苗家坝业主方施工组织设计.doc

白白龙龙江江苗苗家家坝坝水水电电站站工工程程 可行性研究报告 第八篇第八篇 施工组织设计施工组织设计 中国水电顾问集团西北勘测设计研究院中国水电顾问集团西北勘测设计研究院 二二 oo 七年三月七年三月 西安西安 批 准： 春光魁 核 定：周兰生 郭立红 丁 燕 董 新 审 查：周兰生 康智明 康本贤 夏建涛 校 核 ：杜建军 关 薇 李振宇 任有锋 魏广恒 编 写： 万 里 雷丽萍 殷丽亚 贾玉荣 李均科 吕 康 罗 虹 孙 帆 目 录 目 录2 10 施工组织设计 8 10.1 施工条件 .8 10.1.1 工程条件 8 10.1.1.1 对外交通 .8 10.1.1.2 施工场地 .9 10.1.1.3 工程特性 .9 10.1.1.4 施工期通航及过木要求 10 10.1.1.5 建筑材料来源及水、电供应条件 11 10.1.2 自然条件 11 10.1.2.1 地形、地质条件 .11 10.1.2.2 水文、气象条件 .13 10.1.3 工程主要施工特点 .15 10.2 施工导流16 10.2.1.导流方式 16 10.2.2 导流标准 .16 10.2.3 导流方案及导流程序 17 10.2.3.1 导流方案的比选 17 10.2.3.2 推荐导流方案的导流程序 19 10.2.3.3 导流隧洞水力学计算 .21 10.2.4 导流建筑物的设计 .22 10.2.4.1 挡水建筑物设计 .22 10.2.4.2 导流泄水建筑物设计 .23 10.2.5 导流建筑物施工 .28 10.2.5.1 土石方明挖 28 10.2.5.2 石方洞挖 .28 10.2.5.3 围堰填筑及拆除 .29 10.2.5.4 基础防渗体施工 .29 10.2.5.5 混凝土浇筑 .29 10.2.5.6 导流洞封堵施工 30 10.2.6 截流 .31 10.2.6.1 截流时间及截流流量的选择 31 10.2.6.2 截流方式 31 10.2.6.3 截流备料及机械设备 32 10.2.7 基坑排水 32 10.2.8 下闸蓄水 33 10.2.9 导流建筑物封堵设计 34 10.2.9.1 导流洞堵头设计 34 10.2.9.2 堵头布置及长度初步计算 35 12.2.10 苗家沟排洪方式及设计标准 .35 12.2.10.1 排洪方式 35 12.2.10.2 设计标准 .36 12.2.10.3 排洪渠设计 .36 10.3 料源选择与料场开采 .37 10.3.1 人工骨料及坝体堆石料料源选择与料场开采 37 10.3.1.1 人工骨料及坝体堆石料料源规划 .37 10.3.1.2 人工骨料及坝体堆石料料场概况 37 12.3.1.3 人工骨料及坝体堆石料料场选择 .40 10.3.1.4 石料场开采规划 40 10.3.2 防渗土料料源选择与料场开采 43 10.3.2.1 防渗土料料源规划 .43 10.3.3.2 防渗土料料场概况 .43 10.3.1.4 防渗土料料场开采规划 46 10.4 主体工程施工.46 10.4.1 土石方开挖工程 46 10.4.1.1 两岸坝肩土石方开挖 46 10.4.1.2 大坝及厂房基坑土石方开挖 46 10.4.1.3 溢洪洞土石方开挖和洞挖 46 10.4.1.4 排沙洞土石方开挖和洞挖 47 10.4.1.5 引水系统土石方开挖和洞挖 47 10.4.2 混凝土浇筑 .48 10.4.2.1 面板及趾板混凝土施工 48 10.4.2.2 引水发电系统混凝土施工 48 10.4.2.3 排沙洞、溢洪洞进出口及洞身混凝土施工 49 10.4.2.4 金属结构与机电设备安装 50 10.4.3 混凝土温度控制 50 10.4.3.1 基本资料 .50 10.4.3.3 混凝土温度控制及其综合防裂措施 .53 10.4.4 堆石坝填筑 .56 10.4.4.1 坝面工作面划分及工序 .57 10.4.4.2 压实参数的初选 57 10.4.4.3 坝体施工方法及机械布置 .58 10.4.4.4 过渡料、垫层料填筑 59 10.4.4.5 接缝、岸坡等特殊部位处理 .60 10.5 施工交通运输.60 10.5.1 对外交通状况.60 10.5.2 对外交通运输.61 10.5.1.1 对外交通运输量.61 10.5.1.2 外来物资转运站设置.62 10.5.1.3 对外运输方式及线路选择.63 10.5.1.4 对外运输线路基本状况.63 10.5.1.5 外来物资供应及物流方向.65 10.5.1.6 超限件运输.65 10.5.2 场内交通运输66 10.5.2.1 主体建筑物布置和各施工区划分的特点.66 10.5.2.2 场内道路的规划与布置.67 10.5.2.3 场内道路的设计标准与技术指标.68 10.6 施工工厂设施.69 10.6.1 砂石料生产系统.69 10.6.2 混凝土系统 71 10.6.3 制冷、供热系统 .74 10.6.3.1 制冷系统 .74 10.6.3.2 供热系统 76 10.6.4 其它辅助企业 77 10.6.4 施工供风、供水、供电及通信系统 .77 10.6.4.1 施工供风 77 10.6.5 施工供水 .77 10.6.6 