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文档简介
一枯导截流施工方案1.编制依据(1) 四川华能飞仙关水电站土建工程施工招标文件(2) 四川华能飞仙关水电站土建工程施工投标文件(3) 四川华能飞仙关水电站土建工程施工组织设计(4) 水利水电工程施工组织设计手册(第一卷)(5) 水利计算手册(2006年第二版)(6) 洪口胶凝砂砾石筑坝(堰)技术试验应用研究(中国水利水电闽江工程局)2.工程概况工程简介四川华能飞仙关水电站工程位于四川省雅安市庐山县飞仙关镇侧的青衣江河段上,为青衣江干流梯级开发的第一级,下一级为已建的雨城电站。挡水发电枢纽布置从左至右依次为:左岸非溢流坝段、安装间及副厂房坝段、主厂房坝段、冲砂泄洪闸坝段、右岸非溢流坝段等;电站装机容量2X50MW。水文气象本流域由于受特殊地理位置、地形作用的影响,构成了著名的青衣江暴雨区。该区雨量非常充沛,流域平均降雨量达1776.7mm。但在地区上变化较大,大致由西北向东南递增。飞仙关水电站距雅安市约12km,根据雅安市气象站观测资料统计多年平均蒸发量838.8mm,多年平均相对湿度79%,多年平均雷暴日数31.5D,多年平均降雨量1732.4mm,年最多降雨量2367.2mm(1966年),年最少降雨量1204.2mm(1974年),历年最大日降雨量339.7mm(1959年8月12日),多年平均雨日218天,历年最多雨日234天(1954年),故雅安素有“天漏”、“雨城”之称。水文特性(1)径流飞仙关水电站距下游多营坪水文站(集雨面积8777km2)约10km,区间无大的支流加入,区间面积仅29km2,占多营坪站控制面积的0.3%。因此,飞仙关水电站设计可以直接采用多营坪水文站的水文资料及水文分析计算成果。飞仙关水电站坝址多年平均流量360m3/s,多年平均径流量113.5亿m3,多年平均径流深1293mm。(2)洪水1)设计洪水青衣江流域不但暴雨频繁,而且强度很大,使洪水具有峰高量大,洪水频繁的特点。飞仙关水电站设计洪水成果直接采用多营坪水文站洪水分析计算成果,详见下表。飞仙关水电站(多营坪站)设计洪水计算成果表均值(m3/s)CvCs/Cv各频率设计值(m3/s)0.20%1.0%2.0%3.3%5.0%10.0%20.0%33.3%51700.403.00141001170010600979091207940668056702)分期设计洪水飞仙关水电站(多营坪站)分期洪水计算成果见下表。考虑到洪水出现时间的偶然性在使用以下成果时,主汛期提前(汛前)、错后(汛后)10天,非汛期提前错后5天。飞仙关水电站(多营坪站)分期洪水成果表时段均值(m3/s)CvCs/Cv各频率设计值Xp(m3/S)2%5%10%20%33.3%50%1月1100.132.001411351291221161092月1310.303.002292041841611431253月2750.554.007245784693622852254月6640.583.001750142011709167215595月9700.352.00179015901420124010809316〜9月51700.403.00106009120794066805670477010月8780.503.00208017301460118096277311月4860.653.501430112088966350237912月1770.222.00266246228209191174分月、旬平均流量成果表时段均值各频率设计值XP(m3/s)P(%)251020504月上旬201417360314264186
中旬234501428370308212下旬2645134544043482535月上旬293539481433378284中旬327660572502426306下旬34167859051944232010月上旬433728658600534421中旬396638583537483389下旬33857051747242033011月上旬275450410376338270中旬227376341311278221下旬1892742552392201863)水位流量关系曲线飞仙关水电站坝址下游100m处断面水位流量关系曲线见下表。飞仙关水电站坝下100m水位流量关系曲线流率表水位\水位0.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90598.0083.087.594.4102110118127136146156599.00167178190202215228241255270285600.00301317334351368386405424442460601.00478496515533552571590609628648602.00667687707727747767789810833855603.008789029259509749991020105010801100604.001130116011801210124012601290132013401370605.001400142014501480151015301560159016201650606.001680171017401770180018401870190019301970607.002000203020702100210021702200223022702300608.002330237024002440247025102540258026102650609.002680272027602800283028702910295029903030610.003070311031603200324032903330337034203460611.003500355035903630368037203760381038503900612.003950399040404080413041804220427043204360613.004410446045004550460046404690474047904840614.004880493049805030508051305170522052705320615.005370542054705520557056305680573057805840616.005890594060006060611061706230628063406400617.006460653065906660672067906860693070007070618.007130720072707340741074707540761076807750619.007820788079508020809081608230830083708440620.008510858086508730880088708940901090909160621.009230930093709450952095909670974098209890622.009970100001010010200103001040010400105001060010700623.0010700108001090011000111001110011200113001140011400624.0011500116001170011800119001190012000121001220012300625.0012400125001260012700128001280012900130001310013200一枯施工导流控制工期(1) 右岸边坡开挖和支护、导流明渠完成时间:2010年9月30日;(2) 一枯截流时间:合同要求2010年11月上旬,业主要求2010年10月15日;(3) 一枯围堰及其基础防渗完成时间:2010年11月30日。