公伯峡水电站截流施工组织设计(定稿)文档

公伯峡水电站截流及围堰施工组织设计（修订版）水电四局第一施工局工程技术办二○○二年三月批准：审查：校核：编写：目录TOC\o"1-3"\h\z一、概述： 51.戗堤型式 52.上游围堰型式 53.下游围堰型式 64.高喷防渗板墙设计 75.工程量汇总 7工程量表 7二、施工布置： 81.施工用风 82.施工用水 83.施工排水 83.1初期排水 83.2长期排水 84.施工用电 95.施工道路布置 96.堰体填筑材料及料场规划 10三、主要节点工期安排： 101.截流前 102.截流后 11四、施工方法： 111.戗堤施工 112.上游围堰堰体施工 122.1堰体填筑 122.2砼防渗墙施工 122.3防渗土工膜施工 133.下游围堰施工 143.1堰体填筑 143.2高喷防渗墙施工 144.黄土芯墙施工 16五、截流组织机构： 17六、施工劳动力、施工设备及材料计划： 181.劳动力计划 18劳动力计划 182.截流及堰体施工设备 18主要施工机械设备配置表 183.主材计划 19主要材料计划 19七、进度、质量、安全保证措施： 20一、概述：根据业主确定的截流日期，2002年3月18日将进行主河床截流。依照设计规划，上游围堰按20年一遇洪水（流量=1500m3/s）设防，相应围堰高程▽1919.00m；下游围堰按20年一遇洪水设防，相应围堰高程▽1905.00m。1.戗堤型式按照设计规划，截流流量定为120m3/s，截流完成后，李家峡电厂两台机发电，对应公伯峡坝址区域流量680m3/s，相应水位▽1908.8m，此流量持续时间为15天，此后李家峡电厂正常发电，因此在截流完成后15天内需迅速将戗堤加高至▽1914.00m高程，至2002年6月30日前需将戗堤加高至▽1919.00m高程。根据以上情况，拟定截流戗堤顶部高程为▽1907m，对应宽度22.0m，上游坡比取1：1.0；下游坡比取1：1.5。初期截流为减少抛投强度，戗堤顶部宽度取15m，剩余7.0m在截流完成后在较短时间内加宽。戗堤详图见：“GBX—WY—01”。2.上游围堰型式上游围堰堰顶高程为▽1919.00m，河床高程约为▽1888.00m，堰体由截流戗堤、草土子堰截水槽、砼防渗墙、土工膜等组成。堰基下部覆盖层厚度为8m左右，最大堰高31m。考虑到2003年渡汛要求，堰体有可能加高至▽1926.5m，因此堰顶宽度需取17m（相应高程▽1919.00m），相应堰顶轴线长为94m，堰体上游坡比不陡于1：1.0，下游坡比为1：1.5。合龙后，为方便砼防渗墙的施工，在戗堤下游坡角处设草土子堰截水槽，堰高为2.0m左右，槽宽3.0m，开挖深度至▽1882.00m高程，长度与河床长度相同，子堰为草袋装黄土码砌，宽度为1m。砼防渗墙布置在草土子堰下游，墙高为15m、厚度为1.5m的直墙，砼采用C20、Ⅱ级配的素砼，砼浇筑前先将覆盖层全部剥除，基础开挖至新鲜基岩后，打设φ25锚筋，锚筋长度为3.7m、锚筋入岩3m、外露0.5m、端头握成长度为0.2m的直角弯钩，间距为1.5m（单排），砼防渗墙浇至顶部时预埋土工膜，以便与堰体防渗土工膜衔接，土工膜预埋深度不得小于0.3m。堰体与两岸坡衔接部位的防渗采用土工膜与砼齿槽相接方式，即在浇筑砼时预埋土工膜，便与堰体防渗土工膜衔接，使防渗墙、齿槽、土工膜构成一个封闭的防渗体系。