施工供电 82 10.6.6.1 供电电源 .82 10.6.6.2 接线方式 .83 10.6.6.3 主要设备选择 .83 10.6.6.5 自备电源 .85 10.6.7 施工通信 .85 10.7 施工总布置.86 10.7.1 施工总布置原则 .86 10.7.2 施工总布置分区规划 .86 10.7.3 土石方平衡及弃（倒）碴场规划 .87 10.8 施工总进度.92 10.8.1 编制原则和依据 .92 10.8.2 推荐方案施工进度计划安排 .92 10.8.2.1 施工分期92 10.8.2.2 筹建期工程进度计划 .94 10.8.2.3 施工总进度计划 .94 10.8.3 施工总工期概述 98 10.8.4 主要施工特性 99 10.8.4.1 主要工程项目分年工程量 .99 10.8.4.2 施工强度 99 10.8.4.3 主要劳动力供应 100 10.9 施工资源供应 .100 10.9.1 主要施工建筑材料 .100 10.9.2 主要施工机械设备 .101 10.1 施工条件施工条件 10.1.1 工程条件工程条件 10.1.1.1 对外交通对外交通 苗家坝水电站位于白龙江中游，甘肃省文县境内，距下游已建成的 碧口水电站公路里程 31.5km。甘川公路（212 国道）沿白龙江上行经碧 口至关头坝，跨白龙江后沿白水江向西可达甘肃省文县，关头坝至苗家 坝中坝址约 18km，目前苗家坝的对外公路已具备通车条件，外来物资可 直抵坝址。距坝址较近的火车站是宝成铁路四川省的昭化火车站，该 车站距上、中坝址的公路里程分别为 132.5km 和 130km。正在施工的麒 麟寺水电站、紫兰坝水电站的转运站均设在昭化火车站，苗家坝电站施 工期的外来物资可由此转运至坝址。 10.1.1.2 施工场地施工场地 由于工程地处高山峡谷地区，施工期用于生产、生活设施布置的场 地有限。经现场查勘和分析研究，对外交通以从坝址下游沿白龙江（碧 口水电站库区）左岸进入工地为优，施工布置根据工程所在地区的实际 情况，拟采取沿江分散布置方式。坝址下游左、右岸距坝址约 7.0km 范 围内有零星缓坡地，坝址上游左、右岸距坝址约 3.0km 范围内有零星缓 坡地，上述零星缓坡地经平整后基本可满足施工总布置要求。 10.1.1.3 工程特性工程特性 本阶段在长约 2500m 白龙江河段范围内共选择了上、中两个坝址， 水工枢纽布置经比选后，以下述 8 个方案做为主要比选方案： （1）方案一：上坝址面板堆石坝方案； （2）方案二：中坝址中坝线面板堆石坝右岸厂房方案； （3）方案三：中坝址上坝线面板堆石坝右岸厂房方案； （4）方案四：中坝址下坝线面板堆石坝右岸厂房方案； （5）方案五：中坝址中坝线粘土心墙坝方案； （6）方案六：中坝址中坝线面板堆石坝左岸厂房方案； （7）方案七：中坝址中坝线面板堆石坝右岸溢洪道方案； （8）方案八：中坝址中坝线面板堆石坝排沙洞与导流洞结合方案； 通过上述 8 个方案的综合比较，确定方案二为本阶段推荐方案。 推荐方案枢纽布置特点如下：枢纽建筑物由混凝土面板堆石坝、左岸 溢洪洞、排沙洞、岸边式电站厂房组成。坝顶高程 805.0m，最大坝高约 111m（趾板置于覆盖层上） ，装机容量 240mw(380 mw)，正常水位相 应的库容 2.68 亿 m3。溢洪洞位于左岸，洞身断面尺寸 12m14m，排 沙洞位于右岸，洞身断面尺寸 =7.7m。电站引水系统布置在右岸，引 水洞主洞断面尺寸 =9.0m，引水洞叉洞断面尺寸 =6.3m，三台岸边 式电站厂房布置于坝址下游右岸。 主体工程量详见表 10.1.1。 表 10.1.1 推荐方案主体工程量汇总表 序号项 目单 位坝体 溢洪洞+ 排沙洞+ 护岸 引水洞厂房合 计 1 土石方明挖万 m3 83.22107.352.4634.13227.16 2 石方洞挖万 m3 0.4924.983.6829.15 3 混凝土万 m3 2.7125.541.733.0733.05 4 土石方填筑万 m3 360.130.26360.39 5 帷幕灌浆万 m 1.941.94 6 固结灌浆万 m 0.265.740.980.477.45 7 回填灌浆万 m2 0.072.160.492.72 工程规模属二等大（2）型工程，拦河坝为 1 级建筑物，其余均为 2、3 级建筑物。 10.1.1.4 施工期通航及过木要求施工期通航及过木要求 坝址区河段不具备全年通航条件，施工期部分时段（碧口水电站库 区蓄水位较高时）有通航要求。 根据白龙江中、上游水土保持及严禁砍伐森林的有关规定，本工程 不考虑过木要求。 10.1.1.5 建筑材料来源及水、电供应条件建筑材料来源及水、电供应条件 工程建设所需外来建筑材料主要有水泥、粉煤灰、钢材、木材、火 工材料、油料等。水泥拟主要由四川江油水泥厂供应；钢材、木材主要 由广元市采购供应；火工材料可由旺仓采购；油料由中石化广元分公司 供应。 工程建设期间，生产、生活用水自白龙江取水，由自建供水系统供 应。施工用电拟由玉垒中心变电站架设 35kv 输电线路至工程施工区总 变电站，再由施工区总变电站向各施工区供电。工程建设期间，碧口镇 （碧口电厂） 、广元市能提供一定量的机械修配、保养能力。 