围堰导流施工方案

⑥进水口拦污栅及进口闸门安装。计划完成主要工程量见表1-2。表1-2首部枢纽“三枯”计划完成主要工程量序号工作名称单位工程量备注闸坝进水口合计1土石方开挖m31590015000309002混凝土m31254817309298573钢筋制安t3402355754帷幕灌浆m1681685固结灌浆t1511516金属结构安装t43508551“三枯”工程施工组织特点本工程剩余工程主要包括首部枢纽及引水隧洞。引水隧洞剩余1814m，其中施工支洞上游侧剩余513m，施工支洞下游侧剩余1301m，目前引水隧洞工程施工组织已逐步正常，且不受汛期等其他因素干扰，按每120m/月进尺，可与2017年10月开挖支护完成。其间可穿插Ⅳ、Ⅴ类围岩混凝土衬砌，可于2017年4月底完工。首部枢纽形象及混凝土完成量20.5%，尚余大量金属结构、机电设备安装。剩余施工项目多、工程量大、结构复杂，相互制约、受汛期影响大，如要完成合同进度目标，必须背水一战，在2016年~2017年枯水施工期全部完成。首部枢纽河道狭窄、导流难度大，如何实现快速、安全导流，为主体工程施工提供更多有效施工时间是剩余工程施工组织的关键。导流及度汛标准招标文件导流标准：首部导流建筑物为5级，导流标准采用十年一遇，导流时段为11月~翌年4月，相应的流量为132m3/s。首部度汛标准为全年P=10%，度汛流量为1050m3/s。考虑到本枯水期导流难度，分析《表1-1新藏水电站闸分期洪水可研采用成果》，每年1~4月十年一遇洪水流量在65.2以下。导流工程施工时段为2016年11月至12月20日，混凝土工程开始时间为2017年1月，计划完成时间为2017年4月底。综合分析围堰导流工程等临时工程施工导流标准按每年12月份五年一遇洪水标准，相应流量88.6m3/s；主体工程施工导流标准按每年1~4月十年一遇洪水标准，相应流量65.2m3/s。导流工程设计设计思路首部枢纽3#泄洪闸已具备过流条件，上游铺盖及右岸护岸混凝土已施工完成，该闸孔对应下游护坦、海漫已施工完成。沿3#泄洪闸左侧闸墩在下游护坦、海漫修筑混凝土重力式挡水墙（纵向围堰）形成泄水槽进行导流。混凝土纵向围堰按过水围堰设计，在洪水流量65.2m3/s以下时不过水，在洪水流量超过65.2m3/s时堰顶漫水但围堰稳定不损坏，该方案需采取水位预警机制，加强对上游水位观测，一旦发生围堰漫流水位，及时撤出基坑人员、设备、材料。基坑上下游横向围堰采用土石围堰，导流工程完成后可全面展开首部枢纽左岸工程施工。导流主要建筑物包括：闸孔上游纵向围堰、闸孔下游纵向围堰、上游横向围堰、下游横向围堰等。下游纵向围堰围堰参数拟定下游纵向围堰设计综合考虑围堰内过流能力及自身结构稳定确定，经试算初步拟定围堰参数：顶高程EL2161.0m，围堰高度4.0m（底面高程EL2157.0m），迎水面坡度1:0.3，背水面坡度1:0.6，堰底宽度5.1m。围堰右岸形成过流断面底宽9.5m，顶宽11.9m（右岸现状岩石边坡按1:0.3计算）。围堰长度：护坦、海漫范围65m，下游增加22m与横向围堰相接。围堰分段长度与护坦分缝相适应，其余分缝长度10.0~12.0m，段间采用铁皮止水，铁皮厚度1mm，宽度40cm，止水距迎水面50cm。围堰基底排水管口采用土工布封堵，防止混凝土堵塞，后期清孔。围堰混凝土强度等级C20，二级配。过流能力复核围堰内流量采用宽顶堰淹没流量公式进行计算：Q——宽顶堰过流量。