砼齿槽断面为0.5×0.5m，砼采用C20、Ⅱ级配的素砼，齿槽底部设φ25锚筋，锚筋长度为2.5m、锚筋入岩2m、外露0.5m、端头握成长度为0.2m的直角弯钩，间距为1.5m（单排）。鉴于左岸岩石出露高程较低，考虑土工膜铺设较困难，因此在左岸沿岩体走向浇筑一厚度为1.0m，高度达到土工膜铺设要求的砼防渗墙，砼采用C20、Ⅱ级配的素砼。砼防渗墙及齿槽分段长度10~15m，砼防渗墙分层高度按3m控制。砼分缝处设651型橡胶止水带，止水带采用止水卡进行加固，在施工过程中严禁将止水带损坏或出现线断线情况造成漏水隐患。上游围堰防渗体中的土工膜选用两布一膜型式的PVC土工膜，PVC主膜厚0.8mm，幅面宽2.3m，长50.3m，单位平米重1340g，主膜两侧粘有无纺布。上游围堰体型详图见：GBX—WY—02。3.下游围堰型式下游围堰堰顶高程为▽1905.00m，河床底部高程为▽1895.00m，堰基覆盖层厚约为10m，最大堰高为10m，采用戗堤式围堰结构，堰体由细砂砾石、石碴、施工弃碴、黄土、高喷防渗板墙结构组成。主堰体为顶宽10m，堰顶轴线长为148.10m，迎水侧设顶宽1.5m的石碴护坡，堰体上下游坡比均为1：1.75。堰体▽1901.00m高程以下设高喷板墙防渗体，嵌入基岩20cm，上部设黄土芯墙，芯墙要求分层压实，分层厚度30cm(人工夯实)或50cm(机械夯实)，压实度≥1.65t/m3，芯墙与高喷防渗板墙组成全封闭的垂直防渗体系。4.高喷防渗板墙设计防渗体为旋摆结合防渗板墙，板墙厚度为喷桩直径，施工时采用三管法，钻孔间距为1.1m（单排），孔径为φ91mm，孔斜不大于1º；喷浆水泥采用425#普通硅酸盐水泥，进浆比重1.6~1.8g/cm3，回浆比重小于1.2g/cm3，进浆量70L/min，浆压0.55Mpa；水压38Mpa，水量75L/min；风压0.7Mpa，风量0.4~1.8L/min；旋喷提升速度6~12cm/min（水上为8~12cm、水下6~8cm），旋转速度3~5rd/min；摆喷提升速度7~12cm/min（水上为9~12cm、水下7~9cm），摆喷角度±30º。5.工程量汇总工程量表序号项目单位数量备注1戗堤工程施工石碴M3328802钢筋铅丝笼M315003砼四面体个108t/块5黄土M381136细砂M315207上游围堰工程量土工膜M24200两布一膜结构8施工弃碴M31260009两岸齿槽石方开挖M315010现浇齿槽砼/防渗墙砼M3150/655C20Ⅱ级配11截流后戗堤后部清理M3350012黄土M328600防渗体两侧回填14下游围堰工程量砂砾石M31880015施工弃碴M31210016黄土芯墙填筑M3687017高喷防渗板墙M2128518道路基础石碴挖除M3638019导流洞进口岩坎爆除M3200020导流洞出口岩坎挖除M322000二、施工布置：1.施工用风截流及围堰施工期，主要为上游围堰砼防渗墙浇筑时，清理基岩和锚筋打安用风，在上游围堰布设一台25m3/min油动式空压机，用3/4″胶皮管将风引至工作面即可。下游围堰施工用风由高喷台车自备供风设施即可。2.施工用水主要是堰体高喷防渗墙施工用水，选用2台2〞潜水泵从黄河直接抽取，用φ50mm的焊接钢管或胶管将水引入施工作业面。3.施工排水3.1初期排水截流戗堤完成闭气后，基坑总积水量约33.2万m3。基坑内上游最大水深9.4m，下游最大水深4.4m。排水点分布在上、下游围堰处，排水期水位下降速度控制在0.7m/天，基坑内的积水在10天内完成。