某水利工程施工组织设计毕业设计.doc

毕业设计（论文） 题目 芭蕉河一级芭蕉河一级 shui 电站施工组织设计电站施工组织设计 学生姓名 刘 勇 学号 2006101318 专 业 shui 利 shui 电工程 班级 20061013 指导教师 蔡 宜 洲 评阅教师 完成日期2010年 5 月 28 日 2 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交 de 论文是本人在导师 de 指导下独立进行研究所取得 de 研究 成果。除了文中特别加以标注引用 de 内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发 表或撰写 de 成果作品。本人完全意识到本声明 de 法律后果由本人承担。 作者签名：_ 2010 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文 de 规定，同意学校保留并向 有关学位论文管理部门或机构送交论文 de 复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文 de 全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1、保密 ，在_年解密后适用本授权书。 2、不保密。 （请在以上相应方框内打“” ） 作者签名: _ 2010 年 月 日 导师签名: _ 2010 年 月 日 芭蕉河一级芭蕉河一级 shuishui 电站施工组织设计电站施工组织设计 学 生：刘勇 指导教师：XXX XX 大学 shui 利与环境学院 摘要摘要：本设计是对芭蕉河一级 shui 电站工程进行施工组织设计，采用 de 枯 shui 期围堰 挡 shui（P10%）方案，主要内容有工程相关 deshui 文、地质条件资料，施工导流、截 流计算，基坑排 shui、下闸蓄 shui，施工工厂设施及施工总进度。其中导流包括导流方 式 de 确定，选定方案 de 导流计算；截流主要采取 de 是三曲线法进行 shui 力计算；基 坑排 shui、下闸蓄 shui 主要是对各种排 shui 量和蓄 shui 量进行了计算；其中重点进行 施工导流和围堰结构设计，围堰工程是施工重点对土工膜心墙围堰进行详细 de 施工方案 设计，采用 de 是枯 shui 期围堰挡 shui，隧洞导流，第一个汛期坝体临时断面拦洪渡汛方 案，并完成导截流建筑物图及施工布置图。 Abstract:Abstract: This design is carried out Bajiaohe first hydropower project construction organization design, with the dry season Cofferdam (P = 10%) programs, mainly in engineering- related hydrological and geological conditions information, construction of diversion, closure calculations, basedpit drainage, water gates, plant facilities and construction general construction schedule.One way of diversion, including the identification of diversion, diversion calculation of selected programs; closure of major curve to the three hydraulic calculation method; foundation drainage, water main is under the gate and the storage capacity of various displacement was calculated; The focus for structural design of construction diversion and cofferdam, cofferdam construction project is focused on the geomembrane core wall construction cofferdam detailed design, use of the dry season Cofferdam, diversion tunnel, the first of a flood dambody the temporary section Lanhong Flood Control program, and complete closure of the building plans and construction guide layout. 