大坝导截流明渠施工方案

PAGEPAGE20多功能大坝发展项目导截流施工方案联合体广东建工对外建设有限公司联合体广东省源天工程公司二0一五年三月目录HYPERLINK\l"_Toc380758815"1概述2HYPERLINK\l"_Toc380758816"1.1水文气象条件2HYPERLINK\l"_Toc380758817"1.1.1流域概况2HYPERLINK\l"_Toc380758818"1.1.2气象2HYPERLINK\l"_Toc380758819"1.1.3降水2HYPERLINK\l"_Toc380758820"1.1.4工程坝址径流成果2HYPERLINK\l"_Toc380758821"1.1.5工程坝址设计洪水4HYPERLINK\l"_Toc380758822"1.2工程地质条件4HYPERLINK\l"_Toc380758823"2导流条件及标准5HYPERLINK\l"_Toc380758824"2.1导流时段及导流流量5HYPERLINK\l"_Toc380758825"2.2导流标准5HYPERLINK\l"_Toc380758826"3导流方式及时段划分5HYPERLINK\l"_Toc380758827"4导流水力计算6HYPERLINK\l"_Toc380758828"5导流建筑物设计7HYPERLINK\l"_Toc380758829"6截流设计8HYPERLINK\l"_Toc380758830"6.1截流条件8HYPERLINK\l"_Toc380758831"6.2截流设计8HYPERLINK\l"_Toc380758832"7导流明渠施工9HYPERLINK\l"_Toc380758833"7.1总体部署9HYPERLINK\l"_Toc380758834"7.2土方开挖9HYPERLINK\l"_Toc380758835"7.3砼衬砌防护10HYPERLINK\l"_Toc380758836"7.3.1模板工程10HYPERLINK\l"_Toc380758837"7.3.2混凝土的拌和10HYPERLINK\l"_Toc380758838"7.3.3混凝土的运输11HYPERLINK\l"_Toc380758839"7.3.4坡面砼施工11HYPERLINK\l"_Toc380758840"7.3.5收面12HYPERLINK\l"_Toc380758841"7.3.6拆模12HYPERLINK\l"_Toc380758842"7.3.7养护12HYPERLINK\l"_Toc380758843"8围堰填筑施工12HYPERLINK\l"_Toc380758844"8.1总体部署12HYPERLINK\l"_Toc380758845"8.2围堰填筑12HYPERLINK\l"_Toc380758846"9施工进度计划13HYPERLINK\l"_Toc380758847"9.1节点计划13HYPERLINK\l"_Toc380758848"9.2资源配置141概述马德望大坝工程是一座综合性的混合坝，拦河坝布置从左向右依次为：左岸土坝、砼连接坝、砼面板堆石坝、砼重力坝段、右岸土石坝。发电厂房为坝后式，位于非溢流砼坝下游62.2m处，装机3台（2×6300kW+500kW）。坝顶总长约3.3km，其中左岸土坝2.3km，砼面板堆石坝0.2km，砼重力坝段0.1km，右岸土石坝0.7km。1.1水文气象条件1.1.1流域概况马德望多功能水坝位于StungSangker河上中游，StungSangker河为洞里萨湖支流，由西南向东北流入洞里萨湖，其流域面积为6053km2，长度为268km。多功能水坝坝址位于马德望市上游，坝址以上流域面积1860km2。