排水强度：33200万m3/天（1383m3/h），考虑上下游渗水，排水强度约为2766m3/h，相应配置扬程50m，流量为972m3/h的12寸离心泵2台,流量为612m3/h的10寸离心泵2台，流量为268m3/h的8寸离心泵3台，流量为120m3/h的6寸离心泵5台（2台备用），各离心泵设相应的逆流阀和截止阀，另配2寸潜水泵4台，以便离心泵启动。3.2长期排水围堰基础防渗施工期排水主要由基坑渗水、雨水和少量施工弃水组成。上游围堰轴线处的河床覆盖层厚度约8～10m，渗透系数为0.2~0.5m/天。在围堰基础防渗施工期，上下游平均水头差为14m，按此计算的最大渗流量约为1163m3/天。下游围堰河床覆盖层厚度为10m，防渗墙施工期围堰的最大渗流量为2846.9m3/天。因此在基坑内的积水排除后，在上游堰、下游围堰内侧坡角处各设置截水槽及截水沟抽排基础的渗水。截水沟尺寸：0.5m×0.5m。其中上游选择流量为200m3/h，扬程为50m的离心泵2台；下游选择流量为200m3/h，扬程为50m的离心泵3台，20m3/h，扬程为40m的潜水泵2台。排水布置图详见：GBX—WY—03。4.施工用电围堰施工主要用电设备有基坑排水设备、砼浇筑设备、高喷防渗墙施工设备及施工区照明等的用电，施工用电高峰期为截流后基坑初期排水阶段。抽水用电：根据水泵布置情况，上游围堰处用电负荷约620KVA，下游围堰处用电负荷约450KVA。上、下游围堰距离为840m，因此需在上、下围堰处分别设置供电电源。上游围堰左岸低线路附近需布置一台1000KVA箱式变压器。变压器处制作1面低压配电柜，内设置1500A总开关1个，600A空气开关1个，400A空气开关4个，100A空气开关2个及相应的计量装置，并提供满足2台280KW高压电机启动的电源。下游围堰施工用电考虑在下游围堰右岸上游侧附近布置一台800KVA箱变，变压器处制作1面低压配电柜，内设600A空气开关1个，400A空气开关2个，100A空气开关1个及相应的计量装置，并提供满足1台280KW高压电机启动电源。水泵电机大于或等于45KW时配置与电机功率相当的JX01型自耦减压启动柜。配电柜至水泵启动柜用3×（BLX-3×185）+BLX-1×50立杉杆架简易线路。照明用电：上游围堰大面照明考虑在左岸截流路下游的孤山包顶部设置4～5盏3.5KW投光镝灯；下游围堰大面照明采用在导流洞出口明渠左侧及左泄护岸附近各设置一座10m高金结构灯塔，灯塔上各安2盏3.5KW投光型镝灯。小范围照明均根据现场情况装设1000W碘钨灯的方式。5.施工道路布置截流道路：左岸低线施工道路上游可至药水沟料场，下游接黄河大桥，交通便利，且该条施工道路已基本形成。在正式截流前将该路前沿（戗堤部位）降至▽1907.00m高程并向上游再延伸约20m形成施工平台。堰体填筑施工道路：堰体填筑施工道路以本标段前期施工项目已形成的左、右岸施工干道为主。上游围堰利用左岸低线截流施工道路进行堰体填筑；下游围堰施工道路利用进厂公路和左岸低线路进行堰体填筑。道路布置详见《围堰施工平面布置图》，图号GBX—WY——04。6.堰体填筑材料及料场规划堰体填筑施工材料主要有：钢筋铅丝笼（2×1×1m）、砼四面体(重8t)、施工弃碴、砂砾石、细砂、黄土。钢筋铅丝笼加工成网片后运至施工现场进行连接，其中1200m3装好块石堆存在截流路上游的1930.00m平台，所需块石从附近碴场采集。砼四面体，在左岸预制厂预制，砼选用C20、Ⅱ级配料，四面体顶部设2φ25吊钩，吊钩埋深不小于1.2m。