关键词关键词： 截流 shui 力计算 隧洞导流 围堰 土工膜 KeywordsKeywords：Closure Hydraulic calculation Diversion tunnel Cofferdam Geomembrane 2 前言前言.2 1 施工组织设计施工组织设计.3 1.1 施工条件4 1.1.1 对外交通 4 1.1.2 工程条件 4 1.1.3 shui 文气象条件.6 1.1.4 地形地质条件 7 1.1.5 外来物资供应、shui、电和施工通讯条件8 1.1.6 天然建筑材料 8 1.2 施工导流9 1.2.1 导流标准和导流时段 9 1.2.2 导流方式 13 1.2.3 导流方案 de 选择.13 1.2.4 导流建筑物设计 19 1.2.5 导流建筑物施工 21 1.2.6 截流与基坑排 shui.23 1.2.7 下闸蓄 shui 措施24 1.3 料场选择与开采25 1.3.1 土、石料需求总量 de 确定.25 1.3.2 料场选择 26 1.3.3 料场规划 28 1.3.4 料场开采 30 1.4 主体工程施工31 1.4.1 大坝施工 31 1.4.2 溢洪道施工 34 1.4.3 引 shui 隧洞施工35 1.4.4 厂房、开关站施工 36 1.5 施工交通运输37 3 1.5.1 对外交通运输 37 1.5.2 场内交通运输 41 1.6 施工工厂设施41 1.6.1 砂石加工系统 41 1.6.2 混凝土拌和系统 44 1.6.3 其它施工工厂 46 1.6.4 风、shui、电及施工通讯46 1.7 施工总布置48 1.7.1 布置条件和原则 48 1.7.2 布置规划 49 1.7.3 土石方平衡与堆、弃渣场地规划 50 1.7.3 施工房建 51 1.7.4 施工占地 52 1.8 施工总进度52 1.8.1 编制原则和依据 52 1.8.2 控制工期 53 1.8.3 施工总进度安排 53 1.8.4 施工强度和劳动力 56 1.9 主要技术供应56 4 前言前言 工程属等中型工程，工程枢纽由混凝土面板堆石坝、左岸岸边开敞式 溢洪道、左岸放空洞、右岸引 shui 隧洞、地面厂房及升压站等组成，电站装 机 2 台，总装机容量 30MW，多年平均发电量 0.901 亿 kWh，保证出力 5.1MW，增加下游梯级电量 0.085 亿 kWh。枢纽主要工程量：土石方开挖 79.3 万 m3，土石方填筑 230.4 万 m3，混凝土 10.12 万 m3，帷幕灌浆 1.33 万 m。 施工导流采用左岸隧洞导流，总工期 40 个月。 工程静态总投资 27404 万元，总投资 29126 万元。 5 1 施工组织设计 1.1 施工条件 1.1.1 对外交通对外交通 芭蕉河一级 shui 电站位于湖北省恩施土家族苗族自治州鹤峰县境内 de 芭 蕉河上，县城容美镇经北佳镇至坝址上游芭蕉坡现有公路里程 38km，其中 县城至两河口 13km 为省级公路，两河口至北佳镇 19km 为县乡级公路，北 佳镇至坝址上游芭蕉坡 6km 为乡村简易公路。坝址不通公路。 正在修建 de 芭蕉河二级 shui 电站上距芭蕉河一级坝址 7.6km，其间不通 公路，但二级电站至县城 de 对外交通干道现已贯通，公路里程 3.5km。 1.1.2 工程条件工程条件 芭蕉河一级 shui 电站工程枢纽由混凝土面板堆石坝、左岸开敞式溢洪道、 左岸放空洞、右岸引 shui 隧洞及地面厂房和开关站等组成。混凝土面板堆石 坝坝顶高程 651.3m，最大坝高 115.3m，顶宽 8.0m，坝轴线长 285.4m，上下 游坝坡 1:1.4。溢洪道布置在左岸坝肩，为 2 孔 11m16m(宽高)开敞式表孔， 堰顶高程 631.5m，最大下泄流量 3400m3/s。放空洞由导流隧洞改建而成，放 空管埋于导流洞永久堵头之中，管径 2.0m，管中心高程 546.5m，最大下泄 流量 110.2m3/s。引 shui 系统布置在右岸，由进 shui 口、压力隧洞、高压隧 6 洞和岔管组成，全长 462.9m，进口底板高程 606.0m，压力隧洞及高压隧洞 内径 3.8m，岔管内径 2.6m，分别采用钢筋混凝土、钢板及混凝土组合衬砌。 厂房装机 2 台，单机容量 15MW，总装机容量为 30MW，主厂房尺寸为 33.5m15.4m31.6m（长宽高） 。开关站布置在厂房上游侧，地面高程 551.35m，面积 58.0m48.0m（长宽） 。主体工程土石方明挖 73.51 万 m3， 石方洞挖 5.82 万 m3，土石方填筑 230.43 万 m3，混凝土 10.37 万 m3。各建筑 物主要工程量见表 8.1-1。 表 1.1-1 主 要 工 程 量 表 项 目 土石 明挖 (万 m3) 石方 洞挖 (万 m3) 土石 填筑 (万 m3) 混凝 土 (万 m3) 钢筋 钢材 (t) 金属 结构 (t) 帷幕 灌浆 (m) 固结 灌浆 (m) 回填 灌浆 (m2) 砖 (万块) 大坝29.910.08227.671.911934132542046 溢洪道35.365.241936320694 放空洞0.050.07228 引 shui 隧 洞 2.600.840.997709339101385 厂房及 开关站 2.451.201.385701118.0 小 计70.320.97228.879.595438424132546650138518.0 导 流3.194.851.560.782201351625 合 计73.515.82230.4310.375658559132546650301018.0 芭蕉河二级电站坝址上距本工程坝址 7.6km，shui 库正常蓄 shui 位 543.5m，电站装机 8000kW，目前该电站即将建成投产，芭蕉河一级电站 de 施工应尽可能减少对二级电站正常运行 de 影响。 