导流标准、时段及设计流量本工程装机容量2X50MW,属二等工程,主要建筑物为III级,次要建筑物为W级,相应临时建筑物为V级。根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004)的规定,采用土石围堰时,其导流标准为洪水重现期5〜10年。闸坝工程采用十年一遇洪水标准作为施工导流设计标准,施工导流时段10月中旬〜次年5月中旬,相应导流设计流量1460m3/s。厂房工程在枯期小基坑围堰保护下施工,采用十年一遇导流洪水标准,导流时段为10月中旬〜次年5月中旬,相应导流设计流量1460m3/s。导流方案及导流程序根据本工程的特点,结合现场实际情况,本工程的施工导流方式和导流程序为:采用右岸明渠导流方式,第一年春季枯水期完成天全河、宝兴河汇口处鱼嘴清理开挖,形成各期基坑上游导流泄洪通道,9月底前完成右岸边坡开挖、支护和导流明渠施工。一枯(第一年10月中旬〜第二年5月中旬)围左岸厂房、冲砂闸和1孔半泄洪闸,利用右岸明渠导流,至少完成相应泄洪冲砂闸620m高程以下全部土建和门槽等埋件安装,完成二期纵向围堰和厂房枯期小基坑围堰,形成二枯右岸基坑和左岸厂房施工导流通道,一汛(第二年5月下旬〜10月上旬)基坑停工度汛;二枯(第二年10月中旬〜第三年5月中旬)围右岸剩余泄洪闸和恢复左岸厂房枯期小基坑施工,利用已建泄洪冲砂闸过流,至少完成右岸泄洪闸620m高程以下全部土建和门槽等埋件安装,完成厂房自身防洪体系,并下闸封堵厂房流道,二汛及以后厂房在其自身防洪体系及流道闸门的保护下继续施工,至第四年8月首台机组发电。施工导流特性表导流时段挡水导流方式设计标准设计流量2010年10月〜2011年5月一期围堰挡水、右岸30m明渠过流P=10%Q=1460m3/s2011年6月〜2011年9月基坑停工度汛————2011年10月〜2012年5月二期右岸上、下游围堰挡水,左岸厂房枯期小基坑围堰挡水施工,一期已建2孔冲砂闸+1孔泄洪闸泄流P=10%Q=1460m3/s2012年6月〜2013年8月厂房自身防洪体系及流道闸门挡水度汛P=5%Q=9120m3/s一枯导流工程施工规划按照设计思路和整体规划,本工程一期采用右岸明渠导流。根据导流明渠完成时间,本工程闸坝一期围堰施工将主要放在今年9月下旬、10月和11月进行。导流明渠拟采用钻孔爆破、挖机装渣、汽车运输方式进行。围堰拟采用石渣进行回填,自卸汽车运输,推土机平整,振动碾碾压,反铲修坡。对于水面以下围堰,拟采用高压旋喷防渗;水面以上部分,则分别采用粘土心墙和碾压砼进行防渗。明渠及围堰布置需考虑因素根据工程结构组成、施工总体思路以及施工组织设计要求,一枯围堰施工完成后,主要进行如下永久工程施工:左岸非溢流坝段,安装间及副厂房坝段,主厂房坝段和上游拦砂坎、前池以及下游出水池、尾水渠,2孔冲砂闸、1孔半泄洪闸上游铺盖和下游消力沲、海漫。—枯围堰形成后,考虑到厂房最大开挖深度达到近50m(原始地面最咼为EL624m咼程,基坑最深为EL575.525m高程),将从上游围游下边坡和下游围堰上边坡各修筑一条8m宽下基坑道路,以方便出渣和进行砼低位施工。一枯时砼施工主要采用胎带机进行,钢筋、模板等的吊装采用汽车吊、履带吊以及布置在厂房中间段的建筑塔吊进行。另外,考虑到围堰如果渗水,则需要做子堰以进行渗水拦截,因此,一枯围堰的布置位置必须还要考虑如下临时工程:上下游下基坑道路及设备回转场地,子堰布置,开挖放坡距离等。施工程序一枯围堰施工首先要考虑围堰位置河流水位情况。根据本工程水文资料,洪水主要出现在每年6〜9月份,围堰根据枯水位进行设计,即10月份水位进行设计,因此,为了抢时间,围堰的施工可以根据实际水位情况,在9月中下旬就着手开始进行,这样也有利用于利用一部分导流明渠和右坝肩渣料进行前期填筑,实现挖填平衡,从而在一定程度上缓解运渣压力。围堰施工程序如下:导流明渠进出口临时围堰及道路填筑〜纵向围堰EL605m以下石渣填筑-上游横向围堰EL605m以下从右向左石渣进占填筑-下游横向围堰EL602m以下从右向左石渣进占填筑f上游横向围堰EL605m以下从左向右石渣进占填筑-下游横向围堰EL602m以下从左向右石渣进占填筑-在宝兴河河床上形成上下游围堰顶宽20m龙口-拆除导流明渠进出口临时围堰及道路-上游围堰从左向右立堵截流-下游围堰从左向右立堵截流-上下游围堰、纵向围堰加高及防渗-围堰修整护坡施工导流明渠进出口临时围堰及道路填筑:导流明渠仅有进口约72m(按明渠中心线测量)位于原河床,其余部位均是通过山体开挖而成,且明渠开挖底高程达到EL600m〜EL597m,有部分开挖将低于原河床水位,因此,为确保开挖基本实现旱地作业,从而提高可操作性和提高开挖效率,需在导流明渠进出口修筑临时挡水防渗围堰。纵向围堰EL605m以下石渣填筑:利用导流明渠进口围堰及道路,挖运导流明渠渣料,从上游向下游进行纵向EL605m以下石渣填筑,并在纵向围堰与上横围堰接头处形成车辆设备回转场。上游横向围堰EL605m以下和下游横向围堰EL60加以下从右坝肩向左以及从左岸厂房向右石渣进占填筑:右岸利用导流明渠和右坝肩开挖渣料,通过导流明渠进出口临时围堰及道路,从右向左,上游进占填筑到泄洪闸与冲砂闸分界线附近,下游进占填筑到主河床右边线;左岸利用厂房开挖渣料,沿围堰位置从左向右,上游进占填筑到厂房与冲砂闸分界线附近,下游进占填筑到主河床左边线。在宝兴河河床上形成上下游围堰顶宽20m龙口:通过上下游围堰左右岸四个工作面的填筑,形成宝兴河河床上下游围堰底宽20m龙口,为最终合拢创造条件。拆除导流明渠进出口临时围堰及道路:导流明渠和右坝肩开挖、支护完成后,立即组织进行验收,并讨论确定导流明渠临时围堰拆除时间,一经同意立马进行临时围堰拆除,实现导流明渠过流。围堰拆除先进行下游,并将下游围堰上渣料填筑到一枯下游围堰右端,然后通过纵向围堰撤出设备,进一步退挖拆除上游围堰。