堰体填筑所需施工弃碴从药水沟弃碴场、左岸2#冲沟弃碴场用正铲或装载机配合自卸汽车装运。砂砾石从右岸▽1907.00m道路采集，用正铲或装载机配合自卸汽车装运。细砂：从永久筛分系统（水车村）取用。黄土：从右岸古什群弃碴场（上下游交通路）挖运。三、主要节点工期安排：1.截流前2002年3月1日前完成左右岸截流路的修整、延长及扩宽施工，并对截流道路进行维护，确保道路畅通；2002年3月1日前根据截流及堰体施工需要逐项检查料源、料场和特殊材料备料情况，确保各种施工用料质量可靠、数量充足；2002年3月10日前完成上游围堰右岸铅丝笼及杂物的清理；2002年3月17日前截流施工设备、人员到位，截流组织机构运转；2002年3月17日前将进、出口岩坎爆除，具备过水条件；2002年3月18日进行截流；提前进行水文气象观测，截流10天前，向西北水调报送初拟截流施工期坝址区流量控制计划，并就此计划与西北水调达成一致意见，保证截流的顺利进行。2.截流后截流时流量为120m3/s，截流完成后，李家峡电厂两台机发电，对应公伯峡坝址区域流量680m3/s，相应水位▽1908.801m，此流量持续时间15d，此后李家峡电厂正常发电，因此在截流完成后15d需迅速将戗堤加高至▽1914.00m高程，至2002年6月30日前将戗堤加高至▽1919.00m高程，根据以上情况确定如下工期计划。2002年3月18日—2002年3月21日截流（戗堤顶部高程▽1907.00m）；2002年3月21日—2002年3月25日戗堤加高至▽1914.00m；2002年3月21日—2002年3月23日下游围堰填筑至▽1901.00m；2002年3月23日—2002年3月31日完成基坑初期排水；2002年4月1日—2002年5月15日完成上游围堰防渗项目；2002年4月1日—2002年5月1日完成下游围堰防渗项目；2002年5月16日—2002年6月30日上游围堰填至▽1919.00m高程；2002年5月2日—2002年6月25日下游围堰填筑至▽1905.00m高程。四、施工方法：1.戗堤施工结合黄河上游以往水电站的截流经验及实际地形，公伯峡水电站截流选用自左向右的单戗立堵进占方式。截流戗堤予进占与合龙，平均抛投强度约485.5m3/h，闭气及堰体加宽，平均抛投强度约494.6m3/h。填筑料从左岸药水沟弃碴场、左岸2#冲沟弃碴场取用，运距约为1.0km~2.0km。龙口予进占宽度，根据水力计算，定为10m，龙口完成予进占后，上游来流量需控制在120m3/s以内。在合龙过程中，抛投料的粒径应按以下要求控制：龙口宽度为20m时：1901.00m高程以下，先抛投2×1×1m钢筋铅丝笼及钢筋铅丝笼串，然后抛投施工弃碴；龙口宽度为10m时：1902.00m高程以下，先抛投砼四面体，然后抛投施工弃碴；龙口宽度为0m：1902.00m高程以下，抛投施工弃碴。龙口合龙施工采用堆石体戗堤由左岸向右岸单向立堵进占，用自卸汽车将石碴、铅丝笼、砼四面体运至戗堤进占前沿抛投，并配备推土机辅助推料，直到合龙。合龙后立即进行戗堤加宽填筑，戗堤加宽至设计断面（即保证土工铺设要求的断面）。合龙并加宽截流戗堤后，立即进行戗堤的闭气，闭气料分三次抛填完成。第一次抛填顶宽为2.0m的施工弃碴；第二次抛填一层细砂；第三次抛填顶宽为1.0m的黄土；闭气料按要求抛填完成后，对戗堤的渗流量情况进行观测，当发现有较大的渗水通道时，在上游补充抛填细料及黄土，至渗流量很小为止。