m高程以上堰体填筑与混凝土防渗体同时进行。3.3.3主要施工方法及措施（1)围堰填筑料源围堰堰体填筑料源大巴开挖的土石料；黏土料由料场开挖；混凝土采用集中拌制。（2)施工道路 围堰填筑施工道路同截流施工道路，由左岸施工道路修建临时施工道路至围堰基础，利用临时施工道路进行围堰的填筑，逐层进行围堰填筑。（3）围堰施工程序施工程序框图见下图1-2。施工准备堰体基础开挖堰体464m高程以下填筑混凝土心墙施工混凝土心墙施工464m以上填筑施工心墙过渡料施工围堰迎水面施工施工结束黏土防渗层施工 图1-2 上、下游围堰施工程序框图3.3.4施工方案（1）进度计划上游围堰：2012年08月20日毛滩河截流戗堤合龙闭气、加高培厚和排干基坑积水后，进行围堰心墙混凝土施工，于2012年8月30日完成上游围堰堰体464m高以下的施工； 2012年9月10日完成上游围堰堰体467m高以下的施工。下游围堰：2012年08月20日完成围堰461m高土石料填筑、加高培厚和排干基坑积水后，进行围堰心墙施工， 2012年9月10日完成下游围堰堰体全部施工。（2）堰基开挖围堰基础为砂石方开挖采用反铲直接挖除。（3）围堰混凝土心墙浇筑施工围堰在基础开挖处理完成后，即开始围堰心墙混凝土的浇筑。1）施工程序及原则施工程序：围堰基础清理围堰464m高程以下堰体混凝土心墙浇筑围堰464m高程以上上游侧堰体的填筑混凝土心墙和过渡料料填筑随砂砾石堰体的填筑逐层施工。2）施工工艺措施作业主要包括基础开挖、模板安装、混凝土浇筑工序。其次还有测量施工、混凝土养护等工作。为提高工作效率，浇筑采取流水作业法组织施工。各工作面工艺流程如下：测量放线基础开挖模板安装混凝土浇筑洒水养护模板拆除质检。具体施工工艺措施参见大坝混凝土浇筑施工。4、施工进度分析及安排 （1）上游围堰填筑及闭气至463m高程计划工期：2012年08月10日2010年08月20日； （2）上游围堰463m高程以下混凝土浇筑计划工期：2012年8月20日2012年8月30日； （3）上游围堰463-467m高程混凝土浇筑计划工期：2012年9月1日2012年9月10日； （4）下游围堰457-461m高程填筑及混凝土浇筑计划工期：2012年8月10日2012年9月10日；5、施工组织、资源及劳动力配置（1）施工组织（1）项目部成立截流指挥小组，全面负责截流施工组织、管理和指挥，统筹考虑人、机、财、物等资源的合理配置，最大限度地发挥项目部的整体优势和综合实力，确保安全、优质、按期实现截流目标。（2）咨询后方集团专家对截流施工过程中的一些重大技术问题和施工难点进行研究和措施审定。（3）施工技术组负责截流施工组织设计及单项措施的编制，及时收集、整理和分析与截流相关的水力学参数，根据实际进一步优化和完善施工方案。全面负责截流施工过程的技术管理，组织技术交底，加强围堰轴线、控制点和堤头边坡的监测，及时处理施工过程中出现的一般性问题，对重大技术问题提出处理方案报专家顾问组研究决策。（4）生产调度组负责截流施工的日常组织指挥与协调管理，按围堰施工的进度安排和阶段性目标检查落实施工进度，并和其它业务部门一起及时协调处理施工过程中出现的矛盾和问题，保证现场施工按计划有条不紊地进行。（5）质量安全组负责截流过程中的质量安全管理，完善质量安全保证措施，健全保证体系，组织检查质量安全工作的执行情况，及时发现和纠正施工中存在的问题，对质量安全隐患提出处理意见并限期整改，保证截流工程在安全、优质状态下运行。堰头施工人员均系安全绳、救生衣。（6）设备管理组负责施工设备的配置、维护和检修等日常管理工作，保证施工设备的完好率、出勤率和利用率。（7）物资供应组和劳人财务组负责劳动力的培训管理、资金运筹、物资材料供应，保证为截流施工提供合格的劳务、充裕的资金和物资保障。（8）交通保卫组负责截流施工运输道路的交通指挥和施工现场的安全保卫工作，排除一切外来干扰，确保道路畅通和良好的施工环境。运输抛投料的车辆在各料场相对固定，并作不同的标识，便于统一指挥。截流运输道路的交叉处设置不同的交通标志的信号设置，并安排专职人员指挥、调度，使施工道路畅通有序。定期检查考核机械设备、车辆配备、交通指挥、通讯联络、统一组织、现场协调能否满足抛投强度的要求，并制订实施整改措施。确保高强度抛投施工要求。（9）办公室负责截流期间现场施工人员的交通、通讯、生活等事宜的安排，搞好后勤服务工作。同时，加强现场的宣传报导和政治思想工作，组织开展截流立功竞赛活动，创造一个人人为截流争作贡献的施工氛围。（10）配备有一定工作能力、责任心强的堤头指挥管理人员，保证围堰进占按施工组织设计规定的方式，安全、高效、紧张有序地进行。 （2）主要施工机械设备配置 1）截流设备 戗堤8月10日开始预进占施工，龙