10.1.2 自然条件自然条件 10.1.2.1 地形、地质条件地形、地质条件 坝址区河流呈“s”型弯转，中段为流向 se130、长 720m 的平直 河道。河谷呈“v”型，平水期（高程 700m）河水面宽 40m 左右，当正 常蓄水位 800m 时，谷宽 320m。沿河两岸零星分布有、级阶地，但 主要分布在右岸。两岸坡高 400 余 m，平均坡度 4245。河床覆盖 层最大厚度 48m，基岩面最低高程 660m 左右。据河床 19 个钻孔和物探 查证均未发现基岩深槽。 坝址右岸坝前发育有苗家沟，主沟长 1.9km，沟底切割深度 60m，沟 底坡度 1520，沟内常年流水，注入白龙江。 坝址区出露基岩为长城系碧口群（mtu）厚层状变质凝灰岩，间夹砂 质板岩和泥质板岩，呈灰绿色，变余斑状结构。矿物成分：酸性斜长石 含量 50%左右，部分受绢云母化交代，粒径 0.08mm0.5mm，多呈斑晶； 火山碎屑含量 10%左右；蚀变交代矿物含量 20%左右，主要是绢云母，呈 条带状分布，构成微片理构造，其次是绿泥石交代石基。 坝址位于碧口太平川复式倒转背斜北倒转翼，岩层呈单斜构造， 倾向下游偏右岸，走向 nw275300，倾向 sw，倾角 4555， 发育断层按走向可分为以下三组：（1）顺层断层和层间挤压带：走向 275300，倾向 sw，倾角 4555，延伸长度 300m1000m。破 碎带宽 0.15m0.3m，局部可达 1.0m，主要由碎裂岩、构造岩透镜体、 角砾岩和灰白色断层泥及紫红色次生泥组成。灰白色断层多分布于断层 上、下盘面附近，紫红色次生泥不连续夹杂在破碎带内。代表性顺层断 层有 f1、f9、f12 等。（2）nw 组断层：走向 nw310355，倾向 ne，倾角 4060，出露长度 200m1000m。破碎带一般 0.5m2.0m，最宽可达 4m 左右，主要由碎裂岩、角砾岩、片理化岩和两 盘面连续分布的灰白色泥组成，代表性断层有 f3 等。（3）nee 组断层： 走向 ne7585倾向 se，倾角 65左右，出露长度 600m1000m。破 碎带宽度一般 5cm38cm，最宽可达 1.0m，主要由碎裂岩和角砾岩组成， 上盘分布 1cm3cm 较连续的灰白色泥，该组断层不发育。坝址区构造裂 隙十分发育，据 1597 条裂隙统计分析，主要为中、高倾角裂隙，缓倾角 裂隙仅占 4.1%。裂隙按产状分为五组，其中以 nw 组最发育，nww 组次之， nee 组不发育。 坝址区地下水按埋藏条件可分为孔隙性潜水、基岩裂隙性潜水和局 部裂隙承压水。地下水水化学类型为hco3-ca+mg+型水和hco3- so4=ca+mg+（k+na+）型水，游离co2含量 3.03637.444 毫克/升， ph 值 7.78.2，对普通硅酸盐水泥无侵蚀性。 10.1.2.2 水文、气象条件水文、气象条件 （1）水文条件）水文条件 苗家坝水电站位于白龙江中下游的过渡区，控制流域面积 16328km2，占全流域面积的 51.3%。白龙江为山区性河流，洪水由暴雨 形成，洪水过程陡涨陡落，其各年发生的洪水次数不等，主要发生在 69 月份，60%集中在 78 月份。苗家坝电站坝址分期洪水各频率计算 成果见表 10.1.2，分期最大洪水见表 10.1.3。典型年各月平均流量见表 10.1.4 表 10.1.2 苗家坝水电站设计洪水计算成果 单位：m3/s p(%) 频率 0.050.10.20.5125102050 流量351032102930256022701990160013201040670 表 10.1.3 苗家坝坝址分期洪水各频率计算成果 单位：流量：m3/s p(%) 时段 51020 13 月 11099.087.0 4 月 337274210 5 月 596498398 69 月 160013201040 10 月 663560450 11 月 275242206 12 月 140127113 表 10.1.4 苗家坝水电站典型年各月平均流量 单位： 流量:m3/s 频率(%) 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月10 月11 月12 月1 月2 月3 月4 月 10178 217 236 327 482 260 145 99.7 80.6 70.0 66.4 104 25155 189 205 284 420 227 127 88.3 71.3 62.0 58.8 90.4 50188 283 243 213 184 129 98.2 74.9 59.4 51.8 55.5 82.9 75144 286 237 151 120 97.2 76.9 58.9 50.2 45.7 52.2 78.8 90163 208 107 109 125 133 85.7 54.2 44.2 39.7 41.0 70.9 （2） 气象条件气象条件 苗家坝水电站距坝址最近的气象站为甘肃省文县气象站，因此确定 文县气象站为苗家坝工程的代表站，文县气象站 19712000 年气象要素 统计见表 10.1.5。 