抽水蓄能电站工程上水库土建工程施工导流与水流控制施工方案

抽水蓄能电站工程上水库土建工程施工导流与水流控制施工方案1.1概况1.1.1工作内容本合同施工图纸所示的施工导流和水流控制工程，其工程项目包括：上库区各施工时段的导流工程（导流隧洞、引水渠、库区各类围堰）；施工区安全度汛与防护工程；建筑物的基坑排水；导流洞封堵，后期导流隧洞改建；导流建筑物的拆除。上述工程项目的工作内容包括建筑物的土建施工；材料的供应和试验检验；基坑排水设备的安装、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。主要工程量表：序号名称单位数量备注2施工导流和水流控制2.1导流隧洞2.1.1土方明挖m38362.1.2石方明挖m319512.1.3石方洞挖m369902.1.4喷混凝土C25m382洞外，10cm2.1.5喷混凝土C25m350洞内，5cm2.1.6喷混凝土C25m3111洞内，随机挂网，10cm2.1.7喷混凝土C25m356洞内，系统挂网，15cm2.1.8喷混凝土C25m3262洞内，25cm2.1.9挂网钢筋t3φ6.5、φ122.1.10钢格栅t34含固定件2.1.11小导管m2812Φ42×4，L=3.5m2.1.12砂浆锚杆Φ22，L=2.5m根9662.1.13砂浆锚杆Φ25，L=4.5m根1042.1.14砂浆锚杆Φ25，L=6.0m根1042.1.15自进式锚杆Φ25，L=3.0m根302.1.16自进式锚杆Φ25，L=4.5m根402.1.17随机排水孔m100洞内，φ50，L=2.5m2.1.18软式透水管m242DN40，含封堵材料2.1.19固结灌浆钻孔m2541L=3.0m2.1.20固结灌浆检查孔钻孔m127L=3.0m2.1.21固结灌浆（P=0.8~1.0Mpa）t254普通硅酸盐水泥2.1.22回填灌浆（P=0.3~0.5Mpa）m221582.2混凝土工程2.2.1混凝土二级配C20F100m3822.2.2混凝土二级配C25W8F100m319472.2.3钢筋制安t1922.2.4铜止水m322.2.5硬质PVC管m4822.2.6锚筋Φ25，L=2.5m根152.2.7埋板200×200×10块80后期照明用2.2.8角钢∠100×6m24拦污栅段预埋2.2.9系统排水孔、洞外，φ50，L=5.0mm275永久性排水2.2.10硬质PVC管排水花管Φ40m275永久性排水2.2.11底板冒水孔洞外，φ50，L=0.2mm52.2.12浆砌石M7.5m32532.2.13围堰及其他导流工程项1总价2.2.14施工期安全度汛及下闸蓄水项1总价1.1.2地质条件西副坝导流洞位于坝址左岸，进口离西副坝坝轴线上游约175m，出口距坝坝轴线下游约145m，进口底板高程691.0m，出口底板高程688.0m，坡降约1%，洞向由S13.5ºE在趾板前转为S70.9ºW，经副坝后转为N52.3ºW，洞径3.5m。基岩岩性为变质泥质粉砂岩(Z1d1-3)，冲洪积的含碎石粉质粘土分布在进口前和出口后的沟中，厚2.0~3.5m。导流洞沿线地形起伏较大，冲沟发育，沿线共有冲沟四个，冲沟部位洞上覆岩体相对较薄，构造发育，共有断层f46、f47、f70、F132、f45、f48等6条，宽度较大的断层有F132，宽1.0~2.0m，性状差。f46、f47、f70、f48四条断层与洞轴线的交角较大，对洞室的稳定影响较小，但F132和f45与洞轴线的交角小，部分地段与洞轴线平行，且与洞顶的距离近，对洞室的稳定影响较大，开挖过程注意及时采取支护措施。导流洞沿线岩石风化深，其中桩号0~36.5m为强风化，桩号36.5~70.3m为弱风化，桩号70.3~114.2m为微风化，桩号114.2~180.7m为弱风化，桩号180.7~31.3m为微风化，桩号31.3~367.7m为弱风化。