上下游围堰从左向右单戗立堵截流:导流明渠顺利实现过水后,选择天气较好、水位流量均较低的时刻进行截流。考虑到上下游围堰原河床高差达到2〜3m,高差较大,采用双戗截流方式,将难以达到降低水头差、减小流速的目的,因此确定采用单戗截流方式。先进行上游围堰截流,利用提前备好的渣料、块石、和钢筋石笼等,从左往右进占填筑,合拢后,再截流下游围堰。上下游围堰、纵向围堰加高及防渗:围堰合拢截流后,立即组织进行高喷施工和围堰加高,形成高喷与围堰加高流水作业,及早实现围堰闭气和成形,为基坑抽排水创造条件。围堰修整护坡施工:围堰加高成形后,开始挖机结合人工进行坡面修整、拐角修圆工作,并摆放钢筋笼、抛填块石和摆铺袋装石渣,最后进行钢筋笼封面。右岸导流明渠设计与施工导流明渠概况本工程采用右岸明渠导流。明渠分两部分:一部分为坝下0+49.5至导流明渠出口段,此部分为出体开挖出来的明槽,左右坡面、坡比和支护均按照设计要求进行,对于明渠左侧岩梗,采取加高方式达到设计高程;另一部分为坝下0+49.5至导流明渠进口段,此部分右边为高边坡开挖,按照设计要求坡面、坡比和支护进行控制,左侧则为完全填筑纵向围堰。6.4.2明渠进出口临时围堰设计施工在今年9月中旬,开始明渠进出口临时围堰施工。进出口围堰顶宽均为6m,确保双车道,两侧坡比均为1:1.3,进口围堰长约85m,顶高程为EL605.0m,出口围堰长约68m,顶高程为EL602.0m,围堰顶与右坝肩6#道路采用缓坡衔接。明渠进出口临时围堰设计尺寸主要参数表序号项目类型顶咼程(m)顶宽(m)边坡高度(m)长度(m)1进口围堰土石围堰605.061:1.35852出口围堰土石围堰602.061:1.3568明渠进出口临时围堰主要工程量表序号项目单位数量备注1进口围堰m34780采用导流明渠渣料,直接进占2出口围堰m33830采用导流明渠渣料,直接进占6.4.3导流明渠设计根据设计要求、现场实际情况以及以往施工经验,确定导流明渠底宽为30m左右,全长约334m。根据所在位置河床底高程情况,确定明渠上游底部高程为600.0m,下游底部高程为597.0m。明渠右岸坡比为设计要求开挖护坡坡比;明渠左侧纵向围堰明渠侧坡比高喷平台以下填筑段按1:0.6控制,岩梗段按1:0.3控制,高喷平台以上均按1:0.6控制,纵向围堰基坑侧坡比高喷平台以下填筑段按1:1.3控制,岩梗段按原始地形坡比控制,高喷平台以上均按1:0.6控制。导流明渠计算根据多年水文资料,以坝址下游100m位置水位,作为导流明渠出口水位。已知坝址下游100m位置,根据设计导流标准,该时段水位为EL605.2。对导流明渠水面曲线定性分析(1)模拟为均匀流,按照梯形断面进行计算,则求均匀流水深h。0根据公式[(3+伽胁幻黑 屏丁1-rW'-) %已知Q=1460m3/s,b=30m,i=0.009,n=0.0395,导流明渠两侧边坡系数按照m=0.3375进行验算。经计算h=6.59m。0(2)求临界水深h,由公式k=(1/9.81)1/2=0.095m=0.3375,查水力学计算手册附图I,得h/b=0.206及得h=0.206X30=6.182m。kk因h>h,故水流状态为缓流,hl>h。,水面曲线为雍水曲线。由此可知逆流推水面线,k0水深递减,导流明渠出口水深h=8.2m为控制水深。16・4・4・2对导流明渠水面曲线定量计算(1)设取水深,求距离以断面1—1至断面2-2的一段为例,取动能修正系数(a=a=1)则根据公式12[(h+v2/2g)-(h+v2/2g)]/△l=i-J1221 均1-2已知h=8.2m,设取h=8.8m,由上式解求△l,具体计算如下:121断面单位能量(h+v2/2g)的计算3=(b+mh)h=(30+0.3375X8.2)X8.2=268.69m2111v=Q/3=1460/268.69=5.434m/s11v2/2g=5.4342/19.6=1.506m1h+v2/2g=8.2+1.506=9.706m11同理可算得h=7.8m时,3=254.53m2,v=5.74m/s,h+v2/2g=9.48m2222平均水力坡度的计算v=(v+v)/2=5.087m/s均12x=b+2h(1+m2)0.5=30+2X8.2X(1+0.3375)0.5=47.31m11R=3/x=268.69/47.31=5.68m111C=1/n(R)1/6=1/0.0395X(5.68)1/6=33.82m1/2/s11同理计算h=7.8m时,x=46.46m,R=5.48m,C=33.61m1/2/s2222C=(C+C)/2=(33.82+33.61)/2=33.15m1/2/s均12R=(R+R)/2=(5.68+5.48)/2=5.58m1/2/s均12J=v2/(C2R)=5.0872/(33.152X5.58)=0.00418684均1-2均均均1-1与2-2断面间距离△l=[(h+v2/2g)-(h+v2/2g)]/i-J11122均1-2=(9.71-9.48)/(9-4.92)X10-3=55.80m。以后依次分别取h=7.4m,h=7.1m,h=6.9m,h=6.75m,h=6.69m,h=6.63m,各相邻4 5 6 7 8断面距离依照上述方法,结果见水力计算列表。上游雍高水位的计算由于i<i,导流明渠属于缓坡渠道,故上游雍高水位按明渠进口按宽顶堰公式计算,k同时验算时按照上游河道宽65m进行验算:Z=V2/(2g®2)-V2/2ge0其中V=6.82m/s,0=0.85,V0=1460/(b*h),h=6.643+Z,b取65m。e整理得Z=3.8245-25.74/(6.643+Z)2设A=3.8245-Z-25.74/(6.643+Z)2取Z=2,A=0.939928;取Z=3,A=0.007688;取Z=3.008,A=0.000147~0;所以得雍高水位Z=3.008m。围堰高程确定围堰高度主要由上游水位、安全超高和风浪加高确定已知上游水位:600.0+6.643=606.643,下游水位:605.2,上游雍高水位3.008m。经查相关资料,安全超高取0.7m,风浪加高0.5m。H =606.643+3.008+0.7+0.5=610.851m,实际上游围堰高程按612.0m控制。上游围堰高程H =605.2+0.7+0.5=606.4m,实际下游围堰高程按609.0m控制。下游围堰高程导流明渠施工今年汛期之前,已进行天全河、宝兴河汇口处鱼嘴清理开挖,形成各期基坑上游导流泄洪通道。闸坝上游段导流明渠位于右岸河床,下游段开挖右岸形成,完全利用右岸永久建筑物岸坡开挖范围。导流明渠拟采用分层、分段开挖、梯段爆破方式进行,土石方开挖详见已上报和审批的“右坝肩和导流明渠开挖施工方案”。围堰设计与施工围堰概况根据整体布置和要求,本工程必须采取分期导流和做围堰的方式,以实现结构物的旱地作业。