7 1.1.3 shui 文气象条件文气象条件 1.1.3.1 shui 文条件 坝址控制流域面积 303.4km2，多年平均流量为 12.6m3/s，多年平均径流 量 3.97 亿 m3。洪 shui 主要由暴雨形成，流域每年 4 月进入汛期，年最大洪 shui 均发生在 59 月，其中 68 月为主汛期，一次洪 shui 过程为 2d 左右， 峰型多以双复峰为主，10 月退出汛期， 11 月次年 3 月为枯 shui 期。 芭蕉河流域无实测 shui 文资料，邻近溇 shui 干流鹤峰站为坝址设计洪 shuide 依据站，该站控制流域面积 647.3km2，坝址洪 shui 采用面积比 de2/3 次方推算获得 19601998 年共 39 年资料。坝址施工时段频率洪 shui 成果见 表 1.1-2。 表 1.1-2 施工时段频率洪 shui 成果表 单位：m3/s 频 率 (%) 时 段 1251020 全 年2500208015401150784 4 月291255 5 月549480 6 月821724 11.13.3114711076.6 11.14.30222185147 10.16410.14.30313250187 1.1.3.2 气象条件 工程所在地区属北亚热带暖湿季风气候区，雨量充沛，气候温和。多年 8 平均气温 15.4，极端最高气温 40.7，极端最低气温-10.1。流域多年平 均降雨量 1986.4mm，年内降雨主要集中在 410 月，约占全年降雨量 de85.6%。 坝址气象要素见表 1.1-3。 表 1.1-3 坝 址 气 象 要 素 表 序号项 目单位数量备 注 1降雨量 坝址以上流域多年平均降雨量mm1986.4 鹤峰站以上流域多年平均降雨量mm1770.6 2气温 多年平均气温 15.4 极端最高气温40.7 极端最低气温 -10.1 3蒸发 多年平均蒸发量mm1000.5 4风速 多年平均风速m/s0.6 历年最大风速m/s14.0 鹤峰气象站资料 1.1.4 地形地质条件地形地质条件 工程所在河段位于柳月坪与芭蕉湾之间，长约 1.5km，河谷为深切 de“V”型峡谷，河流平面上大致呈弓形，常 shui 位 547.50535.50m，河面 宽度 1040m，河床坡降 8，覆盖层厚度 35m，河谷两岸山体雄厚，岸坡 陡峻，岸坡自然坡角 3560，受结构面控制，悬崖峭壁随处可见。坝段位 于八字山背斜南东翼，出露地层为志留系下统龙马溪组（S1ln）和罗惹坪组 9 （S1lr） ，段内无大 de 断裂通过，构造较简单，岩层以单斜为主，产状 N3550E，SE3050，主要岩性为条带状砂岩、石英砂岩和泥质粉砂岩。 工程所在地区为高山峡谷地形，坝址河谷狭窄，两岸岸坡较陡，施工场 地只能利用坝址下游左岸 1.6kmde 落山坝较平缓开阔 de 阶地及河滩地，以 及进场公路沿线 de 局部较开阔地带；弃碴场利用坝址上游 de 柳月坪阶地； 施工布置条件较差。 1.1.5 外来物资供应、外来物资供应、shui、电和施工通讯条件、电和施工通讯条件 工程所需 shui 泥部分由鹤峰县 shui 泥厂供应，大坝所用 shui 泥由石门 shui 泥厂供应，钢材由武钢供应，木材、火工材料、油料、房建材料、生活 物资等从当地采购。 施工期生产、生活用 shui 从芭蕉河取 shui，shui 质满足用 shui 要求。 施工用电结合永久输电线路，从芭蕉河二级电站接线，线路等级 10kV， 输电线路长度约 6km。 工程对外通讯，结合电站调度运行要求，由鹤峰县城架设通信电缆至施 工场区，场区内部通讯以无线通讯为主。 1.1.6 天然建筑材料天然建筑材料 工程所在河段无天然砂砾料可供利用，本阶段重点勘察了 3 个石料场。 芭蕉湾石料场位于坝址下游 1.8km 左岸 de 落山坝村后山，分布高程 10 550.0820.0m,料场基岩裸露，残坡积覆盖层稀薄，出露地层为志留系中统 纱帽组（S2s） 、泥盆系中统云台观组（D2y）和二迭系下统（P1）地层，岩体 风化较浅，岩性坚硬。石料总储量 780.0 万 m3，可作为本工程坝体堆石料 de 主要料源。 芭蕉坡石料场位于坝址上游约 1.5km 左岸，分布高程 700.0800.0m,料 源层为奥陶系下统红花园组（O1h）灰黑色厚层巨厚层灰岩，料场基岩裸露， 覆盖层稀薄，储量 165.6 万 m3；鱼儿泉石料场位于坝址下游 3.8km 左岸鱼背 状山脊，分布高程 560.0810.0m,剥离层厚度 4m 左右，料源地层为二迭系 下统茅口组（P1m）灰岩，总储量 313.5 万 m3。两料场料源均为质地较纯净 de 灰岩，可作为本工程混凝土骨料料源。 