洞室围岩以Ⅲ~Ⅳ类为主，进口段和断层带围岩稳定性差，需及时采取防护处理。导流洞洞身段处于地下水位以下，由于断层发育，地下水易沿断层涌水，施工时应加强排水。主坝导流洞位于主坝址区左岸，进口距主坝坝轴线约165m，出口距主坝坝轴线约65m，进口底板高程71.0m，出口底板高程695.0m，坡降约6%，洞向由S11.6ºE转为S22.6ºW，洞径4m。导流洞沿线基岩岩性为变质含砾中粗砂岩(Z1d1-1)，覆盖层分布在进口和出口一带，进口为残坡积的粉质粘土夹碎石，厚2~3m，出口主要为崩坡积的碎块石夹粉质粘土，厚达11.6m。进洞口和出洞口基岩呈弱风化，洞身段主要呈微风化。导流洞沿线构造不发育，断层仅见f38、f40、f123等三条，断层宽度均较小，宽约0.2m，f38断层与洞线近正交，交角(83º)大，对洞室稳定影响小；f123与洞轴线的交角极小，几乎平行于洞轴线延伸，在洞开挖后断层距洞顶的距离近，容易沿断层塌落，对洞室稳定影响较大，同时在平行于L25、L27、L29、L31方向的节理切割组合下易形成不稳定的三角棱体，开挖过程中易塌顶。导流洞围岩在桩号0~64.88m为Ⅲ类，桩号64.88~210m为Ⅱ类，桩号210~246.19m为Ⅳ类。1.2导流方式上库为一四面环山的天然库盆，受地形影响，库内流域一分为二，一条位于库盆的东侧经主坝汇入上水库的秀峰河，流域面积为4.47km2；另一条位于库盆的西侧经西副坝汇入上水库的秀峰河，流域面积为2.20km2。为减少施工干扰及考虑上库施工期用水问题，在库尾处筑堰拦蓄来水，供上库施工期用水，同时扩挖原水流分界的河道宽度，将主沟区库尾多余的来水通过引水渠导入副沟区。在主沟区贮水堰至主坝之间，需在主坝前填筑一围堰，将区间水由堰前引水渠引入副沟区，这样整个上库的来水均流入副沟区，通过副沟区的导流建筑物下泄。1.3导流标准本工程导流建筑物级别为4级，导流标准分主沟区和副沟区。其导流设计标准均选用全年10年一遇洪水，其中主沟区库尾贮水堰和主坝围堰的挡水设计流量分别为Q＝33.4m3/s和Q＝8.25m3/s。副沟区全年10年一遇洪水流量为53.5m3/s；各大坝度汛标准如下：主坝为混凝土重力坝，选用主沟全年20年一遇洪水，流量46.9m3/s；西南副坝为混凝土面板堆石坝，选用主沟全年50年一遇洪水，流量51.6m3/s；西副坝为混凝土面板堆石坝，选用主沟加副沟全年50年一遇洪水，流量82.5m3/s；上库进/出水口施工期度汛考虑其与贯通，选用主沟全年100年一遇洪水，流量67.6m3/s。1.4导流阶段划分根据水文气象资料可知洪水主要形成于4～10月的雨季，结合施工进度安排，导流时段划分为：第一阶段：自进点至2012年4月30日，此时段导流泄放洞施工，河水由原河床下泄。2012年3月30日后主坝围堰填筑完成，来水从西副坝河道及排水渠排放。第二阶段：自2012年5月1日2014年3月1日，西副坝围堰填筑完成，导流洞衬砌完成，该时段来水从导流洞及排水渠排泄。第三阶段：自2014年3月1日后各大坝相继完工，上库进出水口闸门安装完成，具备蓄水条件，导流洞改建为放空洞的工作完成，具备下闸条件。上游来水由坝体挡水，上库开始蓄水。1.5围堰工程施工导流建筑物的布置除满足主体工程在旱地条件下施工外，同时考虑施工总布置中各种临时设施的布置需要，施工道路的需要等。主坝围堰位于主坝上游约180m，两岸植被较发育，两岸地形基本对称，地形坡度20~25º，呈开阔的“U”型。两岸高程730m以下为厚1.2~1.8m的第四系残坡积的粉质粘土夹碎石覆盖，沟中为冲洪积粘土，厚约1.2m，基岩为震旦系下统硐门组变质含砾中粗砂岩(Z1d1-1)和变质中细砂岩(Z1d1-2)，变质含砾中粗砂岩的风化较浅，变质中细砂岩的风化程度较深。