钱塘江某支流土石坝水电站施工组织设计.doc

目 录第一章：工日分析1第一节：工程基本情况1第二节：施工条件1第二章：工日分析3第一节：基本资料3第二节：工日计算4第三章：导流设计7第一节：基本资料7第二节：导流标准8第三节：导流方案10第四节：导流工程规划11第五节：大坝分期及安全校核15第四章：主体工程施工20第一节：土石坝施工20第二节：导流洞开挖21第五章：施工总进度24第一节：节点控制工期24第二节：横道图26施工组织设计 摘要：该工程为土石坝水电站，该组织设计主要针对项目的工日分析、导流方案的确定、规划布置及主体工程施工、导流隧洞的开外等项目进行了一般概况。第一章：工程概况第一节：工程基本情况工程地处我国华东钱塘江的支流上，为一发电为主兼顾灌溉、防洪的水利枢纽工程。在坝型比较阶段，比较了混凝土重力坝和粘土心墙砂壳坝两个方案。后者的枢纽布置如图11所示，坝高81m，坝顶长度370m。设计正常高水位为100m，校核洪水位为102m，大坝典型剖面见图。大坝属于2级建筑物。溢洪道布置在距坝1km的左岸凹口处（图中未示），为开敞正槽式，其顶高程为92m，总宽是64m，出口采用差动式鼻坎挑流消能。引水式电站布置在右岸，引水洞长525m，直径7m，厂房安装5万kw的机组两台。第二节：施工条件（一）施工工期主体工程工期暂定为4年，2012年准备，2013年开工，2016年年底前发电（初始发电水位为80m）。（二）坝址地形、地质及当地材料坝址处流域面积2610km2，坝址以上河流全长104km；其中50km为通航河道，常年有载重5至10吨木船和竹木筏过坝。坝址两岸系高山，山坡较陡。坝址河谷宽为200m，河底高程25m。两岸复盖层较薄，基岩为石英砂岩（x级）；河床岩基较好，两岸岩石节理发育，风化较深。河床砂砾复盖层厚为03m，平均1.5m。坝址上下游均为宽阔冲积台地，在上下游37km的台地和河滩上，有满足筑坝要求的大量砂砾料（类土）。采取水上砂砾平均运距5.5km；如就近采取水下砂砾，平均运距为3.5km；粘土料（类土）在左岸下游7km的王家村，高程为4050m，储量丰富，质量满足设计要求。（三）气象与水文该工程位于华东，气候温和。雨量充沛，每年5月至10月降雨较多，属温带多雨气候，按水文规律分为枯水期和洪水期（包括梅雨期与台风期），其界限不明显。一般11月至次年4月底为枯水期，5月至10月为洪水期，其中5、6两个月的降雨量最大，占全年雨量的30%，该河流量属山区性河流，洪水暴涨暴落，最大流量高达8290m3/s，最小流量只有78m3/s，相差上千倍。根据设计需要，给出下列各种水文、气象资料：1、坝区各种日平均降雨量统计表（天）表1日降雨量(mm)月份123456789101112全年558869656755373510333322241233311030344565324211403010113221210014合计12151615201512181410971582、坝区各种日平均气温统计表（天）表2月份日平均气温123456789101112300000031041000012100000000005553000000000120000000000000第二章：工日分析第一节：基本资料工日分析是计算施工强度和论证施工进度的依据。如已论证施工强度过大而工期不能改变，可以采用雨季或冬夏季施工措施，增加施工天数，减小施工强度，以保证计划实现。l、工日分析按下式进行月有效工日日历天数因雨雪、气温不能施工天数其它原因停工天数2、依据：(1) 坝区各种降雨天数统计表(表1)；(2) 坝区各种气温天数统计表(表2)；(3) 法定假日：5.1、5.2、5.3、10.1、10.2、10.3、1.1、春节及星期六、星期天；(4) 各种工作因雨、气温停工标准见表3和表4。3、本枢纽主要工程各月的有效工日计算按表5进行。表3 月因雨停工标准降水量（mm）5510103030石料开采停工停工填筑砂石开采停工停工填筑粘土开采停停+1天停+2天填筑停（盖）停（盖）停+1天隧洞开挖停浇混凝土 停停停表4 因气温停工标准日平均气温300520混凝土自然施工停停停停混凝土冬季施工停粘土停停砂砾停表5 工种施工天数统计表 月份天数1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12日历天数31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31法定假日因雨停工因气温停工其他原因停工（本设计不考虑）有效工日注：粘土开采中若因雨停工降雨量既有1030，又有30，则统计停加天数时，只统计降雨量大的一种情况。第二节：工日计算根据已知的坝区各种日平均降雨量统计表、坝区各种日平均气温统计表和月因雨停工标准、因气温停工标准可依次判断出月因降雨停工天数、月因气温停工天数，另知道国家法定节假日标准可得出每月的因降雨、气温急国家法定日原因停工的总天数，在计算中可以知道在较多月份中有较多的施工项目停工时间较长，最短时间为8天，最长时间为28天。