一枯围堰包括上横围堰、纵向围堰和下横围堰。上横围堰轴线平面位置距离鱼嘴玄背约82m,从而确保围堰上游坡脚距玄背岸最小达到约60m,同时又能保证围堰下游下基坑道路位置、子堰空间、以及厂房基坑上游施工场地。为了保证导流明渠底宽,从而确保过流能力,纵向围堰基坑侧坡脚线距离一孔半泄洪闸底板边线最近约11.5m。下横围堰轴线平面位置主要考虑不影响厂房尾水渠施工。围堰设计一期(或一枯)围堰围左岸厂房、冲砂闸和1孔半泄洪闸,用右岸明渠导流。上游横向围堰:采用土石围堰,围堰轴线长度约192.5m(轴线长,下同)。初拟围堰顶高程控制在612.0m,底高程约600.0m,堰顶宽8.0m,最大堰高约12.0m,上下游边坡均为1:1.5。围堰采用石渣回填,高程605.0m以下采用高喷进行防渗,高程605.0m以上采用粘土心墙进行防渗,高喷防渗墙施工平台控制高程605.0m。迎水面采用铅丝笼块石护坡和防冲,具体断面形式及尺寸详见“围堰剖面示意图”。下游横向围堰:采用土石围堰,堰顶轴线长度约103m。初拟围堰顶高程控制在609.0m,底高程约597.0m,堰顶宽8.0m,最大堰高约12.0m,上下游边坡均为1:1.5。围堰采用石渣回填,高程602.0m以下采用粘土截水槽进行防渗,高程602.0m以上采用粘土心墙进行防渗。迎水面采用块石护坡和防冲,具体断面形式及尺寸详见“围堰剖面示意图”。纵向围堰:堰顶全长约285m,其中下游约154m利用明渠开挖的岩梗作为下部围堰,上部采用碾压砼围堰,剩余131m采用土石和碾压砼结合围堰。围堰顶高程从612.0m渐变至609.0m。高程605.0m至602.0m以下回填段采用高喷进行防渗,岩梗根据岩石情况考虑自身防渗或者局部灌浆、喷砼方式防渗,高程605.0m至602.0m以上碾压砼进行防渗,高喷防渗墙施工平台控制高程605.0m至602.0m,顶宽4.0m,回填段迎水面坡比按1:0.6控制,背水面高喷平台以下坡比按1:1.3控制,以上坡比按1:0.6控制,迎水面采用铅丝笼块石和碾压砼护坡和防冲;岩梗段高喷平台以下迎水面坡比按1:0.3控制,高喷平台以上迎水面坡比按1:0.6控制,背水面高喷平台以下按原始地形坡比控制,以上坡比按1:0.6控制,迎水面采用喷砼和碾压砼护坡和防冲;具体断面形式及尺寸详见“围堰剖面示意图”。一枯围堰设计尺寸主要参数表序号项目类型顶咼程(m)顶宽(m)边坡高度(m)长度(m)1上横围堰土石围堰612.081:1.512192.52下横围堰土石围堰609.081:1.5121033纵向围堰碾压砼与土石结合围堰612〜60941:0.3〜1:1.312285一枯围堰防渗设计参数表序号项目下部防渗上部防渗备注1上横围堰605.0m以卜咼喷605.0m以上粘土心墙
2下横围堰602.0m以下粘土截水槽602.0m以上粘土心墙3纵向围堰605〜602m以卜咼喷605〜602m以上碾压砼结合喷砼一枯围堰主要工程量表序号项目单位数量备注1土方明挖m310002石方明挖m36003水面以下土石方填筑m3674504水面以上土石方填筑m3380705粘土填筑m3138626过渡砂砾石料m339907C20碾压砼m326248高喷灌浆m256199喷砼m2803厚10cm10铅丝石笼m35180围堰计算围堰的稳定计算(1)一枯上横围堰的稳定计算首先设水位EL612.0时,根据最危险面的确定方法定性确定滑动面圆心位置。由费伦纽斯提出的经验方法。通过试算确定最危险滑动面圆心,半径为21m。兴爾汨M/占跟瑞典条分法计算数据表条块编号e(0)W(kN)sine.(kN)c°e(kN)wsinecoei i i(kN)wtgpcoe2i i i(kN)(m)clco^eii i(kN)130015.60.50.8666.759.132.2162.3522401550.4080.91457.80101.005.1065.81
31301440.2250.97431.56106.565.1070.1300488010380.645.1072-11406550.2420.970153.75480.705.1069.84-22807360.4690.883304.80447.605.4763.58-34402910.6950.719145.41117.346.4051.77根据抗滑力En和滑动力Ea公式:En=E(Wtg申cos02+clcos0)iiiiiiEa=E(WsinBcos0)iii抗滑稳定安全系数K为:K=En/Ea二工K=En/Ea二工(Wtg申cos02+i i iclcos0)/E(Wsin0cos0)ii i i i i根据瑞典条分法计算表Eclcos0=1055.48kNii iEWtg屮cosEclcos0=1055.48kNii ii i iEWsin0cos0=700.07kNiii故抗滑稳定安全系数K=En/Ea=(1642.97+1055.48)/700.07=3.85大于1.25;根据查土石围堰特殊组合中抗滑安全系数,该上横围堰抗滑稳定满足要求。2)一枯纵向围堰的稳定算根据对上横计算成果,确定上横围堰稳定。对于纵向围堰同样水深,防渗效果和迎水面防冲效果非常好,不存在像上横围堰的滑动破坏,只需要对整体稳定计算即可。1)抗滑稳定计算抗剪强度计算公式为:K=fEW/EPf为抗剪摩擦系数;EW为作用基础截面的总的垂直力;EP作用基础截面以上总的水平力;纵向围堰主要受自重和水的压力作用。取单位断面为研究对象,假设水位作用于堰顶垂直力主要为自重和水压力的分力:EW二G+F=344+304=648KN;水平力为水压力的水平分力:EP=304KN。根据相关工程,抗剪摩擦系数f取0.65;抗剪稳定安全系数:K=0.65*648/244.6=1.38大于1.35;纵向围堰抗滑满足要求。2)基础强度计算根据公式O二N/F土My/J进行计算。N为作用于基础截面的垂直力;M为各作用力对基础截面的形心力矩的总和;y为基础截面中和轴至截面边缘的距离;F为基础截面积;J为基础截面惯性矩。根据已知基础截面和实际的受力情况N=344KN,M=304*6-180*5.6=816KN・m,y=0.5m,F=18.4m2,J=bh3/12=519KN・ma=N/F+My/J=19.48kN/m2<800kN/m2(密实石渣地基承载力)maxa=N/F-My/J=17.9kN/m2>0mix(3)下横围堰的稳定计算下横围堰稳定与上横围堰的稳定计算方法类似,经计算,下横围堰稳定安全系数满足要求。围堰渗流稳定计算假设地基不渗水进行渗流计算,心墙模拟为粘土心墙,参考《施工组织设计手册》。蜩t喂阴車駆阳61111心墙的平均厚度6=0.5*(6+6)=0.5*(2.5+9.5)=6m;12
