水库导流洞土建及安装工程施工导流与水流控制施工方案

水库导流洞土建及安装工程施工导流与水流控制施工方案1.1概述1.1.1工程范围及工作内容本标段施工导流及施工期水流控制主要包括：（1）导流洞进出口及施工道路的施工期防洪工程；（2）施工区或生活区安全度汛和防护工程；（3）施工期排水。上述工程项目的工作内容包括建筑物的设计和施工；材料、设备的供应和试验检验；设备的安装、运行和维护；临时建筑物及其设施和设备的拆除以及本合同规定的质量检查和验收等工作。1.1.2施工导流和水流控制设计依据及原则（1）招投标文件中技术规范的规定和要求；（2）国家及行业有关的标准和规范；（3）主体工程建筑物的布置型式；（4）工程现场的施工条件；（5）类似工程的施工经验。1.1.3施工条件1.1.3.1径流匹里青河径流的补给方式以降雨和季节性积雪融水补给为主，受其影响，匹里青河水量年内分配不均。由参证站匹里青水文站1956年～2009年54年实测径流资料统计结果表明：匹里青河春季水量最大，占年径流量的43.3%。4～8月份为汛期，以降雨和季节性积雪融水补给为主，径流量主要集中在本时段，占年径流量的69.8%。由匹里青水文站年径流资料可知，匹里青河最大月径流多出现在5月，占年径流量的22.1%，最小月径流多出现在2月，仅占年径流量的3.2%。1.1.3.2洪水匹里青河洪水来源主要是春季的积雪消融冰雪水，以及流域内夏季暴雨引发的暴雨型洪水，在一定的气候条件下也可能发生融冰雪型和暴雨型相叠加的混合型洪水。因此，匹里青河的洪水按其成因可分为三种类型：1）季节性积雪融水洪水；此类洪水一般多发生在4~5月，主要由中低山和冲积扇积雪融化形成。洪水过程由起涨到落平为8~15d，洪峰不高，但历时长、洪量大。2）暴雨洪水；此类洪水多在6~7月暴雨季节发生，洪水过程特征一般是独立的峰形，无明显日变化，过程尖瘦或陡涨缓落，涨水历时短，涨率大，洪峰流量大，落水历时较长，洪水历时比较短，洪量小。3）融雪与暴雨混合洪水。此类洪水可以分为两种：一种是融雪洪水的涨峰过程与暴雨洪水叠加，另一种是融雪洪水的退水过程叠加暴雨洪水。其洪峰特征是洪水全过程有明显的日变化峰谷，且伴有降雨天气；或前期数日有高温天气过程，出现逐渐递增的日变化峰谷，后期遇降雨天气，叠加暴雨洪水而形成最高洪峰。此类洪水是匹里青河主要的类型，一般多发生在4~5月。匹里青河设计洪峰流量成果见表1.1-1。表1.1-1匹里青河匹里青水文站设计洪峰流量频率计算成果表统计参数不同设计频率（%）的设计洪峰流量（m³/s）均值CvCs/Cv0.050.1123.335102063.70.983.056450631526022018913890.7坝址施工期的分月设计洪水成果见表1.1-2、1.1-3。表1.1-2匹里青水文站9月～次年3月各月设计洪峰流量成果表月份不同设计频率（%）的设计洪峰流量（m³/s）5.0010.020.09月13.9118.1410月12.87.951.7911月7.015.931.8212月5.441.743.991月5.181.473.722月5.191.463.73月32.922.911.0表1.1-3匹里青水文站9月～次年3月各月设计平均流量成果表月份不同设计频率（%）的各月平均流量（m³/s）5.0010.020.09月6.925.91.8410月5.31.781.211月1.481.053.5712月3.93.543.131月3.543.252.932月3.373.112.813月5.351.791.171.1.3.3水位流量关系根据2009年12月测绘的坝址河段河道纵、横断面资料。结合2009年9月8～11日，伊犁水文水资源勘测局相关技术人员，对水库坝址工程场址进行的洪痕、大断面等野外调查勘测成果进行计算。下坝址及坝下厂房水位流量关系见表1.1-4。表1.1-4匹里青河断面水位流量关系成果表下坝址坝下厂房水位Z（m.