坝址附近土料较少，白果堡土料场位于北佳镇至柳月坪新修简易公路旁， 距坝址约 4.5km，储量约 3 万 m3，土料属风化坡积土，粗颗粒含量偏高，质 量不够理想。 1.2 施工导流 1.2.1 导流标准和导流时段导流标准和导流时段 1.2.1.1 导流标准 芭蕉河一级 shui 电站为等中型工程，混凝土面板堆石坝为 3 级建筑物， 根据shui 利 shui 电工程施工组织设计规范SDJ33889de 规定，相应导 流建筑物级别为 5 级，采用土石围堰结构时，导流建筑物设计洪 shui 标准为 11 510 年一遇，当坝前拦洪库容在 0.11.0 亿 m3时，坝体施工期临时渡汛洪 shui 标准为 50100 年一遇。 8.2.1.2 导流时段 de 选择 芭蕉河属山溪性河流，洪枯流量变化较大，流域洪 shui 主要由降雨形成， 每年 4 月进入汛期，68 月为洪 shui 多发季节。对坝址 19601998 年共 39 年洪 shui 系列资料进行统计，坝址各月发生年最大洪 shuide 情况见表 8.2- 1。 表 8.2-1 坝址年最大洪 shui 发生月份统计表 月份1 月2 月3 月4 月5 月6 月7 月8 月9 月10 月 11 月 12 月 月最大洪 (m 水流量 3/s) 30.879.084.5 227. 0 527. 0 766. 0 1180. 0 1040. 0 444. 0 244. 0 155. 0 41.7 年最大洪 shui 发生 次数 (次) 0000491772000 百分比 (%) 000010.323.143.617.95.1000 根据表 8.2-1 中 de 统计结果，提出 11 月 1 日次年 3 月 31 日、11 月 1 日次年 4 月 30 日、10 月 16 日次年 4 月 15 日、10 月 1 日次年 4 月 30 日及全年 5 个导流时段进行分析比较，各时段 de 施工频率洪 shui 见表 1.1- 2。 经施工总进行安排，一个枯 shui 时段内难以将坝体经济断面抢至 100 年 一遇拦洪渡汛高程，需利用 56 月进行坝体拦洪断面 de 施工。从表 8.1-2 中 12 可以看出，5、6 月份年最大洪 shui 发生次数虽较多，但洪 shui 峰值却不大， 参照类似土石坝 de 施工经验，可利用 56 月份作为拦洪过渡期抢筑坝体拦 洪断面，拦洪过渡期内要求 5 月底坝体经济断面与全年 50 年一遇拦洪 shui 位 607.26m 齐平，6 月中旬达到全年 100 年一遇拦洪高程 615.3m。坝体 de 填筑强度以 5 月底坝体拦挡全年 50 年一遇洪 shui 为控制，不同导流时段坝 体填筑强度见表 1.2-2。 表 1.2-2 不同导流时段坝体填筑强度表 导流时段 11 月 1 日次 年 3 月 31 日 11 月 1 日次 年 4 月 30 日 10 月 16 日 次年 4 月 15 日 10 月 1 日次 年 4 月 30 日 坝体施工时段 11 月 1 日次 年 6 月 15 日 11 月 1 日次 年 6 月 15 日 10 月 16 日 次年 6 月 15 日 10 月 1 日次 年 6 月 15 日 施工时间7.5 个月7.5 个月8.0 个月8.5 个月 月平均15.4515.4514.2613.24 坝体填 筑强 度 (万 m3/ 月) 月最大19.3119.3117.8316.55 经对本工程料场开采和坝料上坝条件进行分析，除导流时段 11 月 1 日 次年 3 月 31 日、11 月 1 日次年 4 月 30 日 de 坝体填筑强度略显偏大外，其 余时段 de 填筑强度相对于本工程 de 施工条件均比较合理。 针对同一种导流隧洞洞径 7.0m9.0m（宽高） ，对各导流时段 de10 年 一遇洪 shui 进行 shui 力学计算，计算成果列于表 1.2-3。 表 1.2-3 不同导流时段 shui 力学计算成果表 隧洞尺寸1 条7.0m9.0m（宽高） 13 时段11 月 1 日 次年 3 月 31 日 11 月 1 日 次年 4 月 30 日 10 月 16 日 次年 4 月 15 日 10 月 1 日 次年 4 月 30 日 全年 导流 标准 频率 p=10%p=10%p=10%p=10%p=10% 导流流量 (m3/s) 1101851412501150 最大下泄流量 (m3/s) 110185141250656.5 上游 shui 位 (m) 551.13553.35552.20555.15583.78 上游围堰堰顶高 程 (m) 552.2554.4553.1556.2586.0 最大堰高(m)12.214.413.116.246.0 根据 shui 力学计算成果，当选用全年不过 shuide 导流时段时，上游围堰 高度达 46.0 m，导流隧洞洞线长度将增加近 120.0m，而面板坝坝高也仅 115.3 m，导流工程投资明显与主体工程规模不相称。对于各枯 shui 时段， 由于本工程考虑利用 56 月作为拦洪过渡期进行坝体拦洪断面 de 填筑，且 坝体各月 de 上升高程主要由填筑强度控制，导流时段往后延长对增加施工 时间，降低填筑强度已无实际意义，导流时段往前延展虽可争取一部分坝体 拦洪断面 de 施工时间，但由于 9、10 月为汛末，相应 de 施工导流流量量级 增加较快，必然会导致导流建筑物规模和工程截流难度 de 增加。