1.1.2气象项目区位于热带季风气候区，具有明显的雨季和旱季，坝址以上为山区，多年平均降雨量1304mm，坝址下游马德望站单站多年平均降水量1194mm，降水量年内分配不均匀；月平均湿度68.8％～83.2％，月平均气温25.4℃～31.3℃；从四月中旬开始到十月为雨季，洪水多发生在八至十月，十一月至翌年四月上旬为旱季；三月到五月为高温季节，而十一月到次年的一月较凉爽。1.1.3降水根据马德望（Battambang）气象站降雨资料统计，马德望站多年平均降雨量1194mm，月平均降雨量见下表。马德望气象站降水量月、年统计月1月2月3月4月5月6月降水量（mm）5.717.128.679.7119.8149.2月7月8月9月10月11月12月降水量（mm）13119917522554.48.6年年降水量（mm）11941.1.4工程坝址径流成果工程坝址历年月平均流量成果单位：m3/s序号年份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月年119636.76.26.15.86.19.138.965.773.366.921.09.026.2219647.36.05.45.632.014.624.796.265.357.836.210.530.1319658.17.46.77.119.476.764.862.986.780.116.49.137.1419666.96.56.18.216.816.260.367.499.643.514.411.129.7519677.26.55.810.710.820.856.6227.494.1132.314.79.949.76196810.28.45.912.19.57.851.0185.2105.4113.914.110.544.5719697.97.46.67.27.823.397.3161.6210.590.414.89.353.7819707.97.46.68.38.734.899.1105.4104.154.048.8139.152.09197146.418.27.47.710.167.985.169.883.185.114.512.142.31019729.413.29.716.812.930.924.6100.6149.486.1172.7141.664.01119832.11.51.21.01.44.714.482.658.9213.689.517.940.71219844.41.81.31.72.043.819.771.080.991.638.310.130.61319852.01.21.11.95.863.854.770.273.2106.939.210.435.91419951.61.21.12.72.76.321.182.0122.1149.162.27.938.31519967.15.74.24.916.549.567.755.9126.9238.8124.358.963.416199713.97.41.92.13.916.892.3131.792.892.539.19.542.01719982.51.21.00.91.33.57.310.940.834.79.95.09.91819991.40.91.08.930.461.569.071.446.582.389.122.240.41920005.81.91.56.815.818.672.665.0136.2181.079.423.550.72020015.61.66.52.111.525.261.297.996.9120.166.619.242.92120024.41.21.12.38.28.821.669.9108.9106.546.613.032.72220032.91.12.51.94.07.653.399.669.672.119.55.028.32320041.81.00.91.311.336.216.566.353.266.420.64.023.32420051.00.60.71.20.94.638.6119.178.740.227.315.927.42520063.71.61.42.59.18.4103.2126.365.1111.245.111.740.82620072.81.41.71.621.113.164.648.725.663.954.215.126.1平均7.04.63.75.110.825.953.192.790.399.346.923.538.61.1.5工程坝址设计洪水项目区坝址以上流域面积根据1/10万地形图估算为1860km2。