截流合龙填料方案见图：GBX—WY—022.上游围堰堰体施工2.1堰体填筑上游围堰堰体填筑分二期进行施工，前期为▽1914.00m以下断面堰体的填筑；后期为上游围堰▽1914.00m以上堰体的填筑。前期上游堰体填料主要包括防渗黄土及施工弃碴，后期上游堰体填料主要包括土工膜两侧黄土、施工弃碴填筑。上游围堰堰体填筑总量约20万m3。堰体填筑自下而上分层碾压，自卸汽车将填筑料运至堰体由左岸向右岸进占法卸料填筑，用TY-220推土机铺料。大面选用SD—100D自行式振动碾碾压，局部及边角部位配备电动蛙式打夯机夯实。石碴铺填厚度为60~80cm，铺料碾压时洒少量水进行碾压，加水量依据来料情况进行调整控制在10%左右，碾压后施工弃碴容重按不小于2.1t/m3控制，每填筑一层检测一次，对于未达到填筑要求的的部位重新碾压或换填直至达到设计要求。2.2砼防渗墙施工施工工序：测量放线——开挖(至新鲜岩石)——打安锚筋——清基交面——验收——放线——立模——预埋土工膜——验收——浇筑——养护——拆模——验收——回填压实。河床覆盖层采用反铲配合自卸汽车挖除，基础要求开挖至新鲜基岩面，在基础开挖过程中，若遇到较大的破碎带时，在浇筑砼防渗墙时予埋固结灌浆管进行固结灌浆，确保达到防渗要求。砼浇筑前按设计要求进行锚筋的打安，建基面清理直至达到浇筑要求。砼浇筑时模板采用P1015、P3015散钢模，用散板进行堵缝，砼料由搅拌罐拉运至现场，砼泵入仓，人工手持式振捣器振捣密实。当在浇筑区有大量积水时，采用导管法将积水及时排走，并适当减小水灰比、降低陷度，尽可能在较短的时间内保证砼正常入仓、凝结。尽可能做到仓面干净，少积水。砼浇筑达到7天龄期后，可在防渗墙两侧进行石碴回填，石碴回填时采用人工夯实，压实度不得小于2.1t/m3，压实厚度不得大于30cm，填筑时两侧均匀上升，两侧高差不得大于60cm。2.3防渗土工膜施工施工工序：黄土铺填压实——修坡——验收——土工膜铺设——黄土覆盖压实——黄土铺填压实——修坡——验收——土工膜铺设——土工膜粘结——验收——黄土覆盖压实——下一循环。依据堰体填筑及砼防渗墙施工的进程，尽快及时的埋设土工膜，完成土工膜与砼防渗体系的闭合连接。土工膜铺设自下而上，边铺设边进行堰体填筑，填一层，铺设一层。现场土工膜铺设作业主要包括土工膜粘接与土工膜铺设两部分。土工膜粘接主要是进行土工膜与土工膜埋设接头的粘接。粘接现场施工同生产性粘接试验，土工膜铺设随堰体分层填筑进行，铺设顺序为：先进行土工膜一侧的堰体填筑，并进行碾压夯实、修坡、铺设土工膜。当土工膜铺设好后，再进行另一侧的填筑压实。现场土工膜作业施工，其每层施工顺序是：主膜粘接→主膜粘接质量检查、处理、验收→第二层无纺布粘接→铺设土工膜、堰体填筑、进行下一循环作业。如在施工过程中出现土工膜破损等现象，应将破损的部位剪除，并用同种材料拼接或贴补将破损部位修复，拼接或贴补要求确保粘结质量、不得出现渗漏隐患。3.下游围堰施工3.1堰体填筑下游围堰堰体填筑分二期进行施工，前期为EL1901.00m以下堰体的填筑。后期为下游围堰EL1901.00m以上堰体的填筑（在高喷防渗板墙施工完毕后开始）。下游堰体填料主要包括细砂砾石、防渗黄土及护坡石碴。下游围堰堰体填筑总量约4万m3。堰体填筑自下而上分层碾压，自卸汽车将填筑料运至堰体可从左右岸同时卸料填筑，用D8R推土机铺料。大面选用SD—100自行式振动碾碾压，局部及边角部位配备电动蛙式打夯机夯实。