因此，经 过分析现场施工条件和可能达到 de 施工强度，在满足施工总进度要求 de 前 提下，为节省导流工程投资，降低导流工程规模，导流时段选择为枯 shui 时 段 10 月 16 日次年 4 月 15 日。 1.2.1.3 导流流量 de 选择 14 对于选定 de 导流时段 10 月 16 日次年 4 月 15 日，其 10 年一遇洪峰流 量为 141m3/s，5 年一遇洪峰流量为 107 m3/s，流量相差 34m3/s，当导流隧洞 洞径为 7.0m9.0m（宽高）时，两者上游围堰高度相差仅 1m，为安全计， 导流流量采用时段 10 年一遇洪峰流量 141 m3/s。 由于本工程拦河坝为混凝土面板堆石坝，拦洪库容介于 0.11.0 亿 m3之 间，考虑坝体临时拦洪渡汛时，下游 7.6kmde 芭蕉河二级电站及下游 11kmde 鹤峰县城防洪安全，坝体临时渡汛洪 shui 标准采用全年 100 年一遇, 洪峰流量 2500 m3/s。 1.2.2 导流方式导流方式 本工程坝址河谷形状系数为 2.53，属狭窄形河谷，施工导流采用河床一 次拦断，旁侧隧洞导流 de 导流方式。 1.2.3 导流方案导流方案 de 选择选择 1.2.3.1 导流方案 de 拟定 根据坝址区地形地质条件和工程枢纽布置特点，本阶段拟定两种可能 de 导流方案进行比选。 方案一：枯 shui 期围堰挡 shui，隧洞导流，第一个汛期坝体临时断面拦 洪渡汛方案。 该方案导流隧洞布置在左岸，全长 688.896m，隧洞采用城门洞型，断面 尺寸 7.0m9.0m(宽高)，进口底板高程 546.00m，出口底板高程 542.50m， 15 纵坡 i=0.005217。第一个枯 shui 期由围堰挡 shui，经 shui 力学计算，当 Q=141 m3/s 时，上游 shui 位 552.08m，相应 de 上游围堰堰顶高程 553.1m； 汛期由坝体临时断面拦洪渡汛，渡汛标准为 100 年一遇，经调洪演算，求得 拦洪 shui 位为 613.43m，拦洪库容 0.29 亿 m3，坝体拦洪高程 615.3m，shui 力学计算成果见表 8.2-4。经施工总进度安排，坝体全断面施工，填筑总方量 169.49 万 m3，一个枯 shui 期难以完成；采用经济断面拦洪，坝体填筑总方 量 97.78 万 m3，5 月底达到 607.3m，6 月中旬达到 615.3m，月平均填筑强度 14.26 万 m3，经对施工布置，施工道路、料场开采条件及施工方法进行研究， 这一强度完全可以做到。 表 1.2-4 方案一 shui 力学计算成果表 项 目 单 位 第 1 个枯 shui 期第 1 个汛期备 注 时段 10 月 16 日 次年 4 月 15 日 全年全年 洪 shui 重现 期 年1050100 设计标准 洪峰流量m3/泄流方式导流隧洞导流隧洞 过 shui 断面 尺寸 m7.09.0（宽高）7.09.0（宽高）城门洞型 进口高程m546.0546.0 出口高程m542.5542.5 泄 洪 建 筑 物 洞 长m688.896688.896 泄洪 指标 下泄流量m3/s141841.3885.5 16 拦洪库容亿 m3 0.220.29 上游 shui 位m552.08607.26613.43 最大流速m/s4.1414.2915.04 拦洪方式上游围堰坝体经济断面拦洪 顶部高程m553.1609.0615.3 最大高度m13.173.079.3 坝体建基面高 程 536.0m 挡 shui 建筑物特性 最大顶长m59.0136.0174.0 施工程序安排： 第 1 年 1 月开始导流隧洞 de 开挖，10 月初具备过流条件，10 月中旬截 流，修建上下游土石围堰，同期进行河床常 shui 位以下坝基开挖和趾板混凝 土浇筑，11 月中旬开始坝体填筑，第 2 年 5 月底坝体经济断面抢至与全年 50 年一遇拦洪 shui 位 607.26m 齐平，6 月中旬经济断面上升至全年 100 年一 遇拦洪高程 615.3m。第 2 年 6 月中旬至第 3 年 2 月对经济断面下游坝体进行 填平补齐，第 2 年 10 月中旬第 3 年 3 月中旬完成一期面板混凝土 de 浇筑， 第 3 年 3 月9 月坝体全断面上升至 648.5m 高程，10 月开始二期面板混凝土 de 施工，12 月底完成；导流洞于第 4 年 1 月底下闸封堵，shui 库进行蓄 shui。4 月底机组投产发电。 坝体经济断面及填筑程序示意见图 1.2-1。 17 1.2-1 方案一：坝体经济断面及填筑示意图 方案二：枯 shui 期围堰挡 shui，隧洞导流，第一个汛期坝体过 shui，第 二个汛期坝体拦洪渡汛方案。 对于该方案研究了两种可能 de 情况： 第一种情况：第一个汛期坝体全断面上升至 567.5m 高程后保护过 shui，第二个汛期坝体全断面上升至全年 100 年一遇拦洪高程 615.3m，月平 均填筑强度控制在 14 万 m3/月左右，经 shui 力学计算，所需导流隧洞断面尺 寸与方案一相同，为 7.0m9.0m（宽高） ，坝体拦洪渡汛高程 615.3m。 