此数值远远不能满足正常的施工进度需要，所以在考虑了两种组织措施后，选择了一种比较有效的缩短停工时间对其进行了时间上的互补，可以达到正常施工进度的需要。1、可将在因降雨、温度影响下不能正常施工的天数与国家法定节假日进行相补。即将因降雨、气温而影响不能施工的时间用作休息日，而周六、周末正常施工，以弥补因外在因素而产生的误工问题。如石料开采一项，因降雨原因停工4天，即可将这4天作为休息日，而将两个周六周末进行施工作业，既满足了正常的施工需要，有合理的使施工人员得到充分的休息时间。2、将本月的周六周日向后延迟，在别的月份进行补偿，如混凝土自然施工，其因降雨、气温、假日原因休息时间长达25天，远远不能满足正常的施工需要，故可将一月份的假日向后推迟，在后期的月份内进行弥补。而根据现场实际休息时间可知：因降雨、气温共计17天，而及国家法定节假日共计11天，则需将全部的法定节假日全部用在降雨天和低温天气，即可满足施工人员休息，有可延长施工时间，但总的休息时间仍未17天，所造成的施工延误可在后续环境较好的情况下进行加班施工。所以，第一种互补方案较为可行。准确每月有效施工时间见表6表6正常月施工天数月份施工项目1月（天）2月（天）3月（天）4月（天）5月（天）6月（天）7月（天）8月（天）9月（天）10月（天）11月（天）12月（天）石料开采31-11=2028-8=2031-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=2331-8=2330-8=22231-11=2030-8=2231-8=23填筑31-11=2028-8=2031-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=2331-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=23砂石开采31-11=2028-8=2031-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=2331-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=23填筑31-11=2028-8=2031-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=2331-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=23粘土开采31-11=2028-8=2031-8=2330-12=1831-14=1730-13=1731-10=2131-10=2130-10=2031-11=2030-8=2231-8=23填筑31-11=2028-8=2031-9=2230-10=2031-12=1931-10=2031-8=2331-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=23隧洞开挖31-11=2028-8=2031-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=2331-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=23浇混凝土 31-11=2028-8=2031-8=2330-9=2131-11=2030-9=2131-8=2331-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=23混凝土自然施工31-17=1428-13=1531-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-10=2131-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=23砼冬季施工31-11=2028-8=2031-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=2331-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=23粘土31-11=2028-8=2031-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=2331-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=23砂砾31-11=2028-8=2031-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=2331-8=2330-8=2231-11=2030-8=2231-8=23第三章：导流设计第一节：基本资料该工程一般11月至次年4月底为枯水期，5月至10月为洪水期，其中5、6两个月的降雨量最大，占全年雨量的30%，该河流量属山区性河流，洪水暴涨暴落，最大流量高达8290m3/s，最小流量只有78m3/s，相差上千倍。