某水电站施工组织设计

1、10 施 工 组 织 设 计10.1 施工条件10.1.1 工程地理位置及对外交通某水电站工程位于竹溪县汇湾河汇湾乡境内，电站厂房与乡政府隔河相望。工程唯一对外交通方式是公路。县城处于湖北省西部边陲，305省道旁，从县城西行至陕西平利、安康，北行至陕西白河、湖北十堰，东行至湖北房县、老河口等地，南行至重庆市境内。襄渝铁路从竹溪附近的十堰、白河及安康（陕西）通过。竹溪至房县180km，房县至十堰和老河口分别为102和151km，十堰至武汉500km，竹溪至陕西白河130km，安康120km。坝址距竹溪县城55km，该路段基本满足施工期运输条件要求。工程对外交通除利用316、209国道和305省道

2、外，还可以利用襄渝铁路将物资设备运抵陕西安康，再从安康利用305省道经平利到达湖北竹溪，沿兴界公路从竹溪可将物资设备运至双竹园，再从双竹园沿11km的村级公路可到达电站厂房。10.1.2 工程布置特点、施工场地条件某为引水式电站，其引水隧洞进口位于汇湾大坝左端山体，引水隧洞线路总长8.426km（含明渠），在某汇湾河边建电站厂房。汇湾电站拦河大坝至某电站厂房之间河弯多，河滩地面积大，岸坡分布有大面积坡地，8#隧洞附近，分布有一鱼塘，经初期土石渣回填后可用做施工场地布置。2#隧洞进口附近坡地地面高程440450m，5#隧洞附近坡地地面高程410450m，均可作为施工场地布置。岸边及河床有厚薄不均

3、的覆盖层，河床砂卵石覆盖层厚最深达8.6m。 气象、水文条件工程属亚热带季风性气候区。坝址区气候温和，降雨充沛，年平均气温14.3，最高气温达到40，最低气温达到-12.9，11月次年3月有霜冻现象。流域雨量丰沛，多年平均降雨量1080.2mm，暴雨多发生在79月。汇湾河属山溪性河流，坡陡流急，洪水猛涨陡落，洪枯流量相差悬殊。一般每年410月为汛期，11次年3月为枯水期。坝址多年平均流量36.5 m3/s。与施工组织设计有关的坝址水文成果资料分列于表渠首明渠处水位流量关系表 (单位:m3/s)Z(m)430.5431432433434435436437438Q(m3/s)02028877314

4、392272326544125712厂址水位流量关系 (考虑白果坪电站回水影响)表10.1.2 Z(m)373374.17375.1375.81376.39376.98Q(m3/s)0440945151020962720Z(m)377.58378.13378.82379.48380.07380.7Q(m3/s)338040604842560062637050渠首明渠和厂址洪峰流量表 （单位:m3/s）标准 位 置明渠处厂址P=10113月374395114月7387794624341884P=20113月246260114月51154046月11181180410月1

5、8841989 建筑材料工程所需建筑材料主要为水泥、钢筋、钢材、木材、油料、砂石料及炸药等，各建筑材料来源见表。主要建筑材料来源表表 材料名称产 地运 距(km)备 注钢筋、钢材武 汉50竹溪市场采购木 材竹 溪50水泥42.5MPa荆门水泥273十堰销售点32.5MPa荆门水泥273十堰销售点油 料竹 溪50竹溪石油公司供应炸药及各类雷管郧 县300郧县炸药厂块石3人工开采加工粗 砂2利用砂卵石加工碎 石2利用砂卵石筛分砂卵石2下游河床 施工期供电、供水该工程施工用电最高负荷约为3000kW，自鄂坪电站经某电站的10kV线路目前已架设到某工地，某至鄂坪直线距离12km，施工期用电可从该线路引