本项目区坝址的上游大部分为低山丘陵，基本属于低丘洪水，雨季降雨历时长，洪水持续时间长，洪水漫溢平原区长达一个月以上。采用瞬时单位线法，设计洪水成果见下表。工程坝址设计洪水成果表流域面积(km2)项目单位设计频率（%）0.05123.35101860洪峰流量m3/s590031502550213018001280洪峰模数m3/s/km23.21.71.41.11.00.71.2工程地质条件项目区位于柬埔寨西北部马德望省，测区东北部为一广阔的冲积平原，地面平坦，高程一般在10m～40m左右；区内分布少量的小山，山顶高程一般在100～250m左右。测区西南部为丘陵与中低山，区内山顶高程多在200m以上，其中最高山峰高程1164m。StungSangker河蜿蜒曲折，自南向北经坝址后流向西北。坝址处地形较平缓开阔，两岸岸坡坡度一般为5°～20°，地面高程在30m～80m左右。StungSanker河宽约50余m，蜿蜒曲折，自南向北经坝址后流向西北。覆盖层：第四系全新统冲洪积（al-plQ4）粉质粘土，灰黄色，湿，可塑，含植物草根，部分地段相变为粉土，厚3m～10.7m；粉细砂层，灰黄色，湿～饱和，稍密，最大厚度4.3m。坡洪积层(pl-dlQ4)含砾砂粉质粘土，灰褐色，湿，可塑，局部相变为粉土，含植物草根，最大厚度4.1m；含碎石粉质粘土，灰黄色，可塑，碎石粒径一般2cm～6cm，次棱角状，岩性以灰色石英细砂岩为主，最大厚度约7m。下部为第四系上更新统冲洪积（al-plQ3）含泥砂砾卵石层，含少量灰黄色泥，卵石粒径一般2cm～8cm，呈次圆状～圆状，岩性以灰色砂岩为主，中密，最大厚度约6m。基岩：志留系（S）紫红色泥质粉砂岩与灰色细砂岩互层，沉积碎屑结构，层状构造，岩性较软。强风化带岩石厚1.0m～3.4m，弱风化带岩石厚1.0m～5.0m。坝址附近未发现有区域性断层通过。岩层为平缓的单斜构造，坝基岩体节理不发育～发育，最显著的结构面为平缓的层面，倾角一般5°～20°；其次为陡倾角节理，倾角一般60°～85°。2导流条件及标准2.1导流时段及导流流量坝址多年月平均流量成果表单位：m3/s序号一月二月三月四月五月六月月平均流量8.525.584.496.2713.1831.75序号七月八月九月十月十一月十二月月平均流量64.96113.47110.51121.4857.3528.78坝址设计洪水成果表单位：m3/s项目各频率设计值（％％）51020洪峰流阶段按月平均流量成果推算非汛期（11月1日到次年4月15日）及枯水期（11月1日到次年3月30日）洪水，推算成果见下表。坝址枯水期洪水成果表单位：m3/s项目各频率设计值（％％）51020非汛期（11月11日到次年4月15日）1064732404枯水期（11月11日到次年3月30日）4102921712.2导流标准根据中华人民共和国《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303－2004）的规定，确定拦河坝的导流建筑物级别为4级。围堰为土石结构型式，其挡水设计标准采用枯水期20～10年一遇，本次取10年一遇。根据本工程施工进度要求，在砼坝施工期间，利用导流明渠导流时，导流时段按全年洪水考虑，相应的最大设计洪峰流量为1800m3/s。