表 10.1.5 文县气象站气象要素统计表 月份123456789101112全年 平均气温()4.06.210.5 16.0 19.8 22.6 24.6 24.2 19.7 15.1 10.25.214.8 极端最高气温()15.4 22.3 29.4 32.4 35.6 37.5 38.1 38.1 35.8 28.7 23.3 17.938.1 极端最低气温()-5.9-6.0-3.21.96.110.5 14.9 11.89.3-0.2-3.6-7.4-7.4 平均地表温度()4.27.512.5 18.4 22.5 25.3 27.6 26.9 21.3 16.1 10.54.916.5 平均 5cm 地温()3.86.811.4 16.9 20.9 23.6 25.7 25.5 20.7 15.8 10.34.715.5 平均 10cm 地温()4.16.811.3 16.6 20.6 23.3 25.5 25.5 20.9 16.1 10.85.315.6 平均 15cm 地温()4.87.311.6 16.9 21.0 23.7 25.8 26.0 21.5 16.8 11.66.116.1 平均 20cm 地温()5.07.211.4 16.5 20.5 23.3 25.4 25.7 21.5 16.9 11.96.516.0 平均降雨量(mm)1.42.212.4 32.1 64.0 73.5 84.8 77.4 65.2 31.46.30.8451.6 降雨量0.1mm 日 数 2.23.07.711.4 14.0 14.9 13.4 12.1 12.8 11.74.11.1108.3 降雨量5mm 日数000.10.61.72.52.92.51.90.80012.9 降雨量10mm 日数00000.20.20.50.50.30001.8 降雨量15mm 日数0000000.10.100000.2 平均总云量57748176798075708279605072 平均日照时数(h)1238 1030 1157 1500 1674 1529 1740 1744 1120 1039 1189 1301 16259 平均相对湿度(%)55555657596467677270625662 平均风速(m/s)2.12.72.82.72.52.32.42.42.22.22.21.82.4 最大风速(m/s)15.0 13.0 12.0 20.0 19.0 11.3 13.0 11.0 10.0 10.0 11.3 12.020.0 8 级大风日数00347876100036 雷暴日数002194140453417300201 最大积雪深度(cm)3200000000013 据文县气象站 19712000 年气象要素统计，多年平均气温 14.8， 极端最高气温 38.1，极端最低气温-7.4。多年平均风速 2.4m/s，多 年最大风速 20m/s，多年平均最大风速 10.5m/s，多年平均相对湿度 62%，多年平均降水量 451.6mm，降雨集中在 5 月9 月，该时段占年 降水量的 80.8%，其中 6 月8 月占全年降水量的 52.2%，实测最大日 （1987 年 5 月 30 日）降水量 73.0mm。 10.1.3 工程主要施工特点工程主要施工特点 苗家坝水电站具有下列施工特点： （1）施工场地狭窄 坝址地处高山峡谷地区，上下游均无平坦的场地可供利用，生产生 活设施布置困难。 （2）天然建材缺乏 坝址上下游 30km 范围内天然砂砾石缺乏，坝体填筑所用的垫层料、 反滤料、及混凝土骨料均需利用块石料经机械加工而成，相应的成本较 高。土料场分布分散，运距远，开采运输不便。坝址区块石料丰富、质 量和储量可满足要求。 （3）施工交通不便 212 国道经碧口向上游至河口再沿白龙江上行可达坝址，目前无场 内道路和跨江大桥，也没有施工电源，不利于工程的施工准备。 （4）施工工序复杂 枢纽布置比较集中，施工干扰大，组织管理较难；坝基覆盖层深， 基础处理较困难。 10.210.2 施工导流施工导流 10.2.1.导流方式导流方式 中坝址上自沙圈坝，下至杨家沟，河段长约 3.2km。河流呈“s”型 弯转，中段为流向 se130、长 720m 的平直河道。河谷呈“v”型，河 谷狭窄，平水期江面宽约为 40m，由于拦河坝采用当地材料坝，另外， 坝址处河谷狭窄因此不具备分期导流的条件，本阶段推荐选择围堰挡水 隧洞导流的导流方式。 10.2.2 导流标准导流标准 苗家坝水电站工程推荐方案正常水位 800m，相应的水库总库容约 2.68 亿 m3，电站装机容量 240mw，根据 gb50201-94防洪标准以及 dl5180-2003水电枢纽工程等级划分及设计安全标准规定：本枢纽工 程为二等大（2）型工程，主要建筑物挡水坝级别为 1 级，其它主要建筑 物级别为 2 级，次要建筑物级别为 3 级。 围堰围护的主要建筑物级别为 1 级，导流挡水建筑物使用期小于 3 年，围堰规模也较小，根据 sdj338-89水利水电工程施工组织设计规 范 ，确定导流建筑物级别为级。导流挡水建筑物使用期超过 2 个汛期， 因 10 年一遇与 20 年一遇设计洪水相差 21.21%，相差不大；10 年一遇与 20 年一遇设计洪水情况下上游围堰顶高程相差 2.47m ，上游围堰土石方 填筑工程量相差 2.01 万 m3，两指标均相差不大。