施工弃碴或砂砾石铺填厚度为60~80cm，铺料碾压时洒少量水进行碾压，加水量依据来料情况进行调整进行控制，碾压后施工弃碴容重按不小于2.1t/m3控制，每填筑一层检测一次；黄土铺填厚度控制在50cm左右，采用SD—100振动碾进行碾压，容重按不小于1.65t/m3控制，在填筑工程中若采用人工夯实，则铺层厚度不得大于30cm，在填筑过程中随时进行压实度检测，对于未达到填筑要求的的部位重新碾压或换填直至达到设计要求。3.2高喷防渗墙施工3.2.1工艺流程施施工准备测量放孔制浆系统就位钻孔就位开孔复核孔位钻孔泥浆护壁护壁泥浆制备、输浆终孔、测孔深、孔斜成孔2~3m复核孔斜高喷台车就位确定单孔分段高喷参数高压水泵准备高压用水准备空压机准备水泥浆输浆系统水泥浆制备孔口试喷下高喷管旋喷、摆喷、提管高喷结束孔口地面陷坑回填2~3次工艺流程图3.2.2钻孔根据施工部位本着高效、方便的原则合理确定设备位置，设备的布置尽可能减小相互的干扰。严格依据设计要求由测量将各孔位确定准确，经验收无误后方可开始钻孔，造孔采用SGZ-Ⅵ型地质回转钻机进行，用黄土泥浆护壁，孔斜采用KPX-Ⅰ型高精度测斜仪测控。每成孔2~3m测斜一次，将相关数据详细记录，并根据检测数据及时调整造孔方位，确保造孔质量。在钻孔过程中施工单位不得私自修改孔位、孔径、孔距等施工参数，确实需要调整时，由施工单位联系相关部门共同确定调整措施。3.2.3灌浆高压旋（摆）喷由三重管高喷台车实施，灌浆时采用集中制浆，将围堰高压旋（摆）喷灌浆浆材统一布置在施工现场的集中制浆站，用ф1.5″胶管将所需浆液输送至灌浆部位，制浆采用2台ZJ-400型高速搅拌机，2台JJS-10型1m3储浆机，2台JJS-2B型搅拌槽，2台SGB6-10型输浆泵。灌浆采用SGB6-10型灌浆泵2台，高压水泵3dⅡ-SZ-TS/50型2台，泥浆泵2台，高喷台车2台，7.5kw卷扬机2台，GJY-Ⅱ自动记录仪2台。3.2.4孔口处理高压旋（摆）喷完成后，利用孔口所返浓浆进行无压自流回填，如此反复2~3次将孔口陷穴填满为止。4.黄土芯墙施工 高压旋（摆）喷结束后，按芯墙设计体型，在高喷防渗墙两侧下挖40~50cm，用黄土换填并压实，然后进行芯墙与堰体的分层填筑施工，在填筑过程中，本着先填芯墙后填两侧弃碴的原则进行施工，及时将植物根系或其他杂物清理干净。填筑厚度控制在30cm(人工)或50cm（机械），黄土压实度必须大于1.65t/m3，每填筑一层检测一次，及时将未达到设计要求的部位进行处理，防止遗留安全及施工隐患，黄土填筑经检测合格后，可进行两侧施工弃碴的填筑压实，施工程序同堰体填筑。五、截流组织机构：为加强前方协调指挥，特设前方截流指挥中心，中心设在生产办公室，联系人：党存文、薛天东、黄书鼎，联系电话：3083、3084。六、施工劳动力、施工设备及材料计划：1.劳动力计划劳动力计划序号工种2002年2003年1月2月3月4月1月2月3月4月1机械运转工182司机403电工622222224修理工822222225水泵工666666666起重工27钻灌工208空压机工39电焊工610灌浆工611普工801010101010101012技术管理人员81111111合计203212121212121212.截流及堰体施工设备主要施工机械设备配置表序号机械设备名称规格型号单位数量到货时间备注一土石方施工机械2002年3月18日前就位1液压挖掘机PC650/EX400台1/1在公伯峡2液压反铲CAT33