6、出，在工地增设相应的变压设备，即可满足施工期用电要求。汇湾河水源丰富，河水污染小，可满足施工期供水要求。10.2 天然建筑材料及其开采10.2.1 河床砂卵石料在汇湾电站和某电站厂房之间，汇湾河段弯道甚多，形成许多砂砾石边滩，砂砾石厚度58m，卵石岩性主要以灰岩、粗面斑岩、板岩为主，含有粗砂。砂砾石料石质坚硬，磨圆度较好，针片状颗粒含量较低，软弱岩石的砂砾石含量较少。河床砂卵石料质量和储量基本满足本工程用于混凝土骨料的要求。10.2.2 土料场厂房附近山坡堆积有粘性土料场，其质量和数量均满足厂房工程的施工需要。10.3 施工导流10.3.1 导流、渡汛标准本工程厂房及引水系统建筑物为4级，根据

7、水利水电施工组织设计规范（试行）（SDJ338-89）和水电水利工程施工导流设计导则（DL/T5114-2000）的规定，其临时建筑物为5级，5级导流建筑物设计洪水标准为洪水重现期为105年（土石类），本工程采用下限为5年设计。本工程受洪水影响的项目主要有渠首明渠、1#隧洞进口和电站厂房，其中明渠和1#隧洞进口在1个枯水期内完成，电站厂房在1个枯水期内将厂房抢浇到脱险高程以上之后全年施工。10.3.2 施工时段及导流流量初期导流时段划分根据汇湾河的水文特性可知，113月为枯水期，46月为中水期，79月为洪水期。汇湾河系山区性河流，洪水期流量大，持续时间短，枯水期流量小，洪枯比高达10以上。本电

8、站为引水式电站，利用原汇湾电站大坝拦蓄汇湾河水，由于主要建筑物均不占用河道，因此建筑物施工受洪水影响相对较小。根据实际情况，明渠在114月份内可完成施工，导流标准为P=20，对应洪水洪峰流量为511m3/s，洪水位为432.6m；厂房枯水施工时段为114月，导流标准为P=20，对应洪水洪峰流量为540m3/s，对应洪水位为374.5m。施工围堰均以不束窄原主河道为原则。施工渡汛洪水洪峰流量：厂址10年一遇洪峰流量 2570 m3/s，对应洪水位为376.68m。 10.3.3 导流和渡汛方案根据工程区附近地形、地质条件和水工建筑物布置，采用岸边式围堰分别保护明渠和厂房基坑。明渠在1个枯水时段内

9、可以完成，不存在渡汛问题，厂房施工需跨越1个汛期，因此要求厂房在4月底汛期来临之前，厂房周边墙要浇筑到378m高程以上，并下尾水闸门挡水渡汛。取水口进水闸及冲砂闸施工，须将原汇湾水库放空，将水库内淤砂全部清走，可作为隧洞及取水口建筑物砼骨料。为减小汇湾电站的发电损失，考虑在水库内大坝左侧束窄处修土石围堰（见取水口施工导流平面布置图），保证取水口进水闸及冲砂闸的施工，同时保证原汇湾电站发电。然后尽快完成闸室段的洞挖及砼衬砌，并及时拆除围堰。10.3.4 施工围堰明渠和厂房处基础覆盖层均较深，开挖后回填防渗料较为困难，需采取其它可靠的防渗措施。本阶段采用高压旋喷墙对基础覆盖层进行防渗，其上与粘土防

10、渗体连接，组成防渗封闭系统。按施工时段和挡水标准，明渠围堰最大堰高3.5m，采用粘土斜墙围堰，外坡采用块石护坡；厂房围堰最大堰高4.5m，其型式与明渠施工围堰相同。该两处施工围堰需及时拆除。导流临时工程量见表10.3.2。导流临时工程量汇总表表10.3.2 工程量项目 防渗墙(m2)石渣回填（m3）粘 土(m3)块石护坡(m3)围堰拆除(m3)备 注明渠围堰85096206302601200厂房围堰160014850118043016460合 计24502447018106901766010.3.5 截流与下闸蓄水由于本工程主要建筑物均不占河道，因此不存在截流问题。引水系统具备通水条件后，可下