σ—无坎宽顶堰淹没系数（已考虑侧向收缩），和下游水深与堰前水深的比值有关，假定设计边墙顶高与水面线平行，可计算出σ=0.9，考虑到河道现状情况及实际泄流量要小于以此计算的泄流量，考虑富裕度σ值取0.7。m—流量系数，m=0.32。B——堰宽，水深按3.5m计算，B取水深以下平均宽度10.55m。将以上数据带入上式，Q=68.5m3/s，满足过流要求。围堰稳定性验算（1）荷载组合纵向围堰作为施工期临时挡水建筑物，根据水工建筑物荷载规范，荷载组合：堰体自重、静水压力、扬压力。假定工况，围堰内水深按4.0m计算，单位长度围堰荷载：堰体自重：W=24*13.2=316.8kN；静水压重：压在迎水面坡体上，N=24KN；静水压力：按墙体全高计算，底部p=40kN/m，P=80KN；扬压力折减系数0.8，迎水面最大u=42N/m，U=107.1KN。0.5x9.8x4x5.1=100抗滑稳定性验算①按抗剪强度公式应该为减号式中：Ks——按抗剪强度计算的抗滑稳定系数，基本荷载组合的Ks值不得低于1.05。ΣN——法向力之和，为堰体自重N=316.8kN。ΣU——扬压力之和，U=107.1KN。ΣV——水平剪力之和，V=80KN；f——摩察系数，查参考资料，混凝土面之间摩擦系数f=0.5～0.7，考虑堰体与护坦混凝土不考虑凿毛处理，摩擦系数折减按0.4计算，施工时必须保证混凝土基面清理干净。代入上式，KS=1.18（1.17），抗滑稳定满足要求。②抗剪断公式式中：Kn——按抗剪断强度公式计算的抗滑稳定系数，基本荷载组合的Kn值不得小于3.0；C——堰基接触面抗剪断粘聚力，根据规范，混凝土与基岩的C值0.2~0.4MPa，常态混凝土结合面层C值1.16~1.45，本次计算取0.1MPa；A——堰体底面面积，A=5.1m2，f1——堰基接触面抗剪断摩察系数，根据规范，混凝土与基岩f1值0.7~1.0，常态混凝土结合面层f1值1.05~1.08，本次计算取0.5。其他荷载同前。代入上式，Kn=7.97（7.88），大于3.0，抗滑稳定满足要求。（4）抗倾覆稳定式中K0——抗倾覆稳定安全系数，基本荷载组合的K0值不得小于1.5。ΣMY——抗倾覆力矩，包括堰体自重力矩。ΣMH——倾覆力矩，静水压力力矩及扬压力产生的力矩。K0=2.25（2.29），满足抗倾覆稳定要求。（5）堰基应力复核δmax/δmin=(ΣW/A)+(6ΣWx/AL)式中，δmax/δmin计算段基础面上的最大、最小垂直正应力；ΣW作用于计算段所有垂直力的代数和；ΣWx作用于计算段上的所有荷载对堰基计算截面形心轴的力矩总和；B基础面的计算截面宽度，B=1.0m；L基础面的计算截面长度，L=5.1m； A基础面的计算截面积，5.1m2。经过计算，δmax=89.90Kpa，δmin=0.58Kpa，堰基面未出现拉应力，满足要求。过流能力保证措施（1）16#护坦下游海漫右岸岸坡深入导流渠中，影响过流，须挖除平顺，保证过流宽度。（2）对围堰下游河道进行疏浚，不因壅水而降低纵向围堰右侧渠道过流能力。堰体稳定措施（1）建基面清理为保证纵向围堰与建基面结合紧密，增加摩擦力，混凝土浇筑前对建基面清理干净，浇筑时缝面铺2cm厚同标号砂浆。（2）插筋作为安全储备，在围堰建基面布置两排插筋，迎水面布置距混凝土面150cm，排距2.0m，间距1.0m。插筋采用Φ25钢筋，长度2.0m，锚入建基面及围堰各1.0m，建基面造孔孔径不小于40mm，锚固砂浆M20。