第二种情况：为研究缩小导流隧洞洞径 de 可能性，第二个汛期坝体采用 经济断面拦洪渡汛，坝体填筑强度要求同第一种情况，经 shui 力学计算，所 需导流隧洞断面尺寸为 5.5m7.0m（宽高） ，坝体拦洪渡汛高程 627.00m。 经施工总进度安排，两种情况 de 坝体完建工期相同，但第一种情况 de 导流工程费用比第二种情况 de 导流工程费用多 340 万元，因此本阶段以第 二种情况参与导流方案 de 比较，并分述如下： 18 导流隧洞洞线布置与方案一相同，断面尺寸为 5.5m7.0m（宽高） ，城 门洞型，进口底板高程 546.0m，出口底板高程 542.5m，纵坡 i=0.005217。 shui 力学计算成果见表 8.2-5。 表 1.2-5 方案二 shui 力学计算成果表 项 目 单 位 第 1 个枯 shui 期 第 1 个汛期第 2 个汛期 时段 10 月 16 日 次年 4 月 15 日 全年全年全年全年 洪 shui 重现 期 年10205050100 设计标准 洪峰流量m3/s1411540208020802500 泄流方式导流隧洞导流隧洞+临时坝体导流隧洞 过 shui 断面 尺寸 m 5.57.0（宽 高） 导流洞 5.57.0 坝体过流前沿宽度 77.0m 5.57.0（宽高） 进口高程m546.0 导流洞 546.0 坝 体 567.5 546.0 出口高程m542.5542.5542.5 泄洪建筑物 洞 长m688.896688.896688.896 下泄流量m3/s141 311/1150 （导流洞 /坝体） 319/2688 （导流洞 /坝体） 496.7518.7 拦洪库容 亿 m3 0.040.050.350.43 上游 shui 位m553.87573.81575.21618.39624.35 泄洪指标 最大流速m/s3.96 8.65/17.1 5 （导流洞 /坝体） 8.87/19.40 （导流洞/ 坝体） 13.8114.42 拦洪方式上游围堰坝体过 shui 坝体经济断面拦 洪 顶部高程m554.9567.5621.00627.00 最大高度m14.933.085.091.0 挡 shui 建筑物 特性 最大顶长m63.077.0192.0222.0 施工程序安排： 19 第 1 年 10 月 16 日第 2 年 4 月 15 日：导流洞于第 1 年 10 月底建成通 shui，10 月中旬截流，随即修建上下游围堰，同时完成坝基开挖，趾板混凝 土浇筑，坝体全断面上升至 567.5m 高程，并做好坝面过 shui 保护，该时段 完成坝体填筑方量约 54 万 m3。 第 2 年 4 月 16 日9 月 30 日：坝面过 shui，不考虑坝体施工。 第 2 年 10 月 1 日第 3 年 6 月 15 日：完成坝体过 shui 后 de 清淤修补， 随即开始坝体经济断面 de 填筑，第 3 年 6 月 15 日前坝体经济断面上升至拦 洪渡汛高程 627.00m，期间完成坝体填筑方量 114 万 m3。 第 3 年 6 月 16 日11 月 30 日：完成经济断面下游 de 填平补齐，坝体全 面上升至 648.5m 高程，填筑方量 54 万 m3。 第 3 年 12 月第 4 年 5 月：进行坝前清淤和面板混凝土 de 浇筑，5 月底 面板浇完。届时永久泄洪建筑物已建成，洪 shui 不再威胁大坝 de 安全，导 流隧洞于 6 月底下闸封堵。shui 库开始蓄 shui，7 月底机组投产发电。 坝体经济断面及填筑程序示意见图 1.2-2。 1.2-2 坝体经济断面及填筑程序示意图 20 1.2.3.2 导流方案 de 比较 两方案技术指标比较见表 1.2-6，工程量及投资比较见表 1.2-7。 表 1.2-6 导流方案技术指标比较表 项目单位方案一方案二备注 导流隧洞尺寸m 7.09.05.57.0城门洞型 最大堰高m13.114.9 设计标准为时 段 10 年一遇 坝体过 shui 保护不过 shui过 shui 保护 设计标准全年 100 年一 遇 全年 100 年一 遇 设计流量m3/s25002500 临时断面高程m615.3627.0 最大断面高度m79.391 坝基建基面高 程 536.0m 拦洪渡汛临时断面 高峰月平均填 筑强度 万 m3/月14.2614.25 发电工期月4043 表 1.2-7 导流方案工程量及投资比较表 项 目单位方案一方案二 土石方明挖 m3 3188028865 开 挖 石方洞挖 m3 4854331006 粘土填筑 m3 12981434 填 筑 垫层 m3 365442 21 土石填筑 m3 1396318915 衬砌混凝土 m3 46903839 封堵混凝土 m3 981643 喷护混凝土 m3 21021768混凝土 坝体过 shui 防护混 凝土 m3 8565 土工防渗膜 m2 806957 钢 筋t220174 钢 材t135100 回填灌浆 m2 16251378 投 资万元12651213 通过上述比较可知：方案一直接抢筑临时断面拦洪渡汛，施工简单可靠， 而方案二第 1 汛采用坝体保护过 shui，坝面最大单宽流量 14.9m3/(s.m)，坡面 最大流速达 17.15m/s，过 shui 保护难度较大。