因此导流建筑物设计 洪水标准取 20 年重现期洪水，相应流量 q5%=1600m3/s。 根据施工总进度安排，第 4 年汛前坝体填筑高程为 805m，拦洪库容 2.68 亿 m3，根据 sdj338-89水利水电工程施工组织设计规范中“坝 体施工期临时度汛洪水标准” ，本阶段选择第 4 年汛期坝体临时度汛标准 为 100 年一遇洪水，相应流量为 q1%=2270m3/s。 10.2.310.2.3 导流方案及导流程序导流方案及导流程序 10.2.3.1 导流方案的比选导流方案的比选 本阶段对枯水期低围堰挡水，汛期坝体临时断面拦洪，隧洞导流的 导流方式及高围堰全年挡水，隧洞导流的导流方式进行了比较。两方案 的导流特性及导流工程量分别见表 10.2.1、表 10.2.2 表 10.2.1 施工导流特性表 项目单位 枯水期（11月5月） 低围堰导流方案 高围堰全年导流方案 导流标准 %55 导流流量 m3/s5961600 进出口底板高程 m704.9/700.2704.9/700.2 隧洞断面形式1214城门洞1214城门洞 泄水建筑物左岸导流洞左岸导流洞 挡水建筑物上、下游土石围堰上、下游土石围堰 上游水位 m715.61725.53 上堰高程 m717.56727.00 下游水位 m 704.55（受枯水期碧口 坝前水位控制） 708.36（受汛期碧口坝 前水位控制） 下堰高程 m706.00711.50 表 10.2.2 导流方案比较表 枯水期低围堰挡水，汛期坝体临时断 面挡水，隧洞导流方案 高围堰全年挡水隧洞导流方案 方案 简述 一条导流洞布置在左岸，隧洞断 面为1214的城门洞形。枯水期导流， 洞内流态为无压流，导流流量为 596m3/s。上下游围堰采用过水土石 围堰。基础采用高压旋喷防渗。上游 围堰最大高度14.925m。 一条导流洞布置在左岸，断面 为1214的城门洞形。全年导流， 洞内流态为无压流，导流流量为 1600m3/s。上下游围堰采用土石围堰， 基础采用防渗 墙防渗。上游围堰最大高度 26.12m。 1.土石方开挖：8.43万m31.土石方开挖：8.43万m3 2.石方洞挖量：4.22万m32.石方洞挖量：4.22万m3 3.混凝土量：2.87万m33.混凝土量：2.87万m3 4.土石围堰填筑量：8.32万m34.土石围堰填筑量：20.80万m3 工程 量比 较 5.旋喷防渗墙： 2500m25.混凝土防渗墙：5450m2 6.土工膜：4000 m2 注：导流洞与溢洪洞结合，其断面尺寸由溢洪洞控制 经对两方案导流工程量比较，两方案导流隧洞工程量相当，而枯水期 低围堰挡水导流方案围堰填筑量较小，而高围堰全年挡水导流方案相应 的围堰工程量较大。 另根据施工总进度安排，由于工程截流后，从第 2 年 11 月至第 3 年 5 月底（7 个月工期）要完成基坑抽水、围堰防渗、坝基开挖、坝基混凝 土防渗墙、河床帷幕灌浆、河床趾板、连接板混凝土及其固结灌浆、坝 体临时断面填筑等的施工。上述各单项工程由于施工相互影响，且施工 强度较大，特别是坝基混凝土防渗墙、河床帷幕灌浆要在汛前（5 月底） 完成有一定的难度，河床趾板混凝土浇筑完成后，所留给坝体临时断面 填筑的施工工期较短（约 2 个月） ，要在约 2 个月时间内抢出能拦挡 50 年重现期洪水（相应流量 q=1990m3/s）的坝体临时断面（最小高度 30 余 m，坝体填筑量约 100 万 m3）难度较大。高围堰全年挡水，隧洞导流 的导流方式给第一个汛期坝前基坑施工留有较充足的时间，可保证坝前 基坑的施工安全及施工质量。 因此，经综合比较，结合坝址地形、地质条件和水工枢纽布置特点， 本阶段推荐方案选择高围堰挡水隧洞导流基坑全年施工的导流方式。 10.2.3.2 推荐导流方案的导流程序推荐导流方案的导流程序 （1） 原河床过流（第 1 年 6 月第 2 年 10 月底） 导流隧洞进出口岩坎挡水，进行导流隧洞、溢洪洞等的施工，原河床 过流，其岩坎挡水标准取 10 年一遇洪水，相应流量 q10%1320m3/s。 （2）导流洞过水（第 2 年 11 月第 4 年 12 月底） 第 2 年 10 月底导流隧洞具备过水条件，11 月上旬主河床截流，截流 标准为枯水时段 11 月 10 年一遇月平均流量 q145m3/s，截流后加高加 宽戗堤至上游土石围堰设计高程。土石围堰设计挡水标准为全年 20 年一 遇洪水，相应流量 q5%1600m3/s，上游土石围堰堰顶高程为 727.00m、 下游土石围堰堰顶高程为 711.5m。截流后至第 4 年 12 月底主要进行拦 河坝及电站厂房等工程的施工。 （3 3）施工度汛）施工度汛 主河床截流后，工程进入主体工程施工期，在主体工程施工期内共经 历 2 个汛期，其中第 1 个汛期（即第 3 年 8 月中旬9 月底） ，坝体填筑 超过上游围堰顶高程，由坝体临时断面拦洪度汛，江水由导流隧洞下泄, 根据坝前拦蓄库容为 0.088 亿 m3（接近 0.1 亿 m3） ，其度汛标准为 50 年 一遇洪水，相应流量 q2%1990m3/s,相应上游水位 729.12m，下游水位 为 709.66 m。 