11、汇湾河电站右岸底孔闸门蓄水。初步计划本工程从开工起第三年度的第10个月初（2007年3月初）水库开始蓄水，同年3月下旬库水位可上升至发电死水位以上，可满足第一台机组发电的水位要求。10.4 主体工程施工主体工程包括引水隧洞的开挖与衬砌、明渠、溢流坝、前池、冲砂闸和厂房。主体工程施工以机械施工为主，人工施工为辅。 引水隧洞施工某电站引水工程位于汇湾河左岸，其进口在已建成的汇湾电站溢流坝左侧，进口底板高程为434.80m，引水隧洞总长8426m（含明渠），隧洞坡降1/2000，其中隧洞共9条，最长的2条为7#和9#隧洞，长度分别L=1327.662m和1570.368m。除1#、2#隧洞之间为明渠

12、连接外，3#4#隧洞之间已自然出露，其它各条引水隧洞之间均为施工支洞连接，为隧洞开挖创造较多的施工作业面，为方便5#和9#隧洞开挖，拟分别在其中部各增设1条施工支洞。隧洞最大开挖断面为9×10.5m的城门洞型，混凝土衬砌厚度在25100cm之间。施工支洞共设8条，总长1050m，支洞断面为6×6m的城门洞型。各隧洞的基本特征见表10.4.1。各条引水隧洞基本特征表表 隧洞编号洞长（m）进口高程(m)洞身穿越地层围岩类别其它不利地质条件156.1434.80梅子垭组黄绿色泥质板岩洞身类进出口类洞轴线与片理走向几乎一致2474.65434.622梅子垭组灰色绢云母粉砂质板岩同上

13、洞线与岩层片理交角较小31221.485434.385梅子垭组泥质板岩类进口洞顶为浅沟4981.634433.744梅子垭组泥质板岩夹砂质板岩类洞轴线与片理走向一致51162.261433.285梅子垭组灰色砂质板岩类洞轴线与片理走向一致6843.538432.702梅子垭组砂质板岩类洞线与岩层片理交角较小，洞身埋藏较浅71327.622432.280梅子垭组灰、灰绿色泥质板岩多属类洞轴线与片理走向基本一致8638.034431.616梅子堰组泥质砂质板岩类，局部类洞轴线与片理走向基本一致91570.368431.297梅子堰组泥质砂质板岩类洞轴线与片理走向基本一致引水隧洞(不含施工支洞)明挖

14、土石方共5.466万m3，洞挖石方为67.9万m3。石方明挖采用KQ150钻机钻孔，局部配手风钻，自上而下分层钻爆开挖，钻孔爆破前应作好开挖边坡线以外的危石清除及截水沟的开挖，并形成钻爆平台。进出口明挖采用梯段预裂爆破，爆破的石碴采用1.0m3的反铲配合12t的自卸汽车将石碴运至指定弃碴场。对不良地质条件部位和需保留的不稳岩体，必须采取控制爆破，边开挖，边支护，确保边坡稳定。为减少爆破对边坡岩体的破坏，其轮廓边线应采取预裂防震或光面爆破方法，必要时设置缓冲爆破孔。发电引水隧洞24#、68#分别由进出口两个工作面同时向中间钻进，1#隧洞由下游工作面钻进，5#和9#隧洞最多可有4个工作面钻进。引水