方案一虽导流工程投资略高， 但其发电工期较方案二可提前 3 个月，发电效益较显著。因而本阶段导流方 案推荐采用方案一。 1.2.4 导流建筑物设计导流建筑物设计 1.2.4.1 导流隧洞 根据坝址地形地质条件及工程枢纽布置特点，导流隧洞只能布置在左岸， 分进口明渠扩散段、洞身段及出口明渠扩散段三部分。 进口明渠扩散段轴线长 50.3m，两侧以 6扩散角对称向上游扩散,最小底 22 宽 7.0m，底板高程 546.0m，为一平坡明渠。 洞身段全长 688.896m，其中进口喇叭口段长 12.0m，顶拱采用椭圆曲线， 曲线方程为。其后设置封堵闸门井，闸门井段长 6.0m，封堵闸门1 48 2 2 2 2 yx 采用滑动平板钢闸门，井内组装，闸门竖井平台高程 570.00m。洞身标准断 面 7.0m9.0m（宽高） ，城门洞型，过 shui 面积 58.88m2，隧洞在桩号 0+096.9820+179.629m 段设置弯道，转弯半径 105.0m，转角 450554.43。 出口明渠扩散段轴线长 26.1m，以 6扩散角对称向下游扩散，最小底宽 7.0m，底板高程 542.50m，为平坡明渠。 导流隧洞经初期导流和坝体渡汛两个阶段，历时两年零 4 个月，最高运 行 shui 位 613.43m，洞内最大流速 15.04m/s。 导流隧洞穿过 de 岩层为志留系下统龙马溪组和罗惹坪组砂页岩，大部分 洞段岩体基本质量级别为级，构造简单，仅进出口段穿越 F2、F1断层， 根据导流隧洞运行特点和地质条件，进口洞身段 50m（含喇叭口段和闸门井 段）和出口洞身段 90m 采用全断面钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度 60cm，其余 部位底板浇 30cm 厚混凝土，顶拱和侧墙挂网喷 15cm 厚混凝土。出口明渠 段岩体较软弱，崩解性强，为防止表面岩体崩解风化失稳而堵塞导流洞，运 行 shui 位以下采用 30cm 厚钢筋混凝土薄衬，运行 shui 位以上采用挂网喷 15cm 厚混凝土。 导流隧洞出口底板距河底高差 6.0m，shui 流出洞流速较大，为防止出流 对隧洞出口岸坡造成冲刷破坏，对该部位 de 岸坡采用钢筋笼护底保护。 23 1.2.4.2 上游围堰 受导流隧洞进口布置 de 制约，上游围堰 de 布置空间极为有限，加上隧 洞进口距河底高差 3.54.0m，河床覆盖层厚 24m，工程截流后难以保证浆 砌石围堰 de 干地施工，施工难度较大，为缩短临建工程工期，尽快进入主 体工程 de 施工，上游围堰采用土工膜心墙堆石围堰，堰顶高程 553.1m，最 大堰高 13.1m，堰顶宽 6.0m，迎 shui 面边坡 1:2.0，背 shui 面边坡 1:1.5。基 础覆盖层厚度小于 5.0m，主要由砂卵砾石和崩积、洪积巨块石混合而成，防 渗性能较差，对覆盖层采用抽槽至基岩回填粘土 de 方式进行处理。由于工 程区土料匮乏，且质量较差，为保证围堰 de 防渗性能，围堰采用土工膜心 墙防渗。 1.2.4.3 下游围堰 下游围堰结构型式与上游围堰相同。为保证引 shui 隧洞和厂房全年施工， 下游围堰设计洪 shui 标准采用全年 10 年一遇，洪峰流量为 1150m3/s，经调 洪演算，并考虑芭蕉河二级 shui 库 de 壅高，求得下游 shui 位为 545.0m，相 应 de 围堰堰顶高程 545.5m，堰顶宽 6.0m，迎 shui 面边坡 1:2.0，背 shui 面 边坡 1:1.5，最大堰高 11.5m。 1.2.5 导流建筑物施工导流建筑物施工 1.2.5.1 导流隧洞施工 a) 基本情况 导流隧洞全长 688.896m，设计断面为 7.0m9.0m（宽高）城门洞型， 24 混凝土衬砌段、混凝土喷护段 de 开挖断面分别为 8.2m10.2m（宽高） 、 7.3m9.45m（宽高）城门洞型，进出口明挖量 3.05 万 m3，洞挖量 4.85 万 m3，衬砌混凝土 0. 47 万 m3，钢筋混凝土喷护 0.21 万 m3。 导流隧洞施工安排 9 个月完成，由于洞线较长，工期紧，需开设一施工 支洞，由三个工作面同时掘进。 b) 进出口石方明挖 进出口石方明挖采用先预裂后松动，由上而下、由外至内分层分段进行 开挖，预裂孔和松动爆破孔采用 YQ-100 型潜孔钻钻孔，毫秒微差爆破， 3m3装载机装 15t 自卸汽车运往上游柳月坪弃渣场。 c) 石方洞挖 洞身开挖分上下两台阶钻孔，全断面开挖，用气腿钻钻孔，周边光面爆 破，1.7m3侧卸式装岩机装 10t 自卸汽车运往下游指定备料场。 d) 混凝土浇筑 洞身混凝土浇筑，采用人工立模，5t 自卸汽车运混凝土转混凝土泵压送 入仓，插入式振捣器振实。 e) 混凝土喷护 洞身顶拱和侧墙 de 混凝土喷护，采用 HP-74 型混凝土喷射机分三层喷 护。 1.2.5.2 上下游围堰施工 a) 基本情况 上下游围堰均采用土工膜心墙堆石围堰，砂砾石基础采用抽槽回填粘土 25 防渗，土石方填筑量 1.56 万 m3。 上下游围堰安排 1 个月完建。 