在二期导流期间，导流明渠封堵后，利用砼坝段中的导流底孔导流时，导流时段按枯水期11月1日~次年3月30日洪水考虑，导流标准按10年一遇（P=10%）设计洪水考虑，相应的最大设计洪峰流量为292m3/s。3导流方式及时段划分根据坝址处的地形地质条件、建筑物的型式和布置情况，本工程在河道段设置砼坝，两岸滩地设置面板堆石坝和土坝，因此在河道段砼坝施工时，采用围堰挡水，新开导流明渠泄水的导流方式，在河道段砼坝浇筑至一定高程、面板堆石坝施工完成后，导流明渠截流，上游来水由一期工程已完建的导流底孔泄水，进行导流明渠段土坝施工。具体导流分期如下：1）第一年汛期：开挖导流明渠。2）第一年非汛期~第三年非汛期（第一年11月1日到第三年10月30日）采用导流明渠导流的方式。上游来水由一期上下游围堰挡水，导流明渠过流，进行基坑内的建筑物施工。导流时段按全年洪水考虑，相应的最大设计洪峰流量为1800m3/s。3）第三年11月1日～第四年3月30日，导流明渠截流，上游来水由一期工程已完建的导流底孔泄水。进行导流明渠段土坝施工。导流时段按枯水期11月1日~次年3月30日洪水考虑，导流标准按10年一遇（P=10%）设计洪水考虑，相应的最大设计洪峰流量为292m3/s。4导流水力计算导流水力计算根据导流分期分为二期：第一期为第一年非汛期~第三年非汛期（第一年11月1日到第三年10月30日）采用导流明渠导流的方式。上游来水由一期上下游围堰挡水，导流明渠过流，进行基坑内的建筑物施工。导流时段按全年洪水考虑，导流标准按10年一遇（P=10%）设计洪水考虑，相应的最大设计洪峰流量为1800m3/s。导流明渠底高程为34.0m，底宽25m，两岸边坡为1：1.5。第二期为第三年11月1日～第四年3月30日，导流明渠截流，上游来水由一期工程已完建的导流底孔泄水，进行导流明渠段土坝施工。导流时段按枯水期11月1日～次年3月30日洪水考虑，导流标准按10年一遇（P=10%）设计洪水考虑，相应的最大设计洪峰流量为292m3/s。导流底孔为三孔5×6m城门洞型底孔，底高程为31m。导流计算成果见下表。施工导流度汛水力计算成果表序号分期洪水频率最大来水量(m3/ss)最大泄流量(m3/ss)水位（m）备注上游下游1一期全年P=10%1800180043.543.0导流明渠泄水2全年P=20%82982941.540.93二期全年P=10%128398354.137.65×6m城门洞型型底孔泄水4非汛期P=10%%73238438.934.175非汛期P=20%%40435536.733.136枯水期P=10%%29229235.732.727枯水期P=20%%17117134.032.205导流建筑物设计1）一期导流明渠一期导流明渠位于河道左岸滩地，总长600m，底宽25m，底高程34.0m，纵坡0.0015，两岸边坡均为1：1.5，距渠底6m处设置马道，马道宽1.5m。导流明渠开挖完成后，其渠底及两岸边坡（46m高程以下）采用12cm厚C20衬砌砼进行保护。2）一期上游围堰一期上游围堰为土石围堰，利用开挖土石方填筑而成。堰址位于砼坝址上游约400m处，导流明渠进口下游。堰长162m，堰顶宽12.0m，堰顶高程为45.0m，最大堰高约18m，迎水、背水侧边坡均为1:2.0，基础如有强透水层，则开挖齿槽至基岩再回填粉质粘土防渗。堰体迎水面采用防渗土工膜防渗，迎水面抛大块石护脚。3）一期下游围堰一期下游围堰为土石围堰，利用开挖土石方填筑而成。堰址位于砼坝址下游约400m处，导流明渠出口上游。堰长110m，堰顶宽12.0m，堰顶高程为44.0m，最大堰高约16m，迎水、背水侧边坡均为1:2.0，基础如有强透水层，则开挖齿槽至基岩再回填粉质粘土防渗。堰体迎水面采用防渗土工膜防渗，迎水面抛大块石护脚。4）二期纵向围堰（导流明渠进口部位围堰）二期纵向围堰为粘土围堰（采用枯水期10年一遇导流标准，设计洪水流量为292m3/s），堰长约22m，堰顶宽4.0m，堰顶高程为36.2m，最大堰高约2.2m，迎水、背水侧边坡均为1:2.0，堰体不设防渗（堰体填筑土为粉质粘土），基础如为强透水层，则开挖2m深的齿槽回填粉质粘土防渗。