15、隧洞等效直径10m以内，宜优先采用全断面开挖方法，洞内采用2m3 的装载机配12t的自卸汽车出碴到弃碴场，遇到不良地质段，一次开挖成型困难时，可采用台阶法自上而下分层开挖，顶部开挖宜采用先导洞后扩挖的方式进行，中下部岩体采用分层开挖或全断面开挖，采用深孔预裂梯段爆破或两侧预留保护层，中间梯段爆破开挖。在施工过程中，要加强施工临时支护措施，必要时需采取超前锚杆或管棚加钢拱架支护紧跟的方法。对可能塌方造成隧洞掘进严重受阻洞段，可采用提前对围岩进行固结灌浆的施工方法。(2)隧洞混凝土施工 为保证隧洞结构稳定，需对隧洞进出口进行全断面锁口衬砌，对洞身进行边墙和底板钢筋混凝土薄衬（衬30cm），顶拱喷混

16、凝土支护。隧洞混凝土共4.895万m3，喷混凝土为0.9543万m3，喷混凝土厚度一般为10cm。隧洞混凝土底板采用自卸汽车直接入仓，对边墙和顶拱混凝土，可采用6m3的搅拌运输车配HBT-60泵入仓，混凝土采用人工振捣。为满足工程混凝土浇筑强度需要，拟采用5台型号为JQ750的立轴强制式混凝土搅拌机拌制混凝土，该搅拌机单机生产能力为30m3/h。 渠道及渠系建筑物施工渠系建筑物包括明渠、冲砂闸、溢流坝、拦污栅、前池、取水口和进水口等建筑物。该建筑物规模均不大，以机械施工为主，人工配合施工。出口渠道和钢管段土石方开挖量较大，为25.065万m3，可采用1m3的反铲配12t的自卸汽车开挖运输。10

17、.4.3 厂房施工土石方开挖: 厂房、开关站表层覆盖土采用推土机集料，1m3的反铲挖掘机配合12t的自卸汽车开挖运输，石方开挖采用KQ150钻钻孔，局部配手风钻，出碴方式与覆盖层开挖相同。 混凝土施工: 厂房混凝土水平运输采用自卸汽车运输，30t履带吊配6m3卧罐入仓，人工平仓，人工振捣，钢筋和模板均由履带吊吊运入仓，配合就位。开关站混凝土主要是设备基础，预制混凝土构架等，工程量很小，可采用机动翻斗车运输。10.4.4 围堰施工围堰施工包括土石方回填、高压旋喷防渗墙施工和土石围堰的拆除等。 （1）土石方施工土石方回填采用1m3的反铲配12t的自卸汽车开挖运输，其中土石渣可利用开挖料，粘土防渗料

18、可在附近山坡或滩地取土，拖拉机或轻型振动碾压实。土石围堰拆除采用1m3的反铲配12t的自卸汽车开挖运输弃渣。（2）防渗墙施工围堰最大覆盖层深度8.6m，拟采用高压旋喷墙防渗。旋喷墙施工：高压旋喷灌浆防渗墙是使用地质机械向地层一定深度钻孔后，安放喷射管，用高压水高压空气和泥浆射流，冲切搅拌被灌地层土体。浆液与地层中的土体颗粒混合凝结后，形成墙体。成墙28天后，墙体抗渗系数小于10-7cm/s。高压旋喷灌浆防渗墙施工一般采用双喷嘴三重管法，分两序孔施工，先施工一序孔，再施工二序孔，孔间套接。高压旋喷灌浆施工机械采用成套设备。高压旋喷灌浆防渗墙属隐蔽工程，工艺、参数合理方能保证成墙施工质量，应根据现

19、场试验，调整水压力、空气压力、浆液压力及浆液浓度提升速度及摆角大小。在施工过程中，应注意造墙机械设备对大坝自身产生的不利影响，防止坝身土体产生裂缝或整体破坏。高压旋喷灌浆施工工艺流程见图10.4.1。高压旋喷灌浆施工工艺流程图图10.4.1 定位造孔台车就位设备调试试水气压力试浆量及管路下喷杆送压缩空气送高压水送水泥浆喷射灌浆高压旋喷提升喷杆回浆利用静压灌浆 主要施工机械设备见表10.4.2。主要施工机械设备表表10.4.2 机 械 类 别 规格单位数量 备 注起重机械汽车起重机20t台2履带吊车30t台1卷扬机15t台2挖掘机反铲挖掘机1.0m3台4装载机2.0m3台3推土机D85台8凿岩机