插筋在围堰拆除后割除，护坦表面外露钢筋头采用取芯钻钻孔，深度3cm以上，切除钢筋头，钻孔用高强砂浆修补。排水措施堰体下护坦、海漫布置有排水孔，如排水孔内水位升高则加大堰基扬压力，如及时排数则降低堰基扬压力，排水孔与基坑覆盖层连通，应加强基坑排水措施，降低基坑水位不超过护坦顶面，则可降低扬压力。下游横向围堰下游横向围堰采用砂砾石围堰，混凝土面板防渗。（1）围堰顶高程围堰顶高程确定以导流标准流量下河道水位确定。因未提供河道流量水位关系，围堰下游河道过流能力强于护坦段，偏于安全考虑下游横向围堰顶高程与纵向混凝土围堰相平即为2161.0。（2）围堰结构顶宽3.0m，边坡坡比1:1.5。（3）围堰位置围堰内侧距基坑开口线10.0m，围堰斜向修筑，右岸最近点距坝轴线120m，左岸围住下游挡墙。围堰长度65.0m。（4）围堰防渗参照前两个枯水期土石围堰防渗设计，在围堰外侧浇筑混凝土防渗面板，厚度30cm，混凝土强度等级C20。上游纵向围堰（1）围堰结构上游纵向围堰为混凝土围堰，顶高程以导流标准流量下单孔泄水闸闸前水位确定，流量65m3/s时，闸前水位2161.8m，该段渠道底部不平整造成浪涌，考虑安全超高，围堰顶高程确定为2163.0。现状高程2162.0m，需加高1.0m，对现状围堰顶面凿毛处理，新老围堰采用插筋连接，插筋布置在迎水面侧，保护层10cm，间距50cm；插筋采用Φ16钢筋，间距50cm。现状围堰宽度仅有50cm，在背水一侧填筑石渣形成复合围堰石渣顶宽4.0m，，与混凝土同高，坡度1:1.5。（2）过流能力保证措施①对该段河道下部阻水障碍物清除，并疏通河道。②跨上游铺盖施工便桥阻水，对其进行抬高处理，桥面高程2164.0。上游横向围堰现状围堰为土石围堰、混凝土防渗，上游段占压隧洞进水口部分建筑物，需进行改线，向上游偏移。改线围堰与原围堰结构相同，顶宽4.0m，边坡坡比1:1.5，边坡坡脚线控制在结构物外边线2m处，围堰内浇筑混凝土防渗墙，或根据河道束窄情况采取幕墙方式进行防渗。施工临时围堰施工临时围堰主要用于围护护坦混凝土纵向围堰基坑，将水流导至左岸，包括纵向围堰与下游横向围堰。该围堰使用时段为2016年11月至12月初，为减小施工难度并及早施工，导流标准采用每年12月份至次年5月份期间5年一遇标准，导流流量88.6m3/s。纵向围堰上游接2#泄水闸左墩，下游出海漫30m与横向围堰相接，纵向围堰长度约90m，横向围堰长度15m，全长105.0m。围堰顶高程2161.0，顶宽2.0m，边坡坡比1：1.5，在围堰背水侧采用30cm厚混凝土板防渗，混凝土强度等级C20。主要工程量见表3-1。表3-13#泄洪闸单孔导流方案主要工程量表序号项目名称单位数量备注1临时围堰回填m332002下游横向围堰回填m335003上游横向围堰改线回填m310004临时围堰防渗混凝土面板m390C205下游横向围堰防渗混凝土面板m360C206上游围堰混凝土防渗墙m350C207下游纵向混凝土围堰m31180C208上游纵向混凝土围堰加高m320C209插筋Φ25，L=2.0m根130护坦、海漫段10插筋Φ16，L=1.2m根160上游纵向混凝土围堰加高段导流工程施工施工程序填筑临时围堰（左侧过流）→围堰混凝土防渗面板施工→混凝土纵向围堰施工（3#孔单孔过流）→恢复左岸上游横向围堰，将水流导至右岸→填筑下游横向围堰及防渗处理→基坑排水→基坑开挖→主体建筑物施工。