经查资料取粘土的渗透系数为k=1.0X10-7cm/s,围堰体石渣的渗透系数为k=2X2110-3cm/s;心墙的化引厚度6=(k/k)*6=50000m。0121取上游水位为EL611.000,按照不透水地基上均质围堰计算其浸润线。TTTlLTTTTlLT叫J下游无水,则根据公式:q=0.5kH2/(入H+l)11q=khsinB0l=L-mH11入=m/(1+2m)=1.5/4=0.37511浸润线方程为:y2=H2-(2q/k)x1联立方程解q和k的关系:2q/k=0.3975X10-3则浸润方程为:y2=121-0.3975X10-3x经计算,渗流平均坡降为:J=11/31.8264=0.346,围堰允许坡降:0.4〜0.5,故满足渗流要求。据实际情况,上横围堰具体的渗流长度为190m。此时围堰单宽渗透量为q=khsinb=2X10-3X0.53X10-3X0.375=0.795X10-6cm2/s。0由于上横围堰处于基本同一高程,每段断面基本相同,故取各断面距离取1.0m。上游横向围堰总的渗流量Q=190*ql=190*100*0.795X10-6cm2/s=1.5105X10-2cm3/s=0.175m3/d。石渣渗透系数取9.9X10-3,经计算,上横围堰渗流量为1.81m3/d。围堰施工围堰施工准备(1)各种材料准备围堰开始施工前,先要对填筑料进行调查,并提前进行土石方平衡规划,尽可能利用开挖料作为围堰填筑料。本工程围堰填筑料主要来源于左岸厂房开挖和右岸导流明渠、高边坡开挖。粘土料则一部分来源于宏基商品砼拌和站后方的大坡上,另一部分来源于导流明渠覆盖层料,各种材料数量及来源具体详见下表。材料准备情况统计表序号材料名称单位数量备注1水面以下土石方填筑m367450右岸需提供29790m3,其中上横围堰9125m3,下横围堰7300m3,纵向围堰13365m3;左岸需提供37660m3,其中上横围堰31634m3,下横围堰6025m32水面以上土石方填筑m338070全部来源于左岸3粘土填筑m313862上下游横向围堰左端米用大坡上粘土料,方量约3500m3,其余10362m3粘土料采用导流明渠覆盖层料4过渡砂砾石料m33990采用左岸厂房开挖砂砾石料5C20碾压砼m32624米用索桥料场天然砂砾石料6高喷灌浆m25619710cm厚喷砼m2803纵向围堰岩梗段EL605m以下8铅丝石笼m35180上横围堰和纵向围堰迎水面防冲刷2)施工队伍准备围堰施工时,关于围堰填筑和碾压砼的拌和、运输及碾压由项目部机械队负责;围堰高喷防渗由我局专业基础分局负责实施;钢筋笼施工则由土建队伍负责完成。这些队伍均已落实,并进行过沟通。设备准备围堰填筑利用左右岸开挖运渣设备和1#渣场回填碾压设备,数量完全满足围堰填筑施工强度。高喷设备为新进场设备,根据施工进度安排和高喷数量,将在今年9月底10月初组织2台钻机进场施工。(4)碾压砼配合比准备纵向围堰碾压砼将采用天然砂砾石碾压砼。设备采用20t振动碾,在拌和系统回填位置准备一块宽5m、长12m的场地,进行碾压试验,碾压层厚50cm,碾压尺寸宽3m、长10m。(5)其它准备根据测量控制网,提前测出围堰轴线,放出围堰坡脚线,并每隔二十米,插上红旗做为标记。清基采用挖机进行,清除围堰基础范围内的腐殖土、漂石等不太密实层,并形成向挡水方向1:20的倒坡。围堰施工规划今年汛前,将天全河与宝兴河之间鱼嘴中心岛上砂卵石进行水上开采,并运输至上游砂砾石料堆存场。汛期一结束,大概今年9月底,立即利用导流明渠进出口临时围堰,按照围堰轴线和设计断面,从右向左进行上下游横向围堰水面以下施工,并利用进口临时围堰从上游向下游施工纵向围堰。另外,从左岸上下游围堰位置,利用左岸厂房开挖石渣料,按照围堰轴线和设计断面,进占填筑围堰高喷平台以下部分,最后形成正对冲砂闸的上下游约30m宽龙口,在导流明渠过水后,进行龙口截流。高喷平台部分形成后,即可以进行高喷施工,以50m作为一个作业段,高喷施工与高喷平台上围堰填筑形成错位施工,循环渐进进行。施工布置(1)施工道路施工道路主要利用已形成的场内施工道路和围堰本身,作为围堰填筑料运输道路。利用上游仁义大桥,作为左右岸连接通道,完成土石方挖运和填筑。(2)风、水、电布置施工供风采用集中供风与移动供风相结合的方式,在工作面附近设置风包,由耐压软管引至工作面用风设备。施工供水由水泵直接抽取河水,引至各个用水点。施工供电直接由本工程变压器站分别引电缆线至上、下游围堰施工区,设置配电柜,然后由配电柜引至各用电设备。基础防渗处理工程本工程围堰采取高喷接粘土心墙、粘土截水槽接粘土心墙以及高喷喷接碾压砼围堰三种防渗方式。围堰填筑到高喷施工平台后,开始高喷施工。高喷施工分段进行,形成高喷施工与高喷平台以上填筑交叉作业。高喷、粘土心墙和粘土截水槽、碾压砼施工方法具体详见后编“围堰防渗施工方案”。土石围堰填筑围堰的土石方回填包括:石渣填筑、铅丝笼块石护坡、块石护坡等项目。(1)石渣填筑为了加快施工进度,石渣填筑采取从两头向中间、多占多面施工方式,最后在上游横向围堰上合拢。石渣填筑采用反铲装15〜201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,T220推土机平料,201自行式振动碾碾压,形成高喷施工平台。水上部分回填时,注意控制石渣、粘土、过渡料以及碾压砼所占范围,然后分层同步碾压回填。水上回填分段进行,从而与高喷施工形成配合。回填施工工艺详见“土石方回填施工方案”。(2) 块石护坡对于下游横向围堰,迎水面采用块石防冲护坡。块石通过反铲装15〜201自卸汽车,运至工作面,然后人工配合反铲摊铺。(3) 铅丝石笼护坡1) 块石来源块石可以从边坡开挖处和弃渣场装运,配置一台反铲翻渣,经反铲翻渣和人工拣集挑拣符合设计要求尺寸的块石,同时对超大石进行小炮解小。获取的块石由15〜201自卸汽车运至工作面。2) 铅丝石笼填筑在现场提前焊制铅丝笼,人工码放块石,焊接封口。水下较远部位直接由推土机推至坡面,滚入预定位置。铅丝石笼尺寸为长2m*宽1m*高1m,主筋为16mm,铅丝为8mm,石笼与石笼之间分层错缝铺设,每层按坡比退后60cm,笼间先用铅丝扣固定,然后焊接,每层迎水面通过2根16钢筋将铅丝笼连成一个整体。摆放块石时,靠水面采用不小于20cm块石,靠水面铅丝网格为15cm,其余为20cm。围堰砼施工一期围堰砼包括碾压砼和喷砼。碾压砼采用天然砂砾石碾压砼,最大粒径控制在20cm以内。通过碾压试验确定碾压砼配合比和施工参数后,在碾压砼具备施工条件时,开始施工。水泥为袋装水泥,砂石骨料采用挖机斗子计量,挖机拌和,拌和不少于3遍。具体围堰碾压砼详见后编“围堰天然砂砾石碾压砼施工方案”。对于岩梗段纵向围堰迎水面和其它需要的部位,进行喷砼施工,具体喷砼施工工艺详见“喷锚支护施工方案”。围堰拆除堰体拆除分岩梗段围堰和土石围堰拆除。(1)岩梗段围堰拆除纵向围堰下游154m、高程605m左右以下为岩石,将采取钻孔爆破的方式拆除。