第四章施工导流和水流控制

1、中国水利水电第五·九工程局联合体 施工组织设计第四章 施工导流和水流控制41 概述藤子沟水电站工程位于重庆市石柱县境内龙河上游河段，本工程规模为大(2)型,工程级别为等。龙河流域属亚热带湿润气候区，具有春雨、伏旱、秋雨绵绵和冬干的特点。龙河流域多年平均降雨量1258 mm,降雨量自下游向上游随高程升高有增大的趋势。流域多年平均蒸发量为1175 mm，多年平均气温16.4，多年平均流量为15.1m3/s。龙河流域的洪水由暴雨形成。年最大洪水多发生在4月9月,其中6月、7月为最大,盛夏8月,由于伏旱,发生大洪水的次数相对较少。4.2导流方案及导流程序4.2.1导流方案根据招标及合同文件要

2、求,本工程施工导流采用导流洞过流、围堰一次断流的导流方式。4.2.2导流程序2002年10月15日主河床截流,2002年10月15日2003年4月15日围堰挡水，进行基坑内工程施工。2003年4月15日2003年4月22日围堰拆除,完成导流施工。2004年9月30日导流底孔下闸。4.3导流标准根据招标合同文件,本标工程大坝为级建筑物,根据水利水电工程施工组织设计规范(SDJ338-89)规定的工程导流建筑物形式规模、使用年限和风险度要求,确定围堰为级建筑物，挡水标准为枯期十年一遇洪水,相应导流设计流量为280 m3/s,导流建筑物主要工程特性见表4-1导流建筑物主要工程特性表 表4-1导流建筑

3、物名称建筑物级别挡水标准设计流量（m3/s）上游水位（m）下游水位（m）堰顶高程防渗形式上游围堰级P=10%280686.5687.5粘土斜墙下游围堰667.29668.294.4导流建筑物布置及主要工程特性4.4.1导流建筑物布置本标导流建筑物工程为枯期上、下游围堰。上游游围堰堰顶轴线长81.46 m,顶宽8 m。下游围堰堰顶轴线长度32.8 m,顶宽6.0 m。上、下游围堰的控制点坐标及具体布置见业主提供的导流建筑物剖面图。4.4.2围堰结构设计 4.4.2.1围堰结构设计（1）上、下游围堰结构设计根据本工程自然条件及枢纽布置特点,本着就地取材、经济合理原则,围堰结构形式采用标书推荐的土石

4、围堰结构形式,堰体挡水标准为枯期10年一遇洪水,导流设计流量Q=280 m3/s时相应上、下游水位分别为686.5m和667.29m,围堰堰顶高程分别为687.5m和668.29m,堰顶宽分别为8.0 m 和6.0m,最大堰高分别为21m和2.80m,堰顶轴线长为81.46m和32.8m,堰体迎水面和背水侧边坡分别为1:3.0和1:1.5,堰体采用粘土斜墙防渗,堰基未作处理,施工时利用水泵强排水施工,上、下游围堰布置及结构形式详见投标文件图纸中施工导流平面布置及围堰结构图。4.4.2.2围堰工程量见表4-2 围 堰 工 程 量 表4-2序号项 目单位上游围堰下游围堰合计备 注1堆石填筑m342

5、340273045070围堰填筑工程量2反滤料填筑m3445042048703粘土填筑m3167201180179004垫层料填筑m3138023016105干砌块石护坡填筑m3138023016106围堰拆除m366270479071060围堰拆除工程量4.5截流设计4.5.1截流时间与设计流量确定根据招标文件水文、气象资料得知，49月为洪水多发期，10月翌年4月为枯水期，截流时间按施工总进度安排，选定在2002年10月15日进行,届时根据水情变化再作进一步调整。截流设计流量选择10月中旬旬平均流量Q=15.7 m3/s。4.5.2截流方式选择根据工程的实际地形条件和现有设备状况,截流采用单

6、戗堤单向立堵进占方式截流,龙口位置布置在靠近左岸附近。4.5.3 截流戗堤轴线及断面设计截流戗堤位于上游围堰内,戗堤轴线同上游围堰轴线,截流设计流量为15.7 m3/s。根据导流洞泄流曲线,河床的水流可全部由导流洞泄走。戗堤边坡根据经验上游坡较陡，定为1:1.3，下游坡较缓，定为1:1.5,戗堤进占端头边坡为1:1.5。截流材料取自坝肩开挖料，为提高截流抛投强度，满足进占时两辆自卸汽车并排卸料要求，戗堤顶宽度定为8.0m。 4.5.4龙口水力计算截流时由导流隧洞分流，龙口水力学指标与龙口处底高程关系较大，计算时考虑到各种不利因素，按666.5m作为龙口处河床底部高程,根据水力计算，从而确定龙口