第 2 个汛期（即第 4 年 6 月9 月） ，坝体已填筑至防浪墙底高程 805m，超过上游围堰顶高程，由坝体拦洪度汛，江水由导流隧洞下泄,根 据坝前拦蓄库容为 0.12 亿 m3，度汛标准为 100 年一遇洪水，相应流量 q1%2270m3/s,相应上游水位 733.24m，下游水位为 710.25 m。第 3 个 汛期（即第 5 年 6 月8 月）坝体至 806.2 m 设计高程，导流洞已下闸， 由坝体拦洪度汛，江水由永久泄水建筑物下泄，度汛标准为 200 年一遇 洪水，相应流量 q0.5%2560m3/s,相应上游水位 800.00m，下游水位为 710.73 m。 苗家坝水电站工程中坝址推荐方案施工导流程序见表 10.2.3 表 10.2.3 中坝址推荐方案导流程序表 导流（度汛）标准堰前及坝前水位 备 注 导流时段 频率 p（%） 流量 q（m3/s ） 挡水建 筑物 泄水建 筑物 上游水 位 （m） 下游水 位 （m） 第 1 年 6 月第 2 年 10 月 101320 隧洞进、 出口岩坎 原河床708.19707.78 第 2 年 11 月第 3 年 8 月中 5 1600上下游围 堰 导流洞725.53708.36 第 3 年 8 月中 坝体填筑至 730.00m 第 3 年 8 月中第 3 年 9 月底 21990坝体导流洞729.12709.66 第 3 年 9 月底 坝体填筑至 740.00m，拦蓄 库容 0.088 亿 m3。 第 3 年 10 月第 4 年 5 月 5663 上下游围 堰 导流洞716.65704.84 第 4 年 5 月底 坝体填筑至 805.00 m 第 4 年 6 月第 4 年 9 月 12270坝体导流洞733.24710.25 第 4 年汛前坝 体填筑至 805.00 m，拦 蓄库容 0.12 亿 m3。 第 4 年 10 月第 4 年 12 月 5663 上下游围 堰 导流洞716.65704.84 第 4 年 12 月底 坝体至 806.20 m 第 5 年 1 月第 5 年 5 月 （导流） 10498坝体 排沙洞+1 台机组 795.00704.12 导流洞封堵及 溢洪洞改建， 第 5 年 2 月底 首台机发电 第 5 年 1 月第 5 年 5 月 （度汛） 05915坝体 排沙洞+1 台机组 795.00705.86 导流洞封堵及 溢洪洞改建， 第 5 年 2 月底 首台机发电 第 5 年 6 月第 5 年 8 月 0.52560坝体 排沙洞+ 溢洪洞 800.0710.73 水工永久泄水 建筑物 10.2.3.3 导流隧洞水力学计算导流隧洞水力学计算 导流隧洞为城门洞型，按有压流设计，过水断面为 12m14m。由 于导流洞后期将改建为溢洪洞，因此导流洞按全断面混凝土衬砌设计， 导流洞水力学计算成果见表 10.2.4。 表 10.2.4 导流洞泄流能力（加补气孔） 流量（m3/s）库水位（m）备注 100707.88 145708.68 498713.28 670715.15 明流 1000719.04明满流过渡 1600725.53 1990729.12 2270733.24 2500741.90 满流 10.2.4 导流建筑物的设计导流建筑物的设计 10.2.4.110.2.4.1 挡水建筑物设计挡水建筑物设计 （1 1）上游围堰设计）上游围堰设计 上游围堰轴线附近河流流向为 se170，平水期河水位高程 701m， 水面宽度约 45m，水深 1m3m， 两岸边坡左陡右缓，左岸为基岩坡，边 坡走向 nw350，平均坡角 50；右岸 730m 以下为覆盖层缓坡平台，以 上基岩边坡多为横向坡，平均坡角 45；河床冲积层厚度一般 20m38m，抽水试验和室内渗透试验结果分别为 k=2810-2cm/s 和 k=4910-2cm/s，属强透水层。试验破坏渗透比降 0.500.75，建议 允许渗透比降 0.100.20。冲积层级配不良，容易产生管涌破坏，须进 行防渗处理。由于河床覆盖层中，尤其是近坡脚地段大孤石分布较多， 对防渗处理施工不利。下伏基岩由变质凝灰岩局部夹砂质、泥质板岩组 成，岩体基本不存在全、强风化带，弱风化带一般厚度 6m10m；岩体 多为层状结构。表层弱风化岩体绝大多数属中等和强透水岩体，微新岩 体属微透极微透水岩体，相对不透水层 q1 lu 顶板埋深 20m30m（自基岩面起算）； q3 lu 顶板埋深 10m20m（自基岩面起 算）。 上游土石围堰为全年挡水围堰，设计标准为 q5%=1600m3/s，当遭遇 设计洪水时，上游设计水位 725.53m，考虑安全超高后，确定围堰顶高 程为 727.00m，最大堰高 26.00m，堰顶宽度 10m。迎水侧堰面坡度为 1:2.0、背水侧堰面坡度为 1:1.81：1.5。堰体采用土工膜防渗，基础 采用悬挂式混凝土防渗墙防渗。上游土石围堰布置在导流洞进口下游约 190m 处，距坝轴线约 300m，堰顶长 112.52m。 （2 2）下游围堰设计）下游围堰设计 下游围堰轴线部位河流流向为 ne40。平水期河水位高程 698.0m， 水面宽度约 65m，水深 1m3m，设计堰顶高程为 711.5m。两岸边坡总体 走向 ne45，围堰部位左岸陡，右岸缓，地表均有松散覆盖层大面积覆 盖。河床第四系堆积层厚度一般 25m40m，密实性差，属强透水层，建 议进行防渗处理。