先将上部碾压砼挖运完成,然后一次钻爆到设计高程,通过下游围堰出渣。具体工艺详见“土石方开挖施工方案”与“右坝肩和导流明渠开挖施工方案”。(2)土石围堰拆除先将围堰打开一个口子,使围堰两边水面持平,再拆除围堰。土石围堰拆除分水上部分和水下部分。先拆除水面50cm以上部分,采用反铲挖装,装15t〜201自卸汽车,运渣至弃渣场。水下部分则用反铲站在干地上向下掏挖,后退装车,要求边拆除边测量,一次拆除到位。对于铅丝石笼,用反铲直接装车困难时,先用气割切割,然后进行挖装。围堰维护和观测在施工过程中,加强围堰的维护和观测,每30m做一个位移和沉降点,确保主体工程施工安全。每天进行日常巡视,发现边坡有移动、垮塌趋势,要及时使用编织袋装土或抛石防护。截流工程截流前工程形象面貌根据相关工程施工进度计划安排,今年10月截流前导流工程施工形象如下:(1)天全河与宝兴河汇口鱼嘴处天然河床高出枯期洪水位,截流前必须完成该处河床疏浚开挖,开挖后河床高程600m,底宽不小于30m,与相应河道圆滑衔接,保证各期导流条件下水流顺畅。截流前形成上游围堰左、右岸预进占段,预留龙口宽20m,裹头保护及护底施工。截流前形成右岸导流明渠、一期纵向土石围堰。截流施工布置截流施工道路布置根据施工现场地形条件以及飞仙关水电站施工总平面布置图,共布置2条截流施工道路。上游拌和系统渣场〜3#公路〜仁义大桥左端〜3#公路〜跨宝兴河贝雷桥〜1#公路一一期截流左岸预进占段,路宽8m,石渣路面。1#渣场及厂房基坑一1#公路一一期截流左岸预进占段,路宽8m,石渣路面。截流备料场根据围堰施工场地布置情况,截流抛投材料备料场主要布置在左岸1#渣场和右岸上游拌和系统渣场,特殊材料如大块石、特大石、钢筋笼等堆存在1#渣场和左非坝段位置。截流设计根据一期围堰挡水导流标准、截流设计流量、围堰结构型式及防渗体系施工位置等对围堰戗堤位置及型式、抗冲能力、稳定性、龙口位置及宽度、龙口水力要素、河床抗冲刷护底(厚度、宽度)、龙口分区特性、截流材料粒径及重量选择、截流时间及施工抛投强度进行分析计算,确保一期截流一次性成功。截流时段及设计标准根据规范规定,截流标准采用5〜10年一遇,截流设计流量可选择相应旬或月平均流量。本工程10年一遇和5年一遇10月中旬平均流量仅相差54m3/s,5年一遇10月中旬平均流量为483m3/s。上游有已建华能铜头电站水库库容达到2250万m3,具有日调节能力,铜头水电站单机引用流量29.1m3/s,4台机组满发引用流量为116.4m3/s。据调查,运行以来枯期(12月〜次年4月)满发的情况时有发生。由于飞仙关水电站上游支流始阳河上已建成的电站规模均较小,其发电下泄流量对飞仙关水电站非汛期分期洪水影响较小,而铜头水电站下泄流量所占比重较大。铜头水电站若全部停机蓄水,则此时河道来流量为366.6m3/s。根据本工程的具体情况,一期施工导流时段为10月中旬〜次年5月中旬,本阶段选择5年一遇10月中旬平均流量483m3/s作为截流设计流量,龙口合拢可利用铜头电站停机蓄水的时段进行,以降低施工难度。截流方式根据本工程的实际情况,本次截流流量较小,落差不大(经水力学计算龙口最大落差约3.29m),采取单戗立堵截流是有把握顺利截流的。上游围堰左岸较为平坦开阔,且施工道路状况较好,因此,本工程截流拟采用单戗堤双向预进占、单向立堵截流的方式,根据截流备料场的布置情况以及现场实际情况,龙口布置于正对冲砂闸的河道上。截流水力学计算通过相关水力学计算理论知识推算龙口不同宽度时落差Z及流速v,以此作为选择合理的截流方式、截流龙口段分区特性、截流材料粒径及重量选择,截流抛投材料备料等理论依据。(1)计算参考理论公式围堰左、右两侧预进占,形成龙口后,上游水位逐渐雍高,随着龙口宽度的缩窄及抛石体的堆筑,龙口流量和导流明渠泄水建筑物的分流量都在随时间而变化,在截流所划分的时段内,可近似按照恒定流计算。截流过程中,河道来水流量分四部分Q=Q+Q+Q+Qgdrs其中:Q河道来水流量(截流设计流量483m3/s);Qg___龙口泄流量;Qd―一―分流建筑物导流明渠泄流量;Qr 上游河床调蓄流量;—戗堤渗流量;为计算方便,上游河床调蓄流量£,戗堤渗流量Qs忽略不计,则Q二Qg+Qd2)单戗截流水力学计算在设计流量483m3/s时,采用单戗截流,截流落差为3.29m,其详细水力学计算见下表。单戗截流龙口水力学计算表龙口分区项目单位龙口进占区I区II区III区W区预留龙口宽度m201713.56龙口进占长度m33.57.56上游水位m603.76603.91604.07604.35落差m2.71〜2.862.86〜3.023.02〜3.293.29〜0.00单宽流量m3/s・m10.0110.611.261.91平均流速m/s3.93〜4.014.01〜3.573.57〜1.981.98〜0.00最大流速m/s4.71〜4.814.81〜4.294.29〜2.382.38〜0.00最大单宽能量t・m/s・m32.5636.3340.767.546.3.3.4截流戗堤设计按选定的截流方案—上游单戗立堵截流方案,截流戗堤布置在上游围堰的下游侧,结合上游围堰布置,以不影响上游围堰的防渗措施施工为原则,部分戗堤作为上游围堰的排水棱体,截流戗堤轴线和上游围堰轴线平行,两轴线相距约10m。戗堤设计断面为梯形,戗堤堤顶宽度15m,可以满足两辆15〜201自卸汽车在堤头同时抛投。按来流量483ms/s计算,截流戗堤闭气后挡水水位为604.35m,以此确定戗堤堤顶高程605.0m,戗堤的上游边坡为1:1.25,下游为1:1.25,进占方向堤头边坡为1:1.2,可满足戗堤稳定要求。预进占戗堤作为截流过程中车辆的中转场地,可以满足2〜3辆15〜20t以上自卸汽车同时抛投的要求(至少双车道)。另外,为尽早提供高喷防渗墙施工操作平台,将上游戗堤非龙口段围堰全断面预进占,即填筑到整个围堰占压宽度。龙口位置及预留宽度截流龙口位置的选择,主要考虑龙口区设置在现有宝兴河过流河道中间,因此,在截流前,上游截流戗堤从纵向围堰处向左岸预进占50m,进占后的戗堤采用抛投大块石及钢筋笼进行防护,龙口位置预留于河道中间,龙口预留宽度根据龙口落差、流速状况及截流时段施工强度2个因素决定,龙口预留宽度为20.0m。龙口段分区及材料选择(1)立堵截流工程量W(m3),计算式为:W=BQW 戗堤体积,m3;B——龙口平均宽度,m;Q——戗堤断面积,m2。Q=0.5(m+m)P2+aP12m、m——上下游边坡系数;12P——戗堤高度,ma戗堤顶宽,m(2)龙口抛投材料稳定计算根据伊兹巴什公式计算截流过程中抛投块石的稳定性及当量直径。1)抛投材料的粒径根据下面的公式进行计算:
d=vj7|'2P-Pk12g m 丿四川华能飞仙关水电站土建工程施工一枯导截流施工方案、2四川华能飞仙关水电站土建工程施工一枯导截流施工方案、2式中:d—折算成圆球体的直径,m;vmax—龙口最大流速,计算时取龙口轴线的平均流速,m/sg—重力加速度,取9.81m/s2;P—水的密度,取l.ot/m3;Pm—抛投体密度,块石取2.6t/m3,混凝土块取2.4t/m3;k—综合稳定系数,取0.9;2)抛投材料的冲距根据下面的公式进行计算:L二L二0.92-v-HG16L—抛石冲距,m;v—垂线平均流速,m/s;H—水深,m;G—块石重量,kg;上游戗堤抛投材料稳定计算表龙口分区龙口宽度(m)龙口水深(m)取大流速(m/s)计算抛投粒径(m)采用抛投粒径(m)冲距(m)I202.554.71〜4.810.99〜1.041.1〜1.23.66〜3.74II172.644.81〜4.291.04〜0.831.2〜1.03.74〜3.33III13.53.054.29〜2.380.83〜0.261.0〜0.53.33〜1.85w60.932.38〜0.000.26〜00.5〜01.85〜0龙口分区级材料用量龙口抛投材料粒径(或重量)按照伊兹巴什公式的计算成果,并参照国内外水电工程截流的实际资料,综合分析确定。针对各进占抛投材料的特性,把截流龙口分成预进占区、I区、II区、III区和W区,各区的布置、控制水力指标及进占抛投材料确定如下:预进占区,右岸戗堤进占长度89m,龙口宽度20m,龙口的最大落差2.71m,平均流速3.93m/s,龙口最大流速4.71m/s,平均单宽流量10.01m3/s.m,单宽功率32.56t.m/s.m。抛投石料采用小石和中石和普通石渣。I区:戗堤进占长度3m,上挑角采用大石配合中石进占,其它部位中小石跟进,龙口的落差2.71〜2.86m,平均流速3.93〜4.01m/s,龙口最大流速4.71〜4.81m/s,单宽流量10.01m3/s.m,单宽功率32.56t.m/s.m。II区:戗堤进占长度3.5m,龙口的落差2.86〜3.02m,平均流速4.01〜3.57m/s,龙口最大流速4.81〜4.29m/s,单宽流量10.6m3/s.m,单宽功率36.33t.m/s.m。从龙口水力指标分析,该区龙口流速、单宽流量、单宽功率均为截流过程中的最大值,因此该区为截流最困难区,抛投材料采用大石、特大石、钢筋笼。III区:戗堤进占长度7.5m,龙口的落差3.02〜3.29m,平均流速3.57〜1.98m/s,龙口最大流速4.29〜2.38m/s,单宽流量11.26m3/s.m,单宽功率40.76t.m/s.m。该区为三角形断面,抛投材料以大石、特大石、钢筋笼为主。W区:戗堤进占长度6m,龙口的落差3.29〜0.00m,平均流速1.98〜0.00m/s,龙口最大流速2.38〜0m/s,单宽流量1.91m3/s.m,单宽功率7.54t.m/s.m。抛投石料采用特大石、钢筋笼。特殊制备的材料按照计算出的龙口最大平均流速4.81m/s作为控制抗冲流速来确定,选取容易制备和运输的石串、预制砼块、钢筋笼作为抛投体大料,预制砼块最大粒径为1.2m,钢筋笼尺寸为2.0X1.0X1.0m。根据截流水力学计算成果,本工程截流备料计划见下表。非龙口段进占材料表区段小石(m3)中石(m3)大石(m3)钢筋笼(m3)各区段总量(m3)上游戗堤左岸4320336017401809600右岸6485041081801440合计49683864184836011040各级材料百分比453516.743.26100注:钢肋笼规格2mX1mX1m。上游龙口段进占材料表龙口分区进占长度(m)小石中石大石特大石各区段总量(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)I372.20108.31126.3654.15361.02II3.584.24105.30126.36105.30421.19III7.5180.51270.77315.89135.38902.55w6144.41216.61252.71108.31722.04合计20481.36700.98821.32403.142406.8各级抛投料百分比(%)20.0029.1334.1316.75100.00注:特大石指预制砼块或钢筋笼截流材料备料表部位小石(m3)中石(m3)大石(m3)特大石(m3)总量(m3)上游戗堤722.041051.471231.98604.703610.2各级材料百分比20.0029.1334.1316.75100.00注:备料系数K=1.5,特大石指预制砼块或钢筋笼。(4)料源规划经计算分析,在一期工程截流期间,龙口合龙段,共需要各种粒径截流材料3610.2m3。块石料主要以导流明渠石方和左岸厂房开挖料为主,跟进填筑细料以左岸开挖料为主,钢筋笼等采用现场制作堆存于1#渣场和左非坝段。材料按规格分类划分备料堆场,堆场应立牌,标出堆场编号、料物名称、面积尺寸、堆料数量等,便于截流指挥调度。在截流施工期保证截流备料场与截流戗堤间道路的畅通。截流布置见图《截流戗堤平面布置图》和《截流戗堤进占示意图》。6.6.4截流施工截流施工准备工作(1) 截流水情预报及水文观测截流前期要求作坝址以上流域的中、长期气象预报。同时,必须作坝址处中、短期的水文预报,预报出截流期间坝址的来流量,并要求预报有无后期洪水发生。水位观测主要在导流明渠进口、导流明渠出口、龙口上游河床、戗堤沿线、下游河床,设置标尺进行流量、水位观测。截流期间应进行坝址上、下游所设水文站的水文观测,测出截流时的实际来流量。龙口测速用简易方法进行,利用浮标测速。(2) 截流施工场地及交通管理截流前应对所有截流施工场地进行整平,满足机械设备施工要求,对河床危险地带设置警戒线。对截流施工公路应进行清理,保障交通顺畅。在截流施工前,对截流备料场、截流施工道路、回车场等进行全面检查,包括排水、照明设施等。(3) 截流料场管理对截流材料应按截流设计分区堆放,规划好进出堆料场的道路,以便截流时根据进占实际情况供料。(4) 截流指挥调度加强截流施工的组织指挥工作,提前组建高效、精干、反应快捷的截流组织指挥系统,成立施工单位为主,业主、监理、设计等单位参加的统一的截流指挥机构,结合现场生产性试验检阅系统动作的高效性及反应快捷性,使所有命令得到切实执行,确保截流目标圆满实现。(5) 其它准备措施研究、编制和优化截流施工组织设计。调集各种截流主要设备提前进行检修、保养,使每一台设备都以良好的工作状态投入截流施工。在截流施工前,在现场建立施工检测和信息管理系统,对截流施工全过程监测、信息传输和辅助决策。建立通达的通信网络,确保截流前指挥高度的灵活性和准确性。建立截流施工期安全保障系统,彻底清除施工期的不安全因素,准备安全措施,预备安全抢险设备,对员工进行安全培训,提高全员安全意识。预进占施工根据截流戗堤设计和截流施工道路的布置等条件,本工程截流单向预进占,预留龙口宽20m,预进占采用挖掘机、装载机装渣,自卸汽车运输至戗堤端部,端进法卸料,推土机推赶,戗堤行车路线拟布置双车道,堤头全面抛投。