其迎水面采用厚40cm的草包（编织袋袋装土）保护。5）二期导流底孔二期导流底孔位于一期已建坝体内，为5m×6m城门洞型，底高程31.0m，共3孔，分别布置于三个坝段内，待导流结束后，利用进口处的砼挡水闸门进行封堵。6）二期河道疏浚由于一期已完建的土坝伸入河床，占用河床部分过水断面，因此，需对此段河床进行开挖疏浚，其底宽不小于20m，右岸开挖边坡为1：1.5，底高程为30m。6截流设计6.1截流条件1）一期截流条件一期截流需在导流明渠施工全部完成后才可截流。2）二期截流条件二期截流应具备以下条件：（1）砼面板堆石坝完成防渗面板施工，并具备挡水条件；（2）砼重力坝段迎水面浇筑至54.5m高程以上，且具备挡水条件；（3）溢洪道应全部完成施工，闸门启闭机安装完成，并具备启闭条件；（4）发电厂房进水口、尾水段施工完成，闸门启闭机安装完成，并具备启闭条件；（5）一期土坝工程应施工完成;（6）二期河道疏浚完成。6.2截流设计1）截流设计标准根据征地情况及施工进度计划，本工程计划安排在2014年4月上旬进行一期上下游围堰截流，设计截流量采用4月份5年一遇月平均流量12m3/s。2）截流方式因选择枯水期4月上旬截流，5年一遇月平均设计流量为12m3/s，流量不大，采用单戗堤立堵法截流，预留20m龙口，龙口底高程31.0m。上游来水通过20m龙口下泄（已建导流明渠进口顶高程34.0m，高于河床高程约4m，截流期间无泄水功能）经计算上游水位为31.8m；截流后由已建的导流明渠泄流，合龙后上游水位为35.8m，相应的截流戗堤顶高程在36.0m以上，戗堤顶宽为10.00m。先沿戗堤轴线用15t自卸汽车自左岸单向进占，将河床缩窄至20m宽的龙口。龙口布置靠右岸岸边处，根据当时的气象预报，待短期内无洪水时进行堵口，自左岸单侧向龙口抛投料逐渐缩窄龙口直至合龙。龙口上下游落差约5.8m，龙口最大流速约2.4m/s。整个截流戗堤需抛投料约2300m3，其中20m龙口约500m3，龙口要求采用重量大于50kg的抛石料。截流戗堤合龙后应尽快在戗堤上、下游加宽抛填料闭气，同时尽快填筑至施工戗堤高程。为防止河床覆盖层冲刷，加大河床糙率，降低截流难度，提高抛投料的稳定性，拟先平抛块石护底，护底长约45m。7导流明渠施工7.1总体部署根据导流明渠的工程特点及布置位置，一部分开挖料作为围堰的填筑料，直接堆放在靠近上下游围堰的临时堆料场；另一部分开挖料堆放在项目部营地左侧料场，堆料场面积6ha，土料平均堆高6m，料场容量约36万m3。拆除围堰时，利用围堰料及主体工程开挖的石渣料将明渠填平恢复至原地面高度。导流明渠总长600m，渠底宽25m，将整个施工区分成了两部分，按此特点生活区营地布置在导流明渠的左岸，生产区及拌合楼布置在导流明渠的右岸靠近砼重力坝段，方便施工。这样必须在导流明渠上建一座临时钢桥（另见临时钢栈桥方案）连接两岸的交通运输。7.2土方开挖明渠土方开挖分成三个开挖区域，上游区、下游区及中间临时钢栈桥区，明渠开挖平均深度14m，由马道分成上下两部分施工，先开挖马道以上部分，采用挖掘机从上至下分层分段依次进行，先挖渠道中间较宽的部分，每层开挖深度不超过4m，中间部分挖好后，再开挖渠道两侧三角块并按设计边坡修坡。边坡修好后再开挖下一层。开挖马道以下部分在临时栈桥上游布置一条垂直明渠的临时道路到施工工作面，道路随开挖面而下降，最后挖除坡道部分再分层回填开口段恢复至渠顶高程。典型断面图如下：7.3砼衬砌防护渠道衬砌工程施工前，应对渠道进行施工放样，具体的放样尺寸应按照设计图纸要求进行。放样出渠道底脚线和渠口线共四条线，然后人工基面整理及坡面削坡。为避免表面干燥和施工人为因素的践踏及雨水的冲刷而造成的起尘和破坏，渠道削坡应在混凝土浇筑前一天进行，削坡时应严格控制高程和表面平整度，采用人工挂线精削。