左岸及沟中基岩为变质含砾中粗砂岩(Z1d1-1)，无全风化层，强风化厚5~9m，右岸基岩为变质中细砂岩(Z1d1-2)，全风化厚15~20m，强风化厚7~8m。主坝围堰发育的断层有f38、f122、f39、F136等4条，其中F136宽1.2~2.0m，其余断层宽度均较小。两岸地下水位埋深：左岸12.0~14.0m，右岸13.0~19.0m，沟中12.0~20.0m；相对隔水层顶板(q≤3.0Lu)埋深：左岸7~13m，右岸7~15m，沟中7~13m。隔水围堰位于主坝上游约420m的右岸冲沟内，两岩地形基本对称，呈“U”型，两岸地形坡度15~25º。左岸及沟中覆盖层厚0.3~2.2m，为残坡积的粉质粘土夹碎石，右岸基本无覆盖层。左岸及沟中基岩为震旦系下统硐门组变质中细砂岩(Z1d1-2)，全风化厚0.35~2.7m，强风化厚大于30.0m。右岸为变质泥质粉砂岩(Z1d1-3)，无全风化，强风化厚22.0~31.0m。隔水围堰左岸揭露一条宽0.5~1.0m的顺层断层F44，产状N70~75ºWNW∠45~60º(推测断层)，带内主要为碎块状压碎岩、断层角砾岩及断层泥。隔水围堰地下水位埋深：左岸5.0~16.0m，右岸7.0~23.0m，沟中5.0~7.0m。相对隔水层顶板(q≤3.0Lu)埋深：左岸9.0~17.0m，右岸13.0~21.0m，沟中9.0~13.0m。副坝围堰位于西副坝趾板前端，两岸地形坡度，左岸约40º，右岸20~25º，呈不对称的“V”型谷，植被发育，两岸基岩裸露，基岩为震旦系下统硐门组变质泥质粉砂岩(Z1d1-3)，沟中为冲洪积的粉质粘土夹碎石，厚2.5~3.5m。两岸全风化厚度薄，呈不均匀分布，左岸全风化厚1.5~2.0m，右岸全风化厚约3.5m，沟底无全风化层；强风化厚度：左岸5.0~13.0m，右岸7.0~19.0m，沟中5.0~7.0m。断层发育，共有f45~F51、f69~F72、F132等12条，断层均倾向沟内，为NE~NEE向的中高倾角断层，与围堰轴线近正直交，沟内为**向斜通过。其中宽度在0.5m以上的断层有F46、F49、F51、F72、F132等5条。围堰两岸地下水位埋深较浅，左岸3~22m，右岸5~18m，沟中常年有地表水径流。相对隔水层顶板(q≤3.0Lu)埋藏较深：左岸18~27m，右岸20~25m，沟中15~25m。施工导流建筑物平面布置详见附表5《施工导流平面布置图》。1.5.1围堰结构型式主坝上游围堰及西副坝上下游土石围堰属Ⅳ级临时建筑物，按其挡水标准及导流洞泄流能力曲线，相应上下游静水位可确定，然后参照“碾压土石坝设计规范”（SDJ218-84）计算堰顶高程及超高：堰顶高程=挡水静水位+堰顶超高△h，堰顶超高△h=最大波浪爬高R+风壅水面高度e+安全超高A。依据围堰运行特点、天然建筑材料储备情况及充分利用当地材料，主坝上游围堰采用均质土坝，围堰轴线位置设粘土截渗槽，上游块石护坡。西副坝上下游围堰采用石渣填筑，上游设粘土斜墙及粘土齿槽截渗，块石护坡。储水池围堰与主坝围堰类似，上游块石护坡下面增加一层反滤层。具体结构形式见施工导流布置图。1.5.2截流施工根据工程施工总进度安排，主坝定于2012年3月20日截流，西副坝定于2012年5月20日截流。截流标准为3至5月份月平均流量。实际截流流量按当地当月气象预报确定。从工程进度安排看，截流前准备工程施工、导流泄放洞及坝肩开挖，基本上完成，并且两岸低位施工道路已经形成。同时，考虑到工程截流总体上难度不大，截流戗堤工程量较小；因此，确定采用上游单戗单向进占的截流方案。截流形式为立堵。西副坝下游围堰在截流后一次填筑形成。按上游土石围堰断面结构，截流戗堤设置在上游围堰迎水侧，戗堤轴线平行围堰轴线。考虑进占条件和填筑强度，戗堤顶宽为10m。