预进占至设计位置后,采用钢筋笼装块石作裹头保护,保护水位以下预进占戗堤不被水流冲刷淘空。戗堤预进占前需对围堰岸坡进行修整,以保证施工质量。戗堤预进占施工时,龙口落差和流速相对较小,一般开挖石渣或毛料即可稳定,堤头呈流线型进占,即在戗堤前沿全线均匀抛投,全面推进,来车不论石渣大小,有空位即可卸料。同时适当加宽堤头宽度,以备下一步龙口合龙高强度施工。护底施工根据水力计算结果,龙口段流速达4.0m/s以上,需作相应的护底施工,围堰龙口采用不小于1.0m厚的钢筋笼平抛护底,戗堤轴线下游护底宽度15m,戗堤轴线上游护底宽度8m(以不影响上游防渗体施工为原则);平抛护底工作须于截流前完成。水下平抛护底材料在坝址左岸滩地上备料,然后运至龙口,采用装载机或25T吊车进行平抛。护底材料在戗堤预进占完成后进行。平抛护底施工可根据截流前水文情况和施工设备的具体情况进行调整,但必须保证护底材料能够准确就位。龙口裹头施工截流戗堤预进占完成后,然后用大块石或钢筋石笼对堤头进行妥善保护,大块石或钢筋石笼采用15〜20T自卸汽车运至堤头工作面,推土机直接沿堤头坡面推赶,形成龙口裹头的保护。龙口施工截流采用单戗堤单向立堵截流的方式。堤上车辆运行线路拟布置为双车道,重车在下游,空车走上游,重车道用来运输大石、中石、石渣、混合料及截流特殊材料,堤头行车区域分3个区布置,即“卸料区,回车区,编队区”。截流戗堤龙口段主要采用凸出上游挑角法进占:即在堤头上游侧与戗堤轴线成30o〜45o角的方向,用大块石和特殊材料抛填形成一个防冲矶头,在防冲矶头下游侧形成回流区,中小石、石渣混合料尾随进占。堤头抛投拟采用直接抛投、集中推运抛投和卸料冲砸抛投3种方法:直接抛投:即自卸汽车运料至堤头后直接卸料入水中,少量渣场由推土机配合推入水中;集中推运抛投:在堤头坍塌较严重,自卸汽车不便靠近或渣场需集中抛入水中时,自卸汽车卸料在堤头顶上,由大功率推土机将渣料集中推入水中。卸料冲砸抛投:将特殊材料从自卸汽车上直接卸料抛入水中,冲砸抛投。龙口抛投方式与方法根据现场堤头推进实际情况及时进行调整。根据水力学计算成果表,在戗堤进占过程中,根据水情预报在截流前2〜5天完成戗堤的进占工作,然后用大块石或钢筋石笼对堤头进行妥善保护,为最后的龙口合龙作好准备。飞仙关电站实施一期截流历时以8〜10h为宜,考虑到铜头水电站与飞仙关水电站属同一业主,由业主协调铜头水电站适当调整发电下泄流量,若利用全部停机蓄水时段(此时河道来流量为366.6ms/s),进行龙口段截流则截流难度将又所降低。进占时采用“上游挑角抛投法”,形成上游角凸出的进占方法,即在上游角抛投大块石及钢筋笼,在戗堤中部和下游侧形成流速较小的回流区,抛投粒径较小的材料。龙口过流缺口呈三角形断面后,全断面抛投大、中块体,直至合龙。龙口进占合龙过程中,压低堤头,紧贴水面进行进占,随着戗堤的推进,对戗堤后部进行适当加高。按龙口进占先后顺序,分为龙口I区一龙口II区一龙口III区一龙口W区。能够满足两台15〜201自卸汽车同时进行抛投,按斜向上游面45°挑射入水。抛投时辅以推土机、装载机集料、平整、碾压。截流最困难时应采用钢筋笼、特大块石。抛投时辅以推土机、装载机集料、平整。截流过程中应根据龙口落差、流速测量资料,随时调整抛投时的材料。截流时在上游面设置动态水位观测,测定河床来流量和明渠分流量。应密切关注中期、长期和短期流域降雨量、流量和可能发生超过截流流量的预报,根据水情预报作好必要的度汛准备。截流材料集中堆放于1#渣场和左非坝段,并按截流进占分区、块石粒径大小进行集中堆放,设置专人管理、调度。(8)清除截流施工道路上的违章建筑、以及影响截流的临时设施,封闭施工作业场地,维护截流施工道路,确保道路畅通,并且设置警戒区,与截流施工无关的一切外来车辆、人员等不得进入。(9)确保截流时的人员施工安全,在截流戗堤设2〜3个救生员,地面上设立救护车及医务人员。合拢闭气龙口段截断水流后,水流被拦蓄在上游戗堤上方库区内,右岸导流明渠完全过流,用一般砂卵石、细砂等细石料对上游戗堤进行合拢闭气、防渗等收尾工作,并组织进行上游围堰戗堤剩余部分堆筑,然后进行围堰高喷防渗墙施工。截流强度分析龙口抛投强度与戗堤前沿能同时布置的抛投点成正比,可以用以下公式表示:S=mXnXVXP其中:S:为龙口抛投强度,m3/hm:—个堤头的同时卸车点,顶宽15m时按2个计n:—个卸车点上的小时卸车数,根据经验值取27〜30车/hV:m3/台.次,15〜20t汽车一次装运按9m3;P:同时进占堤头数,1个根据以上公式及所取参数,戗堤堤头抛投强度可达300m3/h〜500m3/h。根据龙口抛投材料计划,并考虑流失系数,龙口合龙段总抛投量3610.2m3,计划10小时合龙,平均抛投强度为361m3/h。6.6.5截流施工应急预案为避免截流过程中出现不可控因素造成截流失败,需采取以下应急措施:(1) 为确保截流一次性成功,要求做到“高度重视、精心组织、狠抓准备、时势截流”,高度重视截流工程重要性,及时了解截流前水情预报、调整计算成果、作好充分准备、精确计算校核,备足截流材料,合理配置计算机械设备,精心组织、建立专门组织指挥机构,各司其职,时势截流,有条件情况下可建立实验模型及水情预报和提前抛投预演习。(2) 组织协调了解上游铜头电站水库调蓄作用,使上游来水流量较小,降低截流难度。(3) 采用双戗立堵截流当发生河床来流量超标或截流期间遇到不利的水力条件时,可采用双戗立堵截流。采取上下游戗堤轮流进占,以上游戗堤为主,下游戗堤为辅。(4) 增加抛投强度当遇到不利的水力条件使截流困难时,可增加施工机械设备数量,加大龙口段的抛投强度。(5) 增加截流备用料为保证当遇到不利的水力条件时成功截流,增加特大块石、钢筋笼、预制混凝土块等截流材料的备用量。7.基坑排水本工程的施工排水主要包括:基坑排水,边坡开挖的施工排水,施工区内的经常性排水(包括排除降雨、地下水和施工废水等)。本工程一枯围左岸厂房、冲砂闸和1孔半泄洪闸,排水量约为15万m3。基坑初期排水采用10台潜水泵QW150-180-35、150mm黑胶管700m,计划3到5天抽完。另外,配置8台潜水泵QW100-100-35、100mm黑胶管560m,作为基坑经常性排水之用。开挖面的排水:在边坡开挖施工前,沿边坡开挖线外5m做截水沟,引至堰体的上下游,防止山坡雨水冲刷坡面,同时在每层的开挖工作面上,做好作业面的排水沟,保证外来水能顺利排走。经常性的排水:主要是雨水、地下水和施工废水,雨水和地下水可以通过引排的方式排出堰体,施工废水主要是灌浆、高喷防渗墙施工产生的废浆,灌浆施工时,在制浆站附近布置沉淀池和净化池,废浆经过沉淀、净化达标后排放,防渗墙泥浆固壁施工时
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