7、顶宽30m，底宽约25m。4.5.5 截流龙口设计 4.5.5.1 龙口位置选择龙口位置一般应布置在岩基顶面较高，覆盖层较薄，施工便利的位置，根据招标文件，截流施工时，为便于截流施工时车辆在上游戗堤上的行车、倒车，方便指挥管理，提高抛投强度，龙口中心线位置距左岸20 m处，此处覆盖层厚度78 m。4.5.6截流进占分区和截流材料堆放4.5.6.1 进占分区根据龙口水力学指标，将龙口从右至左分为三区,编号分别为、和，每区宽度分别为10m。根据不同流速和水流情况,抛投不同粒径的填筑料。经过特殊物料抛投，一般石碴跟进填筑，使龙口尽快合龙。图4.1 截流施工龙口分区图4.5.6.2 截流材料戗堤预进占

8、及龙口填筑料均取自坝肩开挖料，截流所需的特殊物料(钢筋石笼、大块石)在截流前必须备好,分区堆放在右岸集碴坑平台，截流施工所用材料见表4-3 。截流施工计划用料表 表4-3名 称规 格单位数 量料 源备 注一般石碴m3560坝肩开挖戗堤预进占一般石碴含60%粒径50cm以下块石m380龙口抛投用（含流失量）钢筋石笼宽1m、高0.7m、长2mm37(5个)合龙抛投及护堰合 计m36474.6截流施工4.6.1截流施工道路截流施工道路利用右岸667高程路作为上堰施工道路。4.6.2 戗堤预进占戗堤预进占在截流施工前进行。预进占材料取自坝肩开挖碴料,当预进占到预留口宽30m时，预进占结束。4.6.3

9、截流施工布置龙口截流材料主要来自于坝肩开挖弃碴料。钢筋石笼在弃碴场制做并堆存，所有特殊物料的堆存和码放应便于装车和吊装。截流所需料物(包括一般石碴、钢筋石笼等)在截流施工前备足，以利截流施工时使用。截流时抛投强度平均达到1车/min，戗堤按双车道设置，宽度8.0m，第一道为特殊料物重车待命线，第二道为一般料物卸料线。在双车道之外布置D85推土机一台。截流时，从备料场出来的重车经公路到龙口，为缩短行车距离，轻车还从原路返回，因此，对基坑范围内的公路应做加宽处理，并对全线路况较差的地段进行修整，保障截流时道路畅通无阻。4.6.4 龙口截流龙口位于砂卵石覆盖层上，在截流设计流量15.7 m3/s情况

10、下，根据导流洞泄流曲线和招标文件的图纸推算,导流洞过水后河床水流大部分由导流洞泄走,河床内基本上没有水流,所以截流相对来说较容易,但也不能轻视。龙区、龙区主要采用一般块石碴抛投，抛投重点放在上游边线处，即上挑角抛投, 在上游侧抛投大料，将水流挑离戗堤，使大料稳定在上游坡角处,其它部位即可采用一般石料顺利进占，龙区在流速达到最大、截流最困难时，为避免抛投料大量流失，抛投大块石、石串和钢筋石笼等重物，重点抛投上挑角及下游突出部位，采用先在上游侧抛投大料,将水流挑离戗堤,再用大料抛投下游侧,将落差分担在上下游两侧,然后,再用一般石碴在中间抛投,如此轮番交替抛投,可大大减少抛投料的流失,从而使戗堤得以

11、有效地进占。4.6.5 截流施工机械设备见表4-4截流施工机械设备表 表4-4序号设备名称规格型号单位数量分布位置备注1液压挖掘机PC320台1石碴堆放场利用开挖设备2装载机ZL50C台23汽车吊16T辆1钢筋石笼堆放场3推土机ZL50C台1+1龙口+碴场利用开挖设备4自卸汽车15T辆44.6.6 截流组织因工程截流流量较大，施工物料抛投强度大，使用机械化程度高，预计截流时投入的主要施工机械设备约10台套，因此必须有很好的施工组织形式，才能保证截流施工的顺利进行,为按时完成截流施工任务,要求施工项目部成立截流指挥中心，统一协调、指挥整个截流施工，指挥中心下设6个组、队。4.6.6.1现场指挥组

12、负责现场组织，协调施工力量及施工机械设备的调动和戗堤进占的指挥。4.6.6.2技术组负责截流设计及施工技术措施的制定，截流过程中进行水情消息的传递，水位、龙口流速、落差及戗堤进占速度的测定。4.6.6.3戗堤进占队负责戗堤进占的具体指挥工作，要料、抛料、推土机作业均由该队人员用红绿旗进行指挥。4.6.6.4料物装载队负责在料场的装车、特殊料物的连体工作。4.6.6.5运输队负责截流料物运输、抛投工作。4.6.6.6道路维护队负责截流施工道路的维修、维护，设置通行标志，在各路段指挥车辆安全运行。4.7围堰施工及土料场开采4.7.1土料场开采规划4.7.1.1 根据初勘试验资料、参数及业主要求,谭