1、各月最大瞬时流量（m3/s）表7 月份频率123456789101112全年1%18601670244037805530829050607550484023953065207082902%16801330219033004920746043506350384020202500178074605%150011401920280032506150338047403350154017701195615010%9309401250200027004990266033902710116012308234990频率标准：所谓百年一遇，指工程由于洪水的原因失败的概率为1/100。为了适应工程需求，一般将某一典型洪水过程线加以放大，使其洪水特征等于频率计算解得的设计值，即以为所得的过程线是待求的设计洪水过程线。放大方法主要有：同倍比同频率放大法。2、各时段设计流量（m3/s）表8时段1%2%5%10%20%9.13.11474041903450287022609.14.305000446037403160251010.14.304620355029502460195011.13.313020266021801810141011.14.30402035602940245019203.155.15515045703880332027403、典型年逐月平均流量（m3/s）表9月份123456789101112全年平水年(50%)19.880.071.886.3122.5277134.892.873.791.723.927.689.8丰水年(1%)28.075.489.913448952927610318291.840.732.7172.6枯水年(80%)11.513.961.081.7114163102.488.972.971.81715.367.8第二节：导流标准导流标准是进行施工导流计算，确定导流建筑的尺寸和建筑设计的依据。导流标准的高低，关系到工程和下游人民生命财产及工农业生产的安全，也关系到工程造价和工期。水利水电施工组织设计规范明确了新的导流标准规范包括围堰挡水、坝体施工期临时挡水、导流泄水建筑物封堵和水库蓄水三个基本阶段。围堰挡水称初期导流，坝体挡水和封堵蓄水称为后期导流。一般初期导流失事只影响围堰和基坑工程施工，而后期导流失事，则危及大坝及下游城镇安全，造成的损失比初期导流的大得多。l、导流建筑物的级别导流建筑物的级别是确定洪水标准和建筑物结构设计的依据。根据我国的实际情况，规范规定导流建筑物划分为3、4、5三级，一般为4级和5级，并以3级来控制：具体划分按表9所列各项指标确定，其中4、5级导流建筑物应按表列的四项指标中的最高级别确定，而3级导流建筑物要求有两项以上的指标满足该级要求。表10 导流建筑物级别划分级别保护对象失 事 后 果使用年限导流建筑物规模(年)堰高(m)库容(108m3)3有特殊要求的1级永久性水工建筑物淹没重要城镇、工矿企业、交通干线或推迟工程总工期及第一台(批)机组发电，造成重大灾害和损失3501.041级、2级永久性水工建筑物淹没一般城镇、工矿企业、或影响工程总工期及第一台(批)机组发电而造成较大经济损失1.5315500.11.053级、4级永久性水工建筑物淹没基坑，但对总工期及第一台(批)机组发电影响不大，经济损失较小1.5150.1根据工程概况资料可知大坝为二级建筑物，所以选择导流建筑物级别为4级,并以3级来控制。2、洪水标准导流建筑物的设计洪水标准是根据导流建筑物的级别和类型，根据表11选定，该表适用于洪水期，也适用于枯水期。表11 导流建筑物的洪水标准划分导流建筑物类型导流建筑物级别345洪水重现期（年）土石结构50202010105混凝土、浆砌石结构201010553根据已知的导流建筑物标准为4级，该工程为土石坝水电站，所以导流建筑物的洪水标准为20年一遇。3、坝体临时挡水度汛洪水标准坝体施工期临时挡水度汛的洪水标准按表12选定。表12 坝体施工期临时度汛洪水标准重现期（年）坝型拦洪库容(108m3)1.01.00.1hi+hi+1，即认为大坝是安全的；否则认为有漫顶危险。本设计中不考虑hi的影响。 表17蓄水时段末1来水量vi逐月累计水量vi库水位hi月初洪水引起库水位移坝面高程hi4月v4v4h4h4h45月v5h5h5h56月v6h6h6h67月v7h7h7h78月v8h8h8h89月v9h9h9h9如果校核结果，安全度太大，可以考虑提早发电，如不能满足安全要求，可采取下列措施，以保证大坝安全。