施工布置（1）施工道路除用现有工程区道路外，现场布置以下道路①自上游围堰平台在2号闸孔填筑石渣坡道，用于2号孔左临时围堰填筑。②自上游2167平台在3号闸孔填筑石渣坡道，用于3号孔淤积物开挖及纵向围堰混凝土施工。③左岸下游沿渠道路，起点为1号施工支洞洞口平台，终点至下游横向围堰左岸堰肩部位。（2）围堰料源土石围堰主料源来自1#渣场洞渣料及左岸边坡开挖碎石土料。土石围堰施工临时围堰施工包括：石渣填筑、铅丝笼块石护坡、块石护底等项目。围堰填筑（1）石渣填筑受场内交通条件限制，石渣填筑只能从上游向下游进占的施工方式，最后在下游向右岸安排占进。石渣填筑采用反铲装15～20t自卸汽车，运至工作面。石渣回填分水上和水下两部分。水下部分石渣回填采用进占法卸料，沿平行堰轴线方向进行，反铲平料碾压。（2）块石护坡对于上游横向围堰，迎水面采用块石防冲护坡。块石通过反铲装15～20t自卸汽车，运至工作面，然后人工配合反铲摊铺。钢筋石笼护坡临时纵向围堰迎水面局部采用钢筋石笼防护。在现场提前焊制钢筋笼，人工码放块石，焊接封口。水下较远部位用反铲配合放到坡面预定位置。钢筋石笼尺寸为长1.2m*宽0.5m*高1.5m，主筋为12mm，辅筋为8mm，石笼与石笼之间分层错缝铺设，笼间用8mm钢筋焊接，每层迎水面通过2根16钢筋将钢筋笼连成一个整体。摆放块石时，靠水面采用不小于20cm块石，靠水面钢筋网格为15cm，其余为20cm。混凝土防渗水下部分浇筑水下混凝土，水面以上采用模筑法。混凝土纵向围堰施工施工程序基础清理→测量放线→插筋制安→模板安装→仓面清理→止水施工→混凝土浇筑。施工方法（1）基础清理混凝土浇筑前，清除建基面上的杂物、泥土等，并用压力水冲洗干净，在混凝土浇筑前保持清洁、湿润。（2）测量放线基面处理合格后，用全站仪进行测量放线。放线时，标示出模板内边线。模板就位后，进行校核，保证结构体形，纵向围堰初步分10m一段。（3）插筋施工采用手风钻进行插筋造孔，孔径42m，孔深不小于锚固深度。钢筋在钢筋加工厂进行加工，严格按照要求下料，加工完毕经检查验收合格后，方可进行制安，如表面有油渍、漆污、锈皮等应在使用前清除干净。钻孔采用风水枪清洗干净，风吹干，注入锚固砂浆，将钢筋插入孔内固定。（4）模板施工纵向围堰分段一次浇筑完成，采用大面钢模板。模板在每次使用前应清洗干净，检查面板的平整度，面板不平整、不光滑，达不到要求的不得使用，面板涂刷脱模剂，浇筑前测量控制好结构体型，模板接缝处必须加固牢靠，模板加固主要采用内拉方式加固定型。纵向围堰因带坡面，模板内侧采用1.5寸钢管临时支撑。模板拆除时，遵循下列规定：在其强度不低于2.5MPa时，方可拆除。（5）止水施工因纵向围堰使用时间较短，止水采用16cm宽的1mm厚铁皮，两端混凝土各镶嵌20cm，安装位置平行迎水面侧50cm。在先浇块，止水折成L形贴紧模板，后浇块抠出稍作调整即可满足要求；止水片搭接10cm用铆钉连接；止水下部贴紧下部混凝土面不需要锚固。仓面清理主要内围堰基面进行清洗，用钢丝刷清洗掉水锈、附着物，用棉纱擦干。（7）混凝土施工混凝土在上游2167平台拌合站拌合，采用自卸汽车运输混凝土，运输中不应发生分离、漏浆和严重泌水。3）混凝土的浇筑混凝土采用反铲入仓。基面先铺一层同标号水泥砂浆。混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于2m，当大于2m时，应采用接软管等方式浇筑，仓内注意薄层平铺，铺料厚度30～50cm，混凝土均匀上升，浇筑面保持水平面，严禁混凝土入仓冲击模板变形。