13、家坝土料场可满足施工要求,所以选定谭家坝土料场为土料场。4.7.1.2排水在开挖边线设截水沟,截住来水,施工场地内设排水沟,推除覆盖后的土场表面应平整无积水,避免外来水冲刷、浸泡土料。4.7.1.3土料场复查及含水量检测按框格在交点挖探坑复查土料储量及质量。4.7.1.4施工道路从谭家坝土料场修130 m的道路与业主提供的进场公路相接。4.7.1.5土料场施工程序施工准备挖设截水沟、修筑施工道路清覆盖挖排水沟含水量测定挖装运输。4.7.1.6土料场开采施工方法 树木砍伐后,腐殖土用D85推土机推运集料,ZL50C装载机装15T自卸汽车运往弃渣场。 开采方式:立采,挖装前测定含水量,不合格土料不

14、准运输。 用PC-320液压挖掘机直接开挖装15T自卸汽车运输。4.7.1.7反滤料、垫层料的加工反滤料、垫层料由我方建设的临时骨料加工系统提供。4.7.1.8主要施工机械表见表4-5主要施工机械表 表4-5序号机械名称机械型号单位数量1液压反铲PC-320台12装载机ZL50C台23自卸汽车510T辆44.7.2围堰施工4.7.2.1上游围堰施工(1)施工布置 料场围堰填筑料主要取自坝肩开挖弃料,粘土料取自谭家坝料场土料，反滤料和过渡料由骨料系统提供,干砌块石就近开采。 施工道路上游围堰填筑利用右岸667 m施工道路。(2)围堰填筑施工程序土石碴料填筑反滤料填筑粘土斜墙填筑垫层料填筑干砌块石

15、护坡施工方法堰体在截流戗堤基础上加高、加宽形成，围堰填筑采用单向进占法施工,从右岸向左岸进占填筑,填筑料为坝肩部分开挖碴料,填筑料利用PC320型反铲装15T自卸汽车直接运至堰头分层填筑,每层铺料厚0.60m, 铺料时不得发生粗颗粒集中现象，应力求做到粗细颗粒搭配，靠近岸边地带应以细料铺填，以防架空现象，D85推土机平料,13.5T振动碾振压68遍,振动碾的行驶方向应平行于堰轴方向，靠岸边碾压不到的地方，可以顺坡方向行驶，最后利用PC320型液压反铲修坡。粘土斜墙与堰体填筑平起施工, 斜墙滞后堰头10m跟进施工, 粘土料取自谭家坝土料场,粘土料利用PC320型液压反铲装15T自卸汽车运至堰体抛

16、填，水上部分分层填筑，每层铺料厚0.30m，13.5T振动碾碾压密实。4.7.2.2下游围堰施工下游围堰施工方法同上游围堰施工方法。4.7.2.3围堰两岸接头防渗处理上、下游围堰两端分别与两岸相接,粘土斜墙与岸坡覆盖层相接时, 先将岸坡与围堰相接处的表层植被、杂物清除干净,然后在围堰粘土斜墙部位人工挖槽,将粘土料填入槽内, 人工夯实槽内回填土。4.8围堰防护及拆除4.8.1围堰防护主要是指上游围堰的施工安全防护，为减少水流对上游围堰进口处的冲刷，对上游围堰堰体迎水表面采取了必要的防冲保护措施,进口过水裹头处利用钢筋石笼护坡。4.8.1.1施工程序钢筋笼制作块石准备人工装笼钢筋笼就位笼间连接4.

17、8.1.2施工方法钢筋笼在加工厂提前制作,钢筋笼为扁长方体,断面尺寸长×宽×高分别为2.0×1.0×0.7m,块石从坝肩开挖弃料中人工选取、人工装笼、封笼,分堆存放在堰顶,施工时利用PC320型液压反铲辅助人工安装就位,水面以上钢筋笼间用8#铅丝相互连接成为一个整体。4.8.2围堰拆除按照施工总进度安排,围堰拆除时间为2003年汛前。2003年汛前将围堰拆除并清理河床过水面，以利汛期水流顺畅。围堰拆除采用从中间向两侧施工,利用PC320型液压反铲开挖，弃料用15T自卸汽车运到业主指定的3#弃碴场,运距约1.3 Km,拆除时间约历时一周。4.9施工期防洪渡

18、汛4.9.1加强与业主防汛指挥部的联系,作好汛前水文预报工作。4.9.2提前备好碴料编织袋(堰顶子堰),以备汛前超标洪水。4.10基坑排水基坑排水分为初期排水和经常性排水,基坑排水采用在基坑周围设排水沟将水流汇集到集水坑集中抽排的办法排水。4.10.1围堰施工期排水4.10.1.1初期排水2002年10月底围堰闭气后,河水全部通过导流隧洞排走,又因河道坡降较陡,基坑内残存的积水量较小,初估为950 m3,按1d排完计算其排水强度为39.5 m3/h。排水方式为直接从围堰排出,以1台清水泵为主,辅助1台潜水泵排水,可满足施工要求。4.10.1.2基坑施工期经常性排水主要排除基坑施工过程中从围堰、地基渗透进入基坑的渗水、施工生产废水或降雨积水等,经计算当P=10%时,上游水位为686.5 m,此为最大渗流量,排水强度为2790 m3/h,排水以12台清水泵为主,辅助1台污水泵连续抽水,可满足汛期排水,排水