由于河床覆盖层中，尤其是近坡脚地段大孤石分布较 多，对防渗处理施工不利。下伏基岩由变质凝灰岩局部夹砂质、泥质板 岩组成，岩体弱风化带一般厚度 6m10m。表层弱风化岩体属中等和强 透水岩体，微新岩体属微透极微透水岩体，相对不透水层顶板埋深同 上围堰。 下游围堰采用土石围堰， 全年挡水，设计标准为 q5%=1600m3/s，当 遭遇设计洪水并考虑碧口水库回水影响，下游水位为 708.36m，考虑安 全超高及交通要求后，确定围堰顶高程为 711.50m，最大堰高 11.57m， 堰顶宽度 8m。迎水侧堰面坡度为 1:1.8、背水侧堰面坡度为 1:1.7，围 堰基础采用悬挂式混凝土防渗墙防渗。下游土石围堰布置在导流洞出口 上游约 130m 处，距坝轴线约 900m，堰顶长 101.57m。 10.2.4.210.2.4.2 导流泄水建筑物设计导流泄水建筑物设计 （1 1）导流隧洞的地形地质条件）导流隧洞的地形地质条件 白龙江在苗家坝中坝址处以近“s”方向流入，流经坝址后，ne 方 向转弯，在坝址处的左岸形成凸岸，为导流泄水建筑物的布置创造了较 好的条件。 导流洞与溢洪洞采用“龙抬头”的方式相结合。导流洞进口边坡整 体走向 ne40，自然边坡 750m 高程以下被第四系人工堆积（pd15 平 洞开挖堆碴）块碎石土覆盖，厚度 2m5m，平均坡度 45，750m 高 程以上基岩裸露，坡度 7585，局部呈陡坎。基岩为碧口群变质凝 灰岩局部夹砂质、泥质板岩组成，岩层走向为 nw280320、倾向 sw、倾角 4560，层理较稳定，倾向下游，均属横向结构岸坡， 岸坡整体稳定性好。发育断层以层间断层（f9、f11）和层间挤压带 （fj40、fj42、fj44、fj46、fj50）为主，另外发育两条 nww 组陡倾断层 （f2、f18） ，裂隙主要发育三组：nww 组（nw275300 sw4555）层面裂隙，最发育，nnw 组（nw310355 ne4575）反倾裂隙和ne 组（ne4080 nw6080）陡倾裂隙发育次之。勘探揭露，岸坡岩体基本无强 风化，弱风化岩体深度一般 30m40m。 进口洞脸边坡属逆向坡，整体稳定性较好，局部松动岩块需清除， 并进行挂网及喷锚处理。建议基岩开挖边坡值为 1:0.251:0.3。 导流洞进口桩号导 0+00.000m导 0+040.00m 洞身段：洞向与岩层 走向近垂直，岩体中层间断裂发育，围岩以类为主，开挖过程中 断裂密集处，结构面组合局部易塌方，应加强支护措施。 洞身桩号导 0+040.00m导 0+825m 段：其中桩号导 0+040.00m 导 0+147.80m 段洞向与岩层走向近垂直，围岩以类为主，局部断裂密 集处为类，开挖过程中结构面组合局部易塌方，应加强支护措施。 洞身桩号导 0+147.80m导 0+825.00m 段详见水工有关篇章。 （2 2）导流隧洞的布置设计）导流隧洞的布置设计 导流隧洞的布置原则导流隧洞的布置原则 导流隧洞与水工永久溢洪洞结合，其布置与地形、地质条件及枢纽 布置密切相关，主要考虑以下因素： （a）从两岸地形地质条件、隧洞进出口建筑物施工条件，结合进出洞 点及隧洞进出口直线段与原河床、及地面等高线的夹角综合考虑， 尽量减少导流隧洞明挖工程量与边坡支护工程量，减小开挖边坡 高度，增加工程安全性； (b)充分考虑与水工永久溢洪洞“龙抬头”结合的可靠性； (c)导流隧洞直线段长度、转弯半径及转弯角度以及导流隧洞进出口 的结构型式应确保隧洞水力学条件良好。 (d)由于本工程的排沙洞及引水发电系统布置在坝址右岸，溢洪洞布 置在坝址左岸，而坝址右岸地形为凹岸且分布有沟长较大的苗家 沟，因此若导流隧洞布置在坝址右岸将使其洞线长度增大，从而 增加工程投资，综合考虑本工程导流隧洞应布置在坝址左岸。 导流隧洞的布置导流隧洞的布置 根据上述原则并结导流程序和、地质地形及枢纽布置条件，导流洞 布置在左岸凸岸，桩号导 0+000.000m0+085.028m 导流洞为直段，在桩 号导 0+085.028m 处设转弯段，弯道半径 97.0m ,中心角度 41.330，导流 洞与溢洪洞在导 0+210.299 m 处，采用“龙抬头”的方式结合布置。导 流洞断面设计为城门洞型，洞身断面尺寸由永久溢洪洞控制，其断面尺 寸为 1214m（宽高）洞身全长 860.299m，进口明渠长 29.907m，进 水塔段长 20.00m，非结合段长 210.299m，结合段长 650.00m，出口明渠 与永久溢洪洞结合。 结合河床地形和洞内水力条件；并考虑到降低截流 难度，将进、出口底板高程分别定为 704.90m 和 700.20m，平均隧洞底 坡为 i=5.46。 （3 3）导流隧洞的洞身支护设计）导流隧洞的洞身支护设计 导流洞一次支护采用系统锚杆和挂网喷混凝土的措施，对不良地质 地段增设随机长锚杆支护。 导流洞二次支护采用全断面混凝土衬砌，其形式根据隧洞地质条件 及衬砌结构承受的荷载情况,初拟导 0+000.00m0+036.00 段底板及边墙 衬砌厚度 2.0m ，顶拱衬砌厚度 1.2m ；导 0+036.00m0+072.00 段底板 及边墙衬砌厚度 1.5m ，顶拱衬砌厚度 1.3m ；导 0+072.00m0+210.299.00 段底板、边墙及顶拱衬砌厚度均为 1.0m 。 