黄海）流量Q（m³/s）水位Z（m.黄海）流量Q（m³/s）891.40890.12891.64890.315891.812890.535892.025890.763892.242890.996892.463891.1137892.689891.3184892.8118891.5237893.0153891.7296893.2193891.9360893.4241892.1434893.6294892.3516893.8350892.5604891.0411892.76981.1.4施工特点（1）导流洞进、出口围堰工程是施工导流与水流控制中的重点和难点项目。（2）导流洞进、出口围堰施工道路采用导流洞进出口开挖施工道路，相互干扰大。（3）4～8月份为汛期，以降雨和季节性积雪融水补给为主，径流量主要集中在本时段，提前做好防汛准备。1.2围堰设计导流洞进、出口采用岩坎挡水或预留岩（土）埂结合土石填筑结构的型式，以保证导流洞工程的干地施工。1.2.1围堰导流标准导流洞工程为4级建筑物，相应导流洞进出口围堰为5级建筑物，设计标准为重现期5~10年一遇洪水。根据对招投标文件水文资料的分析，导流洞进、出口施工围堰挡水时段为全年挡水，设计标准P=10%，相应的洪水设计流量Q=138m³/s。根据水文资料计算，进口相应洪水位为897.5m，出口相应洪水位为891.2m。考虑开挖可能出现河床堆渣以及修筑围堰束窄河床的影响，河道水位有可能较原始状态天然河道水位抬高，施工围堰设计应考虑此因素，并编制应急措施。1.2.2围堰设计为确保防洪度汛的安全，导流洞进、出口围堰堰顶高程在全年P＝10％频率洪水水位基础上，设计时考虑堰顶安全超高、河床堆渣、束窄等影响水位加高1.0m，拟定进口围堰堰顶高程为898.5m，出口围堰堰顶高程为895.2m。导流洞进口围堰布置在导0-040m桩号处，出口围堰在导0+539m桩号处。根据招投标文件水文地质资料，进、出口最大围堰高度均约为2.0m，根据围堰不高的特点，拟采用土石围堰，迎水面坡比采用1∶1.0，背水面坡比采用1：0.75，堰顶宽度设计为3m，为防止汛期洪水冲刷，迎水坡面作适当的块石防护。上、下游围堰的堰基、堰体防渗均采用粘土心墙防渗。其中上游围堰最大防渗高度约10.0m，下游围堰最大防渗高度约8.0m。围堰结构型式及工程量见表1.2-1。表1.2-1导流洞进、出口围堰结构形式表序号部位及参数进口围堰出口围堰备注1导流特性导流标准（%）10导流流量（m³/s）1382围堰特性堰前水位（m）897.5891.2安全超高(m)0.8河床堆渣影响加高(m)0.2堰顶高程（m）898.5895.2堰顶宽度（m）6.0结构及形式土石围堰堰体最大高度（m）1.55.2迎、背水面坡比迎水面1:1.0背水面1:0.75纵向轴线长度（m）9068防渗形式粘土心墙防渗3工程量土石方填筑（m³）124212802522粘土心墙（m³）985+666904+5603115（换填1226）块石防护（m³）270210480钢筋石笼防护（m³）320280600围堰拆除（m³）2820267454901.3围堰填筑施工1.3.1施工布置（1）施工道路导流洞进、出口围堰施工道路主要为修筑的临时施工道路10#-1分别至上下游围堰。（2）施工风、水、电施工风、水、电采用已形成的系统，详见第三章：施工总平面布置。1.3.2围堰填筑料源规划本标段施工围堰土石方填筑总量约5637m³，块石防护约1080m³。土石方料可利用各自水面以上的开挖料直接上堰填筑，块石料在开挖料中就近选取。1.3.3施工程序围堰备料→围堰填筑→堰体及堰基防渗处理（同步施工迎水面的块石防护）→基坑排水→基坑内的主体工程施工→围堰拆除。1.3.4围堰填筑施工1.3.1.1施工顺序（1）测量放线设立标杆；（2）液压反铲清基；（3）自卸汽车运土石至填筑区；（4）液压反铲、推土机分层填筑、压实；（5）迎水面防冲石笼砌筑；（6）围堰修正闭气。