20、潜孔钻KQ150台8气腿式风动凿岩机YT25台20手持式风动凿岩机Y-30台20汽车自卸汽车12t辆3858t辆10混凝土机械拌合机JQ750座5单机生产能力为30m3/h混凝土泵HBT-60台4强制式搅拌机0.3m3座1混凝土喷射机HP-30套4混凝土搅拌车6m3台4高压旋喷灌浆机械套1水泵单级取水泵XA50/16台4H扬=38m,Qmax=65m3/h空压机移动式空压机12m3/s台12固定式空压机4L-20/8台310.5 施工总布置10.5.1 场外交通规划工地对外交通运输除施工机械设备、人员进场外，还有水泥、钢筋等建筑材料，主变、水轮发电机组等机电设备。根据建筑材料和设备来源分别选择

21、不同的交通线路和运输方式。工地对外交通线路分铁路和公路两种方式。从武汉襄樊十堰陕西白河陕西安康的铁路主要是从武汉钢铁厂运输钢筋、钢材，重大机电设备运输也是经铁路运输到安康站再转公路运输。从十堰、白河、安康至工地为公路运输，最近距离分别为273km、180km、170km，对应线路分别为十堰鲍峡竹山竹溪工地、白河竹溪工地、安康平利竹溪工地，公路运输中安康至工地的道路状况最好，公路沿线桥梁也满足最大运输件要求，白河、十堰到工地的公路弯道多且急，路面相对较差，其中十堰至工地线路中的桥梁不能满足大件运输要求，因此公路选线为安康至工地，主要运输钢筋、钢材、机电设备等大件。本工程主要建筑物采用十堰销售点的

22、“三峡牌”水泥，十堰至工地为公路运输，运输线路有两条：十堰鲍峡竹山竹溪工地，十堰房县竹山竹溪工地。该2条线路长分别273和301km，且第条线路路况要好于第条线，但运距偏大，因此水泥运输采用线路。从郧县十堰鲍峡竹山竹溪工地为公路运输，运输距离为330km，主要是从郧县炸药厂购买各种雷管、炸药等。工地附近有诸多林场，均有公路与工地相通。对外交通公路在龙王垭段弯多且急，鄂坪电站根据需要对该段进行局部改造，以满足大件运输要求。从兴界公路的双竹园到某11km道路，需进行扩宽加固、对路面进行改造后可满足施工期大件运输和其它材料运输要求，同时汇湾乡跨河大桥已年久失修，难以满足大件运输要求，大件运输过该桥时

23、，需采取临时加固措施。 施工总布置施工规划施工场地布置原则：节约用地，交通顺畅，方便生产生活，生产区和生活区相对分开。采用左岸为主的一岸集中布置方式。根据枢纽布置和工程规模，地形地质条件，主体工程施工辅助企业主要分三处布置：汇湾电站大坝附近坡地布置区，负责13#隧洞、明渠、取水口、进口冲砂闸等建筑物施工，该场地地面高程在440450m之间，主要布置混凝土拌和系统、各类仓库、施工机械修理及停放场等；电站厂房和渠尾建筑物布置区，负责89#隧洞、电站厂房及开关站、渠道及渠尾各建筑物施工，主要布置混凝土拌和系统、钢筋加工厂、木材加工厂、各类仓库、施工机械修理及停放场等；引水系统中部5#隧洞附近坡地，负