除上述外，导流洞洞身还设计了固结灌浆，顶拱部位设计了回填灌 浆，自桩号 0+036.00m 以后还在顶拱部位设计了排水孔以减少外水压力。 （4 4）进口明渠设计）进口明渠设计 进口明渠：底板高程为 704.90 m，长 27.20 m，两侧扩散角均为 8o，引渠段开挖边坡 10.3，为开敞式结构，采用厚 510cm 喷混凝土 防护。进口洞脸高边坡开挖，坡比采用 10.25，每间隔 25m 设一宽 2m 马道，边坡进行喷混凝土支护，喷混凝土厚 0.10m（挂钢筋网 6 0.2m0.2 m）并设砂浆锚杆加固，锚杆规格为 25 3 m3 m、l=3.5 m 及 28 3 m3 m、l=9 m，9 m 长锚杆与 3.5 m 长锚杆沿边坡上下间 隔布置。另考虑一定数量的 325 l=15 m 锚筋桩及一定数量的 100t 级 长 30 m 的预应力锚索做为安全储备。 （5 5）进水塔设计）进水塔设计 由于导流隧洞进口岸坡较陡、岩石坚硬完整，导流隧洞进水塔布置 采用岸塔式进水塔。塔顶高程根据闸门安装施工及下闸撤退初拟为 757.50 m，在高程 737.00 设置一闸门锁定平台，进水塔 737.00m 以上为 混凝土框架结构；平板闸门的孔口尺寸为 12.013.5m，启闭机采用固 定式卷扬机。 进水塔下部为导流洞进口段，进口段长 20m, 进口两侧为喇叭口型 式，顶部为 x2/13.52+y2/4.52=1 的椭圆曲线，接 1：4.5 斜坡段，后接平板 闸门槽段，再接 1：4.25 斜坡段。两侧边墙为 x2/9.02+y2/3.02=1 的椭圆曲 线，进水塔底板高程为 704.9 m，塔底开挖高程 701.90m，平板闸门门槽 宽 2m， 闸门室后设直径 0.8m 的通气孔。 （6 6）出口明渠与消能设计）出口明渠与消能设计 出口明渠底板高程为 700.20m，其开挖边坡、衬砌及消能设计按永久 建筑物设计，并兼顾导流期的消能。详见水工报告有关章节。推荐方案 导流工程量见表 10.2.4。 表 10.2.4 推荐方案导流工程量表 项 目 单 位数 量备 注 土石方明挖万 m38.43土方 1.54% 石方洞挖万 m34.22 洞身衬砌混凝土万 m31.16c25（二） 进水口混凝土万 m31.53c25（二） 封堵混凝土万 m30.85c20（三） 喷混凝土万 m30.19厚 0.1m 钢筋t1200 回填灌浆万 m20.26 固结灌浆万 m0.43 系统锚杆 根 2270 25,l=4.5m 28,l=9.0m 排水孔万 m0.38 支洞土石方明挖万 m30.17 支洞石方洞挖万 m31.19 支洞喷混凝土万 m30.07 支洞系统锚杆根50825,l=4.5m 支洞封堵混凝土万 m30.18c20（三） 土石填筑万 m320.22 过渡料填筑万 m30.58 混凝土防渗墙万 m20.650.6m 厚 土工膜万 m20.40 围堰拆除万 m35.32 注：隧洞工程量中，不含桩号导 0+147.80m 以后的永久结合段。 10.2.510.2.5 导流建筑物施工导流建筑物施工 10.2.5.110.2.5.1 土石方明挖土石方明挖 土方开挖采用 100hp 推土机集碴，3m3装载机装 20t 自卸汽车弃碴。石 方明挖采取分层开挖，逐层下卧的施工方法，分层高度 810m，利用 yq100 型潜孔钻钻孔，深孔梯段预裂爆破，3m3装载机装 20t 自卸汽车出 碴。运至 1 号及 2 号碴场。 10.2.5.210.2.5.2 石方洞挖石方洞挖 导流洞分两层施工，上层高度取 7m，采用 3 臂凿岩台车钻孔爆破，下 层采用潜孔钻钻孔爆破。隧洞洞内 3 m3侧卸式装载机装 20t 自卸汽车出 碴。运至 1 号及 2 号碴场。为减少隧洞进口段与洞身段施工干扰，加快 施工进度，需在导流洞导 0+177.36m 桩号处设 86m（宽高）的施工 支洞，支洞长 231.72m，支洞进口位于导流洞进口下游约 200m 处。 10.2.5.310.2.5.3 围堰填筑及拆除围堰填筑及拆除 围堰填筑拟采用 3m3液压挖掘机自上而下分层回采开挖 3 号和 4 号 弃碴场弃碴，20t 自卸汽车运输，180 马力推土机平料，16t 自行式振动 碾碾压。 根据导流程序的安排要求，上游围堰可不拆除。 下游围堰拆除至河 床高程，围堰的拆除采用 3m3装载机挖走水上部分石碴，水下部分采用 长臂反铲挖装，20t 自卸汽车运输。 10.2.5.410.2.5.4 基础防渗体施工基础防渗体施工 上、下游围堰防渗采用混凝土防渗墙防渗，主河床截流后，在上下游 围堰处填筑形成防渗墙施工平台，防渗墙施工采用 cz22 型钢丝绳冲击钻 机造孔，0.8 m3拌和机拌和混凝土，直升导管浇筑混凝土。 10.2.5.510.2.5.5 混凝土浇筑混凝土浇筑 （1 1）导流洞进出口）导流洞进出口明明渠渠混混凝凝土土施施工工 隧洞进口处布置一台 mq540 型高架门机，由 10t 自卸汽车沿左岸低线 公路运输混凝土，卸入 3 m3卧罐，门机起吊入仓，在进水塔塔顶处布置 一台 3 m3履带式起重机辅助作业，在隧洞出口明渠也布置一台 3 m3履带 式起重机，进行出口明渠的混凝土浇筑。