1.3.1.2施工方法由于堰体填筑工作面较小，因此采用全断面填筑平起施工。测量放线设立标杆，标定清基、填筑区域。采用1.6m3液压反铲清基，针对进出口砂砾石层进行土方换填，3.0m3装载机配合15t自卸汽车拉运土石至填筑区，反铲抛投进占、推土机平整碾压，填筑时注意保证粘土芯墙厚度：根据高程推算出相应芯墙厚度，填筑时先填筑粘土芯墙，后填筑外围土石渣料，铺料厚度土石渣料按50~60cm控制，粘土区按25~30cm控制，即先填筑两层粘土芯墙，再填筑一层土石渣料，如此循环直至堰顶。填筑高出水面约50cm时开始进行坡角防冲石笼砌筑，继续分层填筑围堰直至设计高程，人工修正围堰并闭气；液压反铲辅以人工配合进行外侧大块石护坡。1.3.1.2块石护坡块石护坡采用人工码砌，码砌平整牢固，无空洞现象，块石护坡应随堰体上升而上升。坡面采用反铲修坡并拍实，保证砌筑表面平整度。1.4施工排水1.1.1施工排水内容围堰基坑排水包括：围堰防渗完成后初期基坑排水和基坑内永久工程建筑物施工所需的经常性排水，主要包括：（1）堰体与地基的渗漏水；（2）降雨而造成的基坑积水；（3）施工过程中的废水；（4）坡面汇水；1.1.2施工排水目的通过排水保证建筑物在干地施工，满足土石方开挖、混凝土浇筑等干处施工的要求，方便设备和工人在工作面施工作业。1.1.3施工期排水1.1.3.1设备选型原则本工程基坑排水设备选型的原则：（1）满足排水强度及排水扬程的要求；（2）初期排水设备与经常性排水设备相结合；（3）采用大小泵搭配原则；（4）考虑一定的备用数量。本标段初期排水、经常性排水共需配置4台200S42（单台280m³/h，扬程42m，功率45KW）水泵，其中上下游各1台，1台备用泵。1.1.3.2初期排水基坑初期排水主要包括排基坑积水、堰基和绕堰渗水以及天然降雨。（1）进口围堰基坑基坑内积水体积经计算约为5510m³。考虑天然降雨、施工弃水以及堰基和绕堰渗水等因素影响，初期排水总量按2倍基坑积水估算。按2天排干计算，初期排水强度约272m³/h。设备配置：在基坑布置2台200S42（单台280m³/h，扬程42m，功率45KW）水泵，其中一台备用。（2）出口围堰基坑基坑内积水体积经计算约为2450m³。考虑天然降雨、施工弃水以及堰基和绕堰渗水等因素影响，初期排水总量按2倍基坑积水估算。按2天排干计算，初期排水强度约110m³/h。设备配置：在基坑布置2台200S42（单台280m³/h，扬程42m，功率45KW）水泵，其中一台备用。1.1.4经常性排水根据气象资料进行等差计算，积雨面积按8960m²考虑，按1天排完计算，最大排水强度约为9.0m³/h；堰基、绕堰渗水以及施工、养护用水最大强度约120~230m³/h，故经常性排水按降水+基坑渗水+施工弃水考虑。为此设备配置小时最大排水强度按1.5倍降雨强度考虑，取260m³/h。设备配置：在上下游基坑各布置1台200S42（单台280m³/h，扬程42m，功率45KW）水泵，备用一台。排水时段为2012年2月20日～2012年10月20日，历时8个月。1.1.5洞内排水导流洞洞内排水为地下洞室的施工弃水、山岩渗水和施工期特殊地质段的渗漏水的排除。导流洞洞内排水方式主要采取自流排水、临时集水坑抽排两种方式。在洞内渗水集中部位设置集水坑，洞内转弯处设置集水池，分段抽排出洞外。1.1.6排水设施（1）初期排水在基坑内设置浮箱式泵站，前期用于初期排水，排水管路布置沿着围堰内侧爬坡跨堰顶排水。当水位下降至浮箱泵站无法抽排时，在不影响基坑开挖的前提下在适合位置布置固定泵站，通过移动式污水泵抽至泵坑，进行两级排水。根据基坑的地形情况，在基坑范围以外形成截排水沟，一方面防止雨水排入基坑，另一方面避免污水泵频繁转移。（2）经常性排水初期排水水泵后期用于经常排水，采用排水沟和集中固定式泵站排水，在形成的基坑内设置集水坑，负责抽排雨水、施工废水和围堰渗水等。