1.5.3围堰堰体施工施工工期分别安排1个月，先采用D85推土机清除两处围堰基础表层杂土至坚硬土层，再选用20T自卸车装运开挖石碴道路堤体，同时进行外侧反滤料和粘土斜墙的填筑。施工时，采用分层填筑、压实，每次分层厚度、碾压遍数、干容重参照下表执行。最后选用块径较大开挖石碴，由人工理砌形成石碴护坡。土类石碴混合料粘土料反滤料碾压机械名称振动碾夯板振动碾夯板碾重(t)≥102.1≥102.1铺筑厚度（cm）60-80603060碾压遍数8464限制粒径（cm）<50<40<30碾压条件充分洒水最优含水量充分洒水控制干容重(t/m3)>1.95>1.65>1.95戗堤边进占边进行上游侧的防渗体施工。戗堤合龙后，立即组织施工预留段迎水侧反滤层，再清理出截水墙基础，及时倒入粘土完成闭气工作。围堰填筑施工，采用20t自卸车进行端抛，D85推土机平料，并控制填筑面高出水面1.0m左右进行碾压。碾压设备采用SD-100单钢轮自行式振动压路机及2.1t夯板。1.6基坑排水1.6.1初期排水初期排水包括基坑积水、围堰渗水、降雨及其他途径来水。因为河床坡降达63.9‰，上游截流后，河床水流可自流下泄，故初期排水时段为上下游土石围堰闭气后的2天内。基坑初期排水，仅考虑局部区域低洼处排干，排水设备分别采用2台80WQ20潜污泵。1.6.2经常性排水经常性排水指在初期排水排干基坑后，为保证基坑的干地施工条件而进行的经常性的排水工作。经常性排水的排水量，主要包括围堰渗水、降水、地基岩石冲洗及混凝土养护用废水等。经比较两种组合（即渗水加降水、渗水加施工废水），从中择其大者，确定排水强度，以选择排水设备。排水系统布置考虑两种不同情况，一种是基坑开挖过程中的排水系统布置；另一种是基坑开挖完成后修建建筑物时的排水系统布置。进行布置时，尽量兼顾两种情况。采用明沟排水方式，于大坝上、下游基坑内建筑物以外低洼处分别设置集水井，排水泵站尽量集中布置，基坑积水通过排水干支沟汇集至集水井，由排水设备排出基坑外。排水干支沟及集水井布置应充分利用有利地形、缩短管线、避免与基坑开挖、出碴运输等工序干扰。同时，对基坑范围内两岸各条冲沟最大径流量进行测算，设置截水沟，并引导入河道内，以避免冲沟水流直接冲刷堰体和大坝填筑体。1.7施工渡汛1.7.1各建筑物渡汛标准储水堰、主坝、西南副坝、进出水口、西副坝导流设计标准为10年一遇。西南副坝及主坝度汛设计标准20年一遇，西副坝度汛标准50年一遇，进出水口度汛标准100年一遇，详见导流结构布置图中的水力特性表。1.7.2渡汛措施（1）各汛期渡汛方案1.导流泄放洞施工围堰若遇超标准洪水，采用临时加高该围堰。2.2012年汛期，除主坝9月份开始混凝土浇筑外，其余两个副坝填筑基本未开始。遇汛期洪水超标时，确保主坝、进出水口及西南副坝基坑不进水，因为西副坝河道较低，根据水文气象预报，确需基坑进水时，挖开西副坝自溃堰对大坝上游基坑进行充水保护。汛后，进行基坑抽排水、清理及围堰的修复工作。3.2013年汛期，两副坝填筑作业已经基本完成，主坝混凝土浇筑超过720米高程。上库进/出水口闸门具备临时下闸条件，因此在2013年汛期，采用临时下闸渡汛。4.施工导流期间，导流泄放洞保护措施，采用在进水口处设置拦砂混凝土叠梁及集碴坑，在消力池中铺设1.5m厚的填石钢筋笼进行保护，待导流期结束后再进行拆除；每次行洪后，及时进行进口拦砂坎前淤碴的清除。（2）渡汛保证措施1.严格按照工程进度计划，保质保量完成工程进度各时段达到安全渡汛面貌。2.按照《水电基本建设工程防汛管理暂行条例》，承担防汛责任和义务。在防汛指挥部门统一指挥下，积极与气象、水文部门取得联系，建立完善的水情、气象预报系统。3.各项施工临时设施都规划布置在安全渡汛要求高程以上。4.每年2月10日前，将该年度的安全渡汛措施报告以及各分项工程的形象进度报防汛指挥部和工程师核准。并