24、责47#隧洞施工，主要布置混凝土拌和系统、各类仓库、施工机械修理及停放场等；8#隧洞附近的鱼塘，通过前期开挖弃渣，可得一平整场地，用于主要砂石料加工系统布置，以向厂房、溢流坝等主要混凝土用料部位供料。本工程的布置特点。由于本工程占线长，分布范围较广，应采取就近分散布置的方式，同时又有一个集中统一管理的机构。弃碴场规划：本工程弃渣主要为隧洞土石方开挖、出口明渠和电站基坑开挖，河床砂卵石开挖料可用于加工混凝土骨料，由于工程开挖石方为绢云母粉砂质板岩，开挖的石方可尽量利用于围堰的回填外，其余均运往指定弃渣场。经初步规划，本工程弃渣量约为145.1万m3（压实方），主要弃渣场为8#隧洞附近鱼塘，该渣场

25、可容纳300万m3以上的弃渣；另一主要弃渣场为5#隧洞附近的滩地，由于该弃渣场为岸边，需采取有效措施防冲固坡，同时为方便以后复垦，在弃渣和平整场地前，将工程开挖的耕植土用推土机集中一处并加以保护，后期对弃渣场表层进行耕植土覆盖。在对弃渣场规划时，应做好排水设施及其它安全保护，防止水土流失。10.5.3 场内交通方案场内交通结合场内永久公路和进场道路的布置，以连接各施工辅助工厂、砂石骨料开采加工厂、沿线各建筑物施工区及弃碴场等形成场内交通网系，以此为规划原则，场内主要交通干线布置如下：隧洞施工干道及各支道布置为满足隧洞开挖运输和混凝土施工需要，以沿汇湾河干道为主要施工道路，从该道路分支至各隧洞进

26、出口工作面，进行隧洞施工。在枯水季节，可利用汇湾大坝下游河滩漫水公路，从汇湾河大坝右岸进场公路直接进场，而无需经汇湾乡政府、电站厂房到达渠首，进行各建筑物施工。厂房施工道路从汇湾大桥进场后，沿原有道路从上游分支下厂房基坑的施工道路，下游进厂房道路结合永久进厂公路进行布置。至渠尾建筑物道路9#隧洞出口接有明渠和渠尾建筑物，包括溢流坝、拦污栅、前池、冲砂闸，进水口等，该建筑物相对比较集中，需布置一条施工道路贯穿上述建筑物，同时该道路后期经改造后作为永久管理道路。 上述施工道路路面宽7.0m，碎石路面。经统计，需新修场内施工道路约28.0km，道路改扩建11.0km。生产生活设施占地面积见表10.5

27、.1。生产生活设施及其它建筑物占地面积一览表表10.5.1 序号项 目规 模建筑面积（m2）占地面积（万m2）备 注1砂石加工系统801.02混凝土生产系统拌和站JQ7501000.155×30m3/h3砂石临时堆放0.35空气压缩系统132m3/min1500.216施工供水系统260m3/h800.084套系统7施工供电系统3000kVA800.048通讯系统600.029机械修理厂800.1010汽车保养场500.1511施工机械停放场1200.8012综合加工厂钢筋加工厂1000.1513木材加工厂1000.1514金结拼装场500.1015综合仓库物质仓库2000.0616

28、设备仓库1600.0617水泥仓库1500.0318油料仓库500.0219炸药雷管仓库600.0820临时生活用房600人48000.6其中利用永久房屋1600m221弃渣场18.222其它800.06合 计738022.6310.6 施工总进度经本阶段施工组织及总进度安排，本工程施工总工期3年，2004年6月初开工，2007年5月完工。首台机投产工期34个月。10.6.1 工程筹建期业主单位应在半年的时间内，为施工承包单位进场创造必要的条件。在筹建期应完成以下主要工作： 架设至工地输电线路及相应变压设备，满足施工用电要求； 施工通讯设施，进场道路改扩建等； 征地、移民； 聘请工程施工监理单位，并签定监理合同； 招标、评标及签约。10.6.2 进度编排原则及主要进度控制本工程总进度安排的原则是：在保证质量的前提下尽量缩短工期，提前发电，早日发挥工程效益。要求综观全面、统筹兼顾，处理