平仓防止骨料分离，注意层间结合，加强振捣，确保连续浇筑，防止出现冷缝，浇筑过程中模板工和钢筋工要加强巡视维护，异常情况及时处理。浇筑混凝土应分层进行，其分层厚度（指捣实后的厚度）不宜大于振捣器作用部分长度的1.25倍，控制在30cm左右。浇筑混凝土过程中，严禁在仓内加水。如发现混凝土和易性较差，采取加强振捣等措施，以保证质量。采用Φ100、Φ100振捣器振捣，混凝土振捣时振捣器插入点要整齐排列，防止漏振，插入间距为振捣器作用半径的1.5倍，并应插入下层混凝土5～10cm。振捣器采用“快插慢拔”的原则，直至混凝土表面泛浆、混凝土不再显著下沉、气泡不再冒出时为准。混凝土振捣要保证钢筋不产生位移，模板不走样。3）养护洒水养护，最后一仓养护时间不少于3d，之前浇筑仓号持续养护至通水。施工进度计划本期导流工程计划于2016年11月1日开始施工，2016年12月10日完成，具备导流条件。资源投入计划主要施工人员见表6-1。表6-1施工人员计划表序号工种人员数量备注序号工种人员数量备注1管理人员46模板工122技术员37司机183质检员18混凝土工204测量人员29普工305安全员1主要设备见表6-2。表6-2主要设备资源配置表序号设备名称型号及规格数量备注1反铲PC2203台2自卸汽车15t8台3装载机ZL501台4混凝土搅拌车25空压机20m3/min16手风钻YT-284插入式振捣器Φ1004台插入式振捣器Φ506台质量保证措施本次导流工程是剩余工程施工组织的关键因素，应严格控制施工质量，避免由于质量问题造成施工中断及安全事故。（1）土石围堰严格按设计断面回填，坡度、尺寸满足要求，迎水面回填块石防冲，水流流速大部位采用钢筋石笼加固。（2）混凝土纵向围堰插筋造孔孔径不得小于40mm，保证钢筋外侧锚固砂浆握裹厚度及锚固效果；孔深不小于设计孔深；孔内应清洗干净。砂浆应按配合比拌制，保证强度指标，充填应饱满。钢筋下料长度不小于设计要求。（3）护坦、海漫混凝土围堰基面应清洗干净，保证上下层混凝土摩擦系数。（4）混凝土的质量形成过程分为：原材料的检测、拌和控制及运输控制、浇筑控制四个阶段，为确保本工程混凝土质量，采取如下措施保证混凝土的运输及浇筑质量。①混凝土施工前，现场试验室根据要求进行各种原材料的检测，确定施工配合比。②拌合站每次搅拌前，应检查拌合计量控制设备的技术状态，以保证按施工配合比计量拌合，还应根据材料的状况及时调整施工配合比，准确调整各种材料的使用量，接受监理工程师及业主的监督。③从拌合站运至施工现场的混凝土应先检查随车提供的配合比通知单是否符合现场当前所需的混凝土配合比要求，再检查混凝土的坍落度等是否满足入模要求，否则不得在本工程中使用，重新处理合格后才能使用。④混凝土入模平仓振捣，严格按施工工艺实施，不得漏振和过振，以确保混凝土均匀密实。安全保证措施施工安全措施导流工程在河道内施工，面临超标洪水、交通安全、设备倾覆落水等安全隐患。土石围堰填筑（1）进入戗堤现场的所有运输车辆（截流专用）必须听从现场指挥人员的指挥。所有车辆严禁超载、超速行驶。车辆严禁搭载他人，装载填料的车辆不许关闭车窗，驾驶员必须身穿救生衣，如遇险可迅速自救。（2）推土机、装载机及反铲在戗堤施工时，必须身穿救生衣，打开车门。（3）堤头处明确每班指挥汽车和反铲人员，汽车在卸料时应有