b) 围堰施工 覆盖层抽槽采用 1m3反铲开挖，粘土用量较小，可预先备料，由 10t 自 卸汽车运至现场抛填，堆石体采用 3m3装载机装 15t 自卸汽车运料上堰，推 土机平料，10t 振动碾碾压，土工膜由人工现场铺装。 1.2.6 截流与基坑排截流与基坑排 shui 1.2.6.1 截流 a) 截流时间和截流流量 根据施工总进度安排，为保证坝体第 2 年 6 月底以前能填筑至 100 年一 遇拦洪高程，工程截流宜愈早愈好，综合芭蕉河流域 deshui 文特性，最终选 定截流时间为 10 月中旬，截流流量为 10 月份 10 年一遇月平均流量 20m3/s。 b) 截流方式 根据坝区施工道路布置和抛投料 de 堆积场地，采用由左岸向右岸单向 立堵进占方式，先截上游围堰，戗堤高程 548.10m，顶宽 10m，上下游边坡 1:1.3。 经截流 shui 力学计算，龙口最大落差 1.42m，最大流速 2.99m/s，抛投体 最大块石粒径 0.35m，最大重量 60kg。 1.2.6.2 基坑排 shui 26 在上下游围堰截流、加高、培厚、闭气完成后，进行基坑排 shui，排 shui 量包括基坑积 shui、堰身及覆盖层渗 shui，覆盖层含 shui 及排 shui 过程 中可能 de 降 shui。排 shui 总量 5.50 万 m3，采用排 shui 容量 0.21m3/s，3 天 内排完。 经常性排 shui，由于上下游围堰 de 防渗系统均直接与基岩相接，渗 shui 量小，因而经常性排 shui 仅考虑降雨和施工弃 shui，厂房上游冲沟汇 shui 面 积较大，施工期间设排 shui 沟将雨 shui 直接引至下游围堰以外。经计算，日 排 shui 总量 3.14 万 m3，采用排 shui 容量 0.36m3/s。 排 shui 泵站设在上下游土石围堰 de 堰脚处，共选用 5 台 IS200-150- 250A 型 shui 泵。 1.2.7 下闸蓄下闸蓄 shui 措施措施 为保证顺利下闸，在导流隧洞进口设置闸门竖井，井顶高程满足闸门在 井内组装 de 要求，定为 570.00m，闸门 de 设计 shui 头按 20 年一遇洪 shui 标准，流量为 1540m3/s，shui 库 de 起调 shui 位为 631.5m，经计算，闸门 de 设计 shui 位为 639.54m，中心 shui 头 89.0m。 导流隧洞封堵门为滑动平板钢闸门，闸门及埋件总重 135 t。 根据施工总进度 de 安排，大坝于第 3 年 12 月底浇完面板混凝土，届时 永久泄 shui 建筑物已具备泄洪条件，汛期洪 shui 不再威胁大坝 de 安全，为 早日发电，下闸时间选在第 4 年 1 月下旬，下闸流量选用 1 月份 10 年一遇 月平均流量 4.27m3/s，下闸 shui 位 546.6m。 27 本工程初期发电 shui 位为 616.00m，相应库容 3200 万 m3，蓄 shui 计算 中不考虑下游 de 供 shui 要求，根据推算 de 芭蕉河一级坝址 19601997 年共 38 年月平均径流资料统计，蓄 shui 保证率按 80%计算，可于 4 月下旬蓄到 初期发电 shui 位。 1.3 料场选择与开采 1.3.1 土、石料需求总量土、石料需求总量 de 确定确定 1.3.1.1 石料需求量 本工程拦河大坝采用混凝土面板堆石坝，堆石填筑总方量 227.67 万 m3，由 10 种不同要求 de 料物构成，坝体各区 de 材料要求及工程量见表 1.3- 1，经估算，坝体填筑需石料 172.84 万 m3（自然方） ，其中灰岩料 12.28 万 m3；砂岩料 160.56 万 m3；工程混凝土总量为 10.37 万 m3，骨料采用灰岩人 工轧制而成，需要 de 石料为 11.52 万 m3（自然方） 。因此本工程石料需求总 量为 184.36 万 m3（自然方） ，其中砂岩 160.56 万 m3，灰岩 23.80 万 m3。 表 8.3-1 坝料分区工程量及技术要求 坝料 分区 编号 工程量 (万 m3) 填筑材料及来源 最大 粒径 （mm） 铺层 厚度 （cm） 备注 2A5.65 级配灰岩料，由料场开 采经破碎加工制成 8040 垫层区 2B0.28 级配灰岩料，由料场开 采经破碎加工制成 4020 过渡区3A10.03料场开采 de 灰岩料30040含坝顶石料 主 堆 石 区 3B111.68料场开采 de 砂岩料60080 28 3C35.99利用开挖石碴60080 3D52.03 料场开采 de 砂岩、粉砂 岩料 60080 护坡区F4.33坝面超径大块石 抛石区3E2.58料场开采 de 超径石 800 150 1A2.98粘质土 盖重区 1B2.12利用开挖石碴 1.3.1.2 土料需求量 大坝坝前粘土铺盖工程量为 2.98 万 m3，围堰土料填筑量 0.13 万 m3，土 料总需求量为 3.11 万 m3。 1.3.2 料场选择料场选择 1.3.2.1 石料场选择 由于坝址及周围地区无天然砂砾石料可资利用，大坝堆石料和混凝土骨 料均需从石料场开采。本阶段共勘探了三个石料场，分别为芭蕉坡灰岩料场、 芭蕉湾砂岩料场和鱼儿泉灰岩料场。3 个料场 de 位置、岩性、储量