1）排水方式及布置靠进围堰内坡坡脚处设置一排水沟，采用浆砌石衬护，将水直接排至相应泵坑内。2）排水泵站布置排水泵站布置尽量做到扬程底、基础牢固、不防碍基坑开挖、混凝土浇筑及其它工序施工，前期开挖尽可能的布置在较低部位；后期随着混凝土浇筑，在混凝土体形以外的左岸选择一个较低的位置布置泵坑。3）排水泵坑的设置排水泵坑随开挖、混凝土浇筑施工进度，结合基坑高程情况，分别于相应部位设置。泵坑尺寸按排水强度设计，水泵停机15分钟水不至于溢出泵坑，泵坑底部高程低于排水沟底1.5～2.0m。1.5安全度汛措施1.5.1围堰维护（1）安排专人对围堰进行定期巡视检查，发生异常情况时，立即向监理人报告。（2）对所有影响围堰安全与稳定以及其它可能造成围堰损坏的行为加以制止，并及时加固补救。（3）进行土石方爆破开挖施工时，采用由监理人批准的爆破方案进行施工，做好防护措施，保证围堰结构和所有排水设施的安全。（4）在进入集水坑的渠端设量水堰，派人定期测量围堰渗水，当发现渗水量加大或其它异常现象时要立即查找原因，及时向监理人报告并加固处理。1.5.2防洪度汛（1）防洪度汛措施为确保工程施工安全，度汛期间，特采取以下措施：1）确保防汛物资运输道路畅通，配备专用施工机械设备和人员对场内道路进行维护，观测边坡稳定情况，使排水沟畅通、路面良好，保证设备撤退和防洪度汛物资调配迅速到位；2）加强施工区内冲沟、山洪和地下水的引排措施，加大水泵的抽排强度，尽量减小施工区内积水程度。（2）防汛检查汛期来临，成立防汛小组，要充分发挥其职能，定期进行防汛检查，及时发现问题，并及时整改。现场检查。组织相关部门重点对重大危险源和防汛措施落实情况进行检查，检查有规划、有记录、有整改措施和跟踪整改记录，对检查整改不合要求的给予处罚。根据现场检查情况，同时要对防汛措施的合理性和防汛结构的安全性进行复核鉴定，调整防汛方案为最佳方案。物资储备检查。根据监理批准的防汛方案，对计划的防汛物资种类和数量进行检查，对物资储存状态、设备状况等进行检查，保证设备状况良好，物资准备充足，物资满足防汛要求。（3）防汛组织机构以项目经理为第一责任人设立防汛组织机构，下设防汛办公室负责日常事务处理和联络，施工队伍根据功能分组划片区负责具体的防汛项目，并成立专门的防汛抢险队伍，应急处理各项防汛突发事件。（4）抢险预案为了避免施工期间洪水超标，造成洪水流入基坑，影响施工，特制定抢险预案如下：1）提前成立防汛领导小组，发生险情时即为抢险工作组；2）派专人巡视，一旦发生险情应通过电话或对讲机，及时向工作组报告；3）加强水情预报，与业主水情预报部门密切联系，作到水情、雨情心中有数；及时通知施工单位，以保证施工人员安全和设备安全撤退；4）备好粘土草袋、块石等防洪抢险物资，若遇超标洪水，力争把损失减小到最低程度；5）根据水情预报，汛期遇超标洪水时，应按照年度度汛措施中的基坑撤退预案，组织基坑人员、机械设备、材料的撤离。作到先人后机、有条不紊，撤退有序，确保人身和机械设备的安全。人员，机械安全撤离后开始对基坑进行充水，以减小洪水对基坑造成的损失，洪水过后再根据水情预报经业主、监理同意后恢复上、下游土石围堰，安排抽水清淤继而恢复基坑生产。（5）防汛抢险物资储备项目部根据汛期危险源的综合分析，确定防护项目，制定防范措施和应急方案，根据应急方案和防范措施提前做好防汛抢险物资储备。根据防范的部位结合具体的现场条件，确定物资仓库的位置。常规防汛材料和物资及设备主要有：块石、钢筋笼、钢丝笼、木桩、编织袋或草袋、抽水泵、水泥等。常规材料可以在工地设库，以便及时所需。汛期来临，密切关注水情雨情，计划好防汛物资种类和数量，做好充分的准备。防汛物资必须做到专项专用，不能挪作他用。防洪物资备用：编织袋或草袋3000个，救生衣10套，大小水泵10台套。（6）超标准洪水对于超标准洪水，应有所承担工程抵御超标洪水的应急预案，并报监理人及发包人审核批准，其主要内容包括(但不限于)：1）制定抵御超设计标准洪水的应急预案。