如果渠道开挖或回填与设计的误差较大时，可以采用多次修坡的方法。如果削坡过量时不能用浮土回填，应采用新土回填夯实。7.3.1模板工程模板是混凝土工程的重要辅助作业，其主要作用是对新浇混凝土起成型和支撑作用，同时还具有保护和改善混凝土表面质量的作用。模板采用普通的5×10cm的方钢上面加2×2cm的方条做成12cm宽的模板，支模时两侧用钢筋桩来加固。模板的安装必须按照设计图纸测量放样，对重要结构应多设控制点，以利于检查校核。模板要求拼装严密准确，不漏浆，表面平整，不产生过大变形。7.3.2混凝土的拌和在混凝土的配合比确定的情况下，应按最佳配料顺序和拌和时间进行试验，经试验审核后，达到设计要求方可使用，配合比单、顺序、时间，一经确定不得擅自更改，已确保混凝土的质量。混凝土的组成材料的配料砂、石料用量折算成体积配料，施工时控制不能超过允许误差。混凝土的拌和物应具有与施工条件相适应的和易性。7.3.3混凝土的运输混凝土采用JZ350滚筒式拌和机拌合，按渠道长度分区进行，每区配二台拌和机。混凝土运输采用机动三轮车到集料平台，混凝土沿斜面溜槽进入仓面，运送途中不得使混凝土发生分离、漏浆、严重表面泌水现象。所有运输工具，使用完毕后，均应冲洗干净。连续运转时，每8小时冲洗一次。混凝土衬砌渠道的施工时按渠道长度方向3m分块跳仓浇筑。混凝土浇筑顺序先浇渠底，后浇渠坡，最后浇压顶。7.3.4坡面砼施工坡面砼由于边坡较陡，采用简易滑模的施工工艺法施工。1、滑升模板：采用3mm厚钢板制成，长度3.2m，宽度0.9m，上下两侧与主板之间有一定的夹角，上方（行进方向）的钢板宽度为25cm，与模板主体呈45°仰角。下方的钢板宽度为15cm，与浇筑坡面互为补角（在主体模板放置坡底时，其坡底砼刚好吻合），滑动面主板宽度60cm，模板后背纵肋采用50*50*4mm的角钢制作，上、中、下各一道；橫肋采用3mm厚的钢板制作，间距为50cm。2、牵引装置：采用一对压机，用木桩固定在渠顶靠近坡面处，压机上缠绕一定长度的φ8钢丝绳，钢丝绳的另一端挂在滑动模板的左右两端，滑动前收紧钢丝绳。滑动时操作杆上的制动片卡进压机滚轴上齿轮的齿中，一人向下压操作杆，齿轮带动滚轴转动钢丝绳向上收进滚轴，滑模上行，操作杆到位后松开制动片将操作杆回复至原来状态，再重复以上动作，滑模连续上升。3、砼浇筑：仓面准备工作完成后，开始浇筑砼，砼由三轮车或是手推车倒入溜槽流入仓面内，在仓面左右各站一人用铁锹将砼料铲到滑模底下，当砼料达到与滑模上口基本平齐时，用软轴50振捣棒插入到砼中开始振捣，此时模板面上站人或是堆重物压重，避免振捣及滑升过程中模板上浮。当某处砼料下降显著与滑模上口出现较大空隙时及时填料补充，振捣密室后滑模上滑，控制好上滑时间，滑动的过程中砼料运到边滑动边向模板底铲料，滑升到位后将砼料填满、振捣、滑升形成各工序的连续作业。一次滑升的高度控制在45cm以内，保证新浇筑层的砼料不从模板下部直接流出。一次提升的高度控制在将每次来料填满滑模，形成振捣后可以提升滑模的条件，这样在浇筑时各工序衔接顺畅，循环向上。砼浇筑到压顶时使滑模主板的上边与压顶面的高度一致，这样压顶砼抹好面后使接坡的线条顺直。浇筑完后松掉压机上的制动片使模板下滑到渠底，摘下挂钩后人工移到下个仓面进行砼的浇筑工作。7.3.5收面收面工作是浇筑的重要的工序，做好混凝土衬砌的收面工作，可以降低糙率，提高输水能力，增强防渗效果，延长使用年限。收面工作要求做到表面平整光滑，无石子外漏，无蜂窝麻面。收面应在浇筑完混凝土立即用原浆进行收面，不得另外拌砂浆收面，不得洒水收面。其工序是先用铝合金靠尺（刮杠），将砼面尽量刮平，然后再用长木抹粗抹一遍，使表面平整，稍停，再用铁泥抹细抹一遍，最后待大量水分蒸发后，再用铁泥抹压抹一遍，直至达到密实，平整，光滑。7.3.6拆模混凝土浇筑后待混凝土初凝后即可拆模，拆模必须小心