提高大坝上升速度；延迟封孔和发电；采用后期导流措施，利用永久或临时泄水建筑物控制上游水位。根据1丰水年来水情况，按照2016年4月20日开始蓄水，计算每月末库水位，6月底水位大于92m高程，要求5月底大坝填筑至坝顶并具备泄洪条件。由于工期调整砂壳最大施工强度为7838 m3/天，仍然满足要求。第四章：主体工程施工第一节：土石坝施工一、施工强度根据计算黏土最大施工强度1112m3/天，砂壳（含反滤料）最大施工强度7598m3/天，小于施工单位的最大施工能力10000m3/天。二、土石方施工机械配备砂砾料采用水上开采，选用自卸汽车配合正向铲装土、运输；土料开采，选用自卸汽车配合正向铲装土、运输；黏土压实选用羊足碾；砂砾料选用振动碾。黏土心墙：2m3挖土机挖装，15t自卸汽车运输上坝，t-120推土机推平，9t羊足碾压实。运输距离7km。砂壳：4 m3正向铲装水上沙石料， 20 t自卸汽车运输，t-120推土机推平，13.5t振动碾压实。运输距离5.5km。经计算主要设备配备如下表18 表18：主要设备一览表序号机械设备名称技术规格或型号配备数量1挖土机w200，2m32台2挖土机w400，4m34台3推土机t-12012台4自卸汽车交通sh361，15吨26辆5自卸汽车t20，20吨68辆6振动碾yz-13.5，13.5吨4个7羊足碾9t3台8羊足碾6t2台三、施工道路布置由于采用自卸汽车直接上坝，采用岸坡道路和坝坡道路相结合的原则布置施工道路。左岸30线：布置在左岸30m高程，是本工程的主要运输线路，从下游砂砾料沿30m高程接上下游围堰、导流隧洞进出口及上坝路。过导流隧洞时采用钢栈桥跨越。坝坡路：布置在下游，从左岸30线起坡，s型道路接至坝顶105m高程，全长约1100m，平均纵坡小于7%。道路设计路面宽度8m，最大纵坡控制在7%以内，采用泥结石路面。第二节：导流洞开挖一、概况导流洞为城门洞型，开挖宽度8.8m，高度13.2m，开挖断面84.72m2。隧洞长650m，进口高程25.0m，出口高程23.7m。二、开挖方法采用钻爆法全断面开挖，由于地质条件比较好，机械化程度高，拟采用全断面微差爆破一次成型，周边采用光面爆破。钻孔：采用钻孔台车，崩落孔和周边孔钻孔直径40mm，掏槽孔钻孔直径45mm。装药：采用装药台车。爆破：采用楔形掏槽，非电毫秒微差起爆网络，一次性爆破。散烟：采用轴流式双向通风机。安全检查处理：利用装药台车，人工排除危石、浮石，必要时进行喷锚支护。装渣：采用1.7m3装载机装7.0t自卸汽车运输。三、主要参数1、炮孔布置根据经验及公式计算。掏槽孔采用楔形掏槽，布置8个孔，孔径45mm；周边孔布置间距50cm，根据周长共布置80个，线装药密度300g/m；崩落孔布置67个。计算布孔155个实际布孔：中心位置布置楔形掏槽孔8个；周边布置光爆孔80个;崩落孔间排距根据1.31.5m不等布置，实际布置炮孔60个。共布孔148个。2、循环作业根据爆破孔布置，循环作业时间12h，循环进尺2.4m。主要作业项目如下：装药：0.5h；爆破、散烟、安全检查：1.0h；装渣机械进出工作面：0. 5h；钻车进出工作面：0. 5h；钻孔：7.0h；出渣：2.5h。导流隧洞循环作业表作业项目循环时间（h）123456789101112钻机进出0.5钻孔7.0装药0.5爆破散烟安检1.0出渣机械进出0.5出渣2.5合计12四、开挖工期隧洞采用两头进，每天循环2次，经计算开挖工期为68天，考虑时间利用系数安排开挖工期90天。五、隧洞开挖主要机械汇总表（两个工作面）表19序号机械设备名称技术规格或型号配备数量1钻孔台车cgj15-32套2凿岩机yg4030台3轴流风机28kw，可逆2台4通风管直径600mm，金属管700m5吸底潜水泵4”15台6压风站供风量30m3/h2个7装载机z-3.52台8自卸汽车黄河qd3514辆第五章：施工总进度第一节：节点控制工期 在研究导流计划，封孔蓄水计划的基础上，拟定枢纽工程的控制性进度，具体对导流工程、大坝、引水发电工程和溢洪道等的分部工程，按月编制进度，提出主要工程（土石方、混凝土工程）的施工强度，保持主要工种的平衡，并在研究施工方法时加以论证。一、进度计划编制步骤 1、根据导流计划、蓄水计划确定控制点，明确施工顺序，编制大坝控制性进度； 2、提出主体工程施工强度； 3、工程施工方法及强度论证； 4、编制枢纽施工总进度； 5、提出主要工程量，机械设备，材料劳动力需要量计划。 二、进度计划编制原则 1、保证如期发电或提早发电； 2、保证各期中心任务的完成； 3、尽量采用流水作业，以缩短工期减少施工强度； 4、保证主要工程施工的平衡和连接，使人力、机械设备得到充分利用，不形成高峰，